基础与地下室教学课件PPT.ppt

项目二 基础与地下室 l任务一 了解地基与基础基本概念 l任务二 基础的埋置深度与影响因素 l任务三 基础类型与基础构造 l任务四 了解地下室的类型与构造 任务一 了解地基与基础基本概念 l一、地基的基本概念 l1.地基 l地基是基础下面承受荷载的那部分土体或岩体。 l地基是有一定深度和范围的，只能将受建筑物影 响在土层中产生附加应力和变形所不能忽略的那 部分土层称为地基。 2.持力层 当地基由两层及两层以上土层组成时，通常将直接与基 础底面接触的土层称为持力层。 3.下卧层 在地基范围内持力层以下的土层称为下卧层(当下卧层的 承载力低于持力层的承载力时，称为软弱下卧层)，如图 所示。 l4.地基承载力 l地基承载力是指地基土单位面积上所能承受荷载的能力。 l地基容许承载力：保证满足地基稳定性的要求与地基变形 不超过允许值，地基单位面积上所能承受的荷载。 l地基承受荷载作用后，内部应力发生变化。 l一方面，附加应力引起地基内土体变形，造成地基沉降； 另一方面，引起地基内土体的剪应力增加。当荷载继续增 大，地基出现较大范围的塑性变形区时，显示地基承载力 不足而失去稳定，此时地基达到极限承载力。 l建筑地基基础设计规范(gb 500072011) 中规定，作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土 、砂土、粉土、粘性土和人工填土。 l1）岩石 l指颗粒间连接牢固，呈整体或具有节理、裂隙的 岩体 5.地基土层的分类 l2）碎石土 l指粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土 l3）砂土 l指粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50% 、粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重 50%的土 l4）粉土 l指塑性指数，ip10 ，粒径大于0.075mm的颗 粒含量不超过全重50%的土。 l塑性指数：塑性是表征细粒土物理性能一个重 要特征，一般用塑性指数ip来表示 l5）粘性土 l指塑性指数ip的土。按其塑性指数的大 小又可分为粘土 ip 1和粉质粘土ip l）人工填土 6.地基的种类及处理措施 l地基可以分为天然地基和人工地基两大类。 l(1)天然地基天然地基是指天然土层具有足够 的承载力，不需人工加固处理便可直接承受建 筑物荷载的地基。 l(2)人工地基人工地基是指须预先对土壤层进 行人工加工或加固处理后承受建筑物荷载的地 基。 l人工地基比天然地基的造价高，在工程允许情 况下，优先选用天然地基；只有在建筑物荷载 较大，天然土层承载力较差的情况下才采用。 l地基处理是指为提高地基土的承载力，改善其变 形性质或渗透性质而采取的人工方法。人工地基 的处理措施通常有换填垫层法、预压法、强夯法 、水泥粉煤灰碎石桩法、水泥土搅拌法、打桩法 等。 l1)换填垫层法：挖去地表浅层软弱土层或不均匀 土层，回填坚硬、较粗粒径的材料，并夯压密实 ，形成垫层的地基处理方法。 l2)预压法对地基进行堆载或真空预压，使地基 固结的地基处理方法。预压法包括堆载预压法 和真空预压法。 l3)强夯法：反复将夯锤提到高处使其自由落下 ，给地基以冲击和振动能量，将地基土夯实的 地基处理方法。强夯法适用于处理碎石土、砂 土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、 素填土和杂填土等地基。 l4)水泥粉煤灰碎石桩(cfg桩)法：由水泥、粉 煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成 高粘结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫层一起 组成复合地基的地基处理方法。 l5)水泥土搅拌法：以水泥作为固化剂的主剂， 通过特制的深层搅拌机械，将固化剂和地基土 强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳定 性和一定强度的桩体的地基处理方法。水泥土 搅拌法分为深层搅拌法和粉体喷搅法。 l6)打桩法：在软弱土层中置入桩体，把土壤挤 密或把桩打入地下坚硬的土层中，来提高土层 的承载力的地基处理方法。 7.地基应满足的几点要求 1)强度方面的要求：要求地基有足够的承载力。 2)变形方面的要求：要求地基有均匀的压缩量， 以保证有均匀的下沉。要防止不均匀沉降导致 上部结构产生裂缝，甚至倒塌。 3)稳定方面的要求：要求地基有防止产生滑坡、 倾斜能力，必要时应加设挡土墙，以防止滑坡 变形的出现。 1.基础 基础是将结构所承受的各种作用传递到地基上 的结构组成部分，它是建筑物的地面以下的组 成部分。 二、基础的基本概念 l.基础埋深 l基础埋深是指从室外设计地面到基础底面的垂 直距离，如图所示。 l室外地坪分为自然地坪和设计地坪。 l自然地坪是指施工建造场地的原有地坪； l设计地坪是指设计要求，工程竣工后室外场地 经过挖填后的地坪。 l在满足地基稳定和变形要求的前提下，基础宜 浅埋，除岩石地基外，基础埋深不宜小于 0.5m。 l3.基础宽度 l 基础的宽度由工程设计计算决定。柔性基础 底面的宽度不包括垫层的宽度。 l4.大放脚 l基础墙加大加厚的部分，用烧结砖、混凝土、 灰土等刚性材料制作的基础均应做大放脚。 l5.基础与地基的区别 l基础是建筑物的组成部分，而地基不是建筑物 的组成部分。基础将承受的上部结构的荷载传 给地基。 lan/f ln传至基础底面的建筑物的总荷载(包括自 重、上部荷载和基础上部土重)，单位为kn； la基础底面积，单位为mm2； lf地基承载力(单位面积所能承受的最大压 力)，单 位为kpa。 l由此可见，基础底面积是根据建筑总荷载和地 基土的承载力来确定的。当地基承载力不变时 ，传给地基的压力越大，基础底面积也应越大 。或者，当建筑物总荷载不变时，允许地基承 载力越小，基础底面积就越大。 6.地基、基础与荷载的关系 l7.基础的设计要求 l1)强度方面的要求 l2)耐久性的要求 l3)经济因素的要求 任务二 基础的埋置深度与影响因素 l一、基础的埋置深度 l1.浅基础 l 埋深小于5m或埋深小于4b称为浅基础(b为基 础宽度，埋深最小为500mm)。 l2.深基础 l 埋深大于等于5m或埋深大于等于4b称为深基 础。 l1.建筑物基础的形式和构造 l高层建筑筏板基础和箱形基础的埋置深度应满足 地基承载力、变形和稳定性要求。位于岩石地基 上的高层建筑，其基础埋深应满足抗滑要求。 l2.作用在地基上的荷载大小和性质 l 地基上荷载越大，基础埋深就越深。 二、基础埋置深度的影响因素 l3.工程地质和水文地质条件 l基础宜埋置在地下水位以上，当必须埋在地下水 位以下时，宜将基础底面埋置在最低地下水位以 下不小于200mm的位置。 l4.相邻建筑物的基础埋深 l当存在相邻建筑物时，新建建筑物的基础埋深不 宜大于原有建筑基础。当埋深大于原有建筑基础 时，两基础间应保持一定净距，其数值应根据原 有建筑荷载大小、基础形式和土质情况确定，一 般可取梁基础底面高差的12倍，如图 5.地基土冻胀和融陷的影响 宜埋置在冰冻线以下200mm的位置。 在冻胀、强冻胀、特强冻胀地基上，应采用下列 防冻害措施： 1)对在地下水位以上的基础，基础侧面应回 填非冻胀性的中砂或粗砂，其厚度不应小于 10cm；对在地下水位以下的基础，可采用桩基 础或采取其他有效措施。 2)宜选择地势高、地下水位低、地表排水良 好的建筑场地。 3)防止雨水、地表水、生产废水、生活污水 浸入建筑地基，应设置排水设施。 4)在强冻胀性和特强冻胀性地基上，其基础结构 应设置钢筋混凝土圈梁和基础梁，并控制上部 建筑的长高比，增强房屋的整体刚度。 5)当独立基础连系梁下或桩基础承台下有冻土时 ，应在梁或承台下留有相当于该土层冻胀量的 空隙，以防止土的冻胀将梁或承台拱裂。 6)外门斗、室外台阶和散水坡等部位宜与主体结 构断开，散水坡分段不宜超过1.5m，坡度不 宜小于3，其下宜填入非冻胀性材料。 7)对于跨年度施工的建筑，入冬前应对地基采取 相应的防护措施；按采暖设计的建筑物，当冬 季不能正常采暖，也应对地基采取保温措施。 任务三 基础类型与基础构造 一、按材料与受力特点分类 1.刚性基础 l由砖、灰土、混凝土或毛石混凝土、毛石和三 合土等材料组成的，且不需配置钢筋的墙下条 形基础或柱下独立基础。刚性基础适用于多层 民用建筑和轻型厂房。 l刚性基础所用材料的抗压强度高，抗拉、抗弯 、抗剪等强度较低。为了保证基础底面处在受 压区的范围内不被拉裂，基础底面宽度增大时 受到刚性角的限制。刚性角以基础的宽高比 (b/h或其夹角)表示，并应控制在一定的范围 之内。 l刚性基础的受力、传力特点如图所示。如果基础底面的 宽度超出了刚性角的扩散范围，就会使得基础两侧超出 部分底部受到拉应力的作用而产生裂缝，并遭到破坏 l为了防止基础被拉裂，基础高度应符合要求。 tanb2/h0 b2=(b-b0)/2 式中b基础底面宽度，单位为 mm； b0基础顶面的墙体宽度或柱脚 宽度，单位为mm； h0 基础高度，单位为mm； b2基础台阶宽度，单位为mm； tan基础台阶宽高比b2h0 ， 其允许值可按表2-1选用。 l(1)砖基础 l是指用烧结普通砖砌筑的基础。 l优点：具有取材容易、价格低、施工简便 l缺点：强度、耐久性、抗冻性和整体性均较差 l使用范围：只适用于地基土好，地下水位较低，五层以 下的砖木结构或砖混结构中。 l砖基础墙的下面要做成阶梯形，其台阶的宽高比不应大 于11.5，一般采用两皮一皮兼收式和两皮等收式两种做 法。 (2)灰土基础 l在地下水位较低的地区，可 以在砖基础下设灰土垫层灰 土垫层有较好的抗压强度和 耐久性，后期强度较高，属 于基础的组成部分，称为灰 土基础，如图2-8所示。 l适用于6层和6层以下、地下 水位较低的砌体结构房屋和 墙体承重的工业厂房。一般 灰土基础做成二至三步。 l抗冻性、耐水性差，只能埋 置在地下水水位以上，且基 础顶面应位于冰冻线以下。 （3)毛石基础 l由未加工的块石用水泥砂浆砌 筑而成，毛石的厚度不小于 150mm，宽度约200 300mm。如图2-11所示。 l毛石基础的强度高，抗冻、耐 水性能好，所以，适用于地下 水位较高、冰冻线较深的产石 区的建筑。 （4）混凝土基础和毛石混凝土基础 l混凝土基础断面有矩形、阶梯形和锥形，一般当基础 底面宽度大于2000mm时，为了节约混凝土常做成锥 形。 l为了节约水泥用量，体积较大的混凝土基础可以在浇 筑混凝土时加入2030的毛石，这种基础称为毛 石混凝土基础。 l混凝土基础和毛石混凝土基础具有坚固、耐久、耐水 的特点，可用于受地下水和冰冻作用的建筑。 2.柔性基础 将上部结构传来的荷载，通过向侧边扩展成一定底 面积，使作用在基底的压应力小于或等于地基土的允 许承载力，而基础内部的应力应同时满足材料本身的 强度要求，这种起到压力扩散作用的基础称为柔性基 础，如图2-13所示。 l柔性基础的底部配有承受拉力 的钢筋，因而其底面可以做得 宽而薄，基础的加宽不受刚性 角的限制。钢筋混凝土基础与 混凝土基础的比较如图2-13(a) 所示。这种基础相当于一个倒 置的悬臂板，根部厚度较大， 配筋较多，两侧板厚较小，钢 筋也较少。 l柔性基础的构造要求： l1）锥形基础的边缘高度，不宜小于200mm；阶梯形 基础的每阶高度，宜为300500mm l2）垫层的厚度不宜小于70mm l3）柔性基础板底受力钢筋的最小直径不宜小于10mm ，100mm 间距200mm l4）混凝土强度等级不应低于c20 l5）当柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混 凝土条形基础的宽度大于或等于2500mm时，底板受 力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9倍，并交错布置 1.独立基础 l称为单独基础，是柱下基础的主要类型。当建 筑物承重体系为梁、柱组成的框架、排架或其 他类似结构时，其柱下基础常采用的基本形式 为独立基础。独立基础主要采用柔性基础。 二、按构造形式分类 l独立基础常见的断面形式有阶梯形和锥形,当 采用预制柱时，则基础做成杯口形，柱子嵌固 在杯口内，又称为杯形基础，如图2-14所示。 l呈连续的带状，一般用于墙下。当上部结构采用墙承重 时，承重墙下一般采用通长的条形基础，如图2-15所示 。条形基础主要采用刚性基础。 2.条形基础 l当建筑物承重构件为柱子时，若荷载大且地基 承载力较弱时，常用钢筋混凝土条形基础将柱 下的基础连接起来，形成柱下条形基础，如图 2-16所示。 l柱下条形基础的构造，除满足柔性基础的构造要求外 ，尚应符合下列规定： l1）柱下条形基础梁的高度宜为柱距的1/41/8，翼板 厚度不应小于200mm l2）条形基础的端部宜向外伸出，其长度宜为第一跨 距的0.25倍 l3）现浇柱与条形基础梁的交接处，其平面尺寸不应 小于图2-17的规定 l4）条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除满足计 算要求外，顶部钢筋按计算配筋全部贯通，底部通长 筋不应小于底部受力筋截面总面积的1/3 l5）柱下条形基础的混凝土强度等级，不应低于c20 l当地基条件较差，为了提高建筑物的整体性，防止柱 子之间产生不均匀沉降，常将柱下基础沿纵横两个方 向扩展连接起来，做成十字交叉的井格基础，如图2- 18所示。 3.井格基础 当上部结构荷载较大，而地基承载力又特别低时，柱下 条形基础或井格基础已不能适应地基变形需要，常将 墙下或柱下基础连成一钢筋混凝土板，形成筏形基础 ，如图2-19所示。 l筏形基础是指柱下或墙下连续的平板式或梁板式钢 筋混凝土基础。筏形基础分为梁板式和平板式两种类 型。 4.筏形基础 l对于上部结构荷载大、对地基不均匀沉降要求严格的 高层建筑、重型建筑或软土地基上的多层建筑，为增 加基础刚度，常将基础做成箱形基础。 l箱形基础是指由底板、顶板、侧墙及一定数量内隔墙 构成的整体刚度较好的单层或多层钢筋混凝土基础。 较适用于高层建筑或在软弱地基上建造的重型建筑物 ，如图2-20所示。 5.箱形基础 l基础的中空部分可用作地下室或地下停车库 l优点：箱型基础埋深较大，空间刚度大，整体 性强，能抵抗地基的不均匀沉降 l适用范围：高层建筑或在软弱地基上建造的重 型建筑物 l当浅层地基不能满足建筑物对地基承载力和变 形的要求，并且其他地基处理措施又不适用时 ，可以考虑采用桩基础，以地基下较深处坚实 土层或岩层作为持力层。 l桩基础由桩和承接上部结构的承台(梁或板)组 成，如图2-21所示。 l根据性状和竖向受力情况， l 桩可分为摩擦型桩和端承型桩。 6.桩基础 任务四 了解地下室的类型与构造 一、地下室的组成与类型 1.地下室的组成 l建筑物首层地面以下的使用空间称为地下室。 l地下室一般由墙身、底板、顶板、门窗、楼梯五部分 组成。 l地下室可以用作设备间、储藏房间、车库、商场以及 战备人防工程等。高层建筑常利用深基础，建造一层 或多层地下室，既可节约建设用地，增加使用面积又 节省填土费用。 2.地下室的类型 (1)按埋入地下深度 l全地下室 l半地下室 (2)按使用功能 l普通地下室。 l人防地下室 (3)按结构材料 l砖混结构地下室 l钢筋混凝土结构地下室 图2-23 二、地下室的防潮构造 1.构造条件 所处区域常年水位或最高水位在地下室底板以下时， 并且无形成上层滞水的可能。 2.构造要求 1)常年最高地下水位与地下室底板之间的距离大于 500mm时，地下室作防潮处理。 2)防潮部位包括墙身防潮和底板防潮。 3)砖砌体地下室必须用水泥砂浆砌筑，墙外侧在做好水泥砂 浆抹面后，涂冷底子油一道及热沥青两道，然后回填低渗 透性土壤，如灰土。此外，在墙身与地下室地坪及室内地 坪之间设墙身水平防潮层，如图所示。 l当设计最高水位高于地下室地坪时，地下室的外墙和 底板都浸泡在水中，受到有压水的作用，或者常年最 高地下水位与地下室底板之间的距离小于等于500mm 时应进行防水处理。常用的防水措施有构件自防水和 材料防水。 三、地下室的防水构造 防水 等级 标 准 1 级 不允许渗水，结构表面无湿渍 2 级 不允许漏水，结构表面可有少量湿渍 工业与民用建筑：湿渍总面积不大于总防水面积的1，单个湿渍面 积不大于0.1m2，任意100m2防水面积不超过一处 其他地下工程：湿渍总面积不大于防水面积的6，单个湿渍面积不 大于0.2m2，任意100m2防水面积不超过4处 3 级 有少量漏水点，不得有线流和漏泥砂 单个湿渍面积不大于0.3m2，单个漏水点的漏水量不大于2.5l/d，任 意100m2防水面积不超过7处 4 级 有漏水点，不得有线流和漏泥砂 整个工程平均漏水量不大于2l/m2.d，任意100m2防水面积的平均漏 水量不大于4l/m2.d 地下工程防水等级标准 l1.构件自防水 l构件自防水是指当地下室地坪和墙体均为钢筋 混凝土结构时，可采用抗渗性能好的防水混凝 土材料，使承重、围护、防水功能三合一。 l适用：结构刚度好、变形小、