基础与地下室建筑设计.ppt

第六章 基础与地下室 第一节 概述 第 2页 一、地基与基础的关系 n基础在建筑工程中，位于建筑的最下部位 、直接作用于土层的承重构件。 n地基基础下面支承建筑总荷载的那部分土 层。 n基础是建筑物的组成部分。地基则不是。 第 3页 地基承载力 n地基承载力每平方米地基所能承受的最大 垂直压力。 n基础底面的平均压力不得超过地基承载力。 n以f表示地基承载力，N代表建筑的总荷载，A 代表基础的底面积，则 第 4页 二、地基的分类 n按土层性质不同，分为 n天然地基具有足够的承载力、可以直接在其上建造基础 的天然土层。 n人工地基必须预先对土层进行人工加固后才能承受建筑 物荷载的地基。 n加固地基的方法 n压实法利用人工方法挤压土壤，排走土中的空气，提高 土的密实性。如重锤夯实法、机械碾压法 n换土法将地基中的软弱土全部或部分挖除，换以承载力 高的好土。 n打桩法将钢筋混凝土桩打入或灌注入土中，把土挤实， 由桩和桩间土一起组成复合地基。 n化学加固法水泥硅化加固法 第 5页 对地基和基础的要求 n（一）地基应具有较高的承载能力且分布均 匀 n建筑物的建造地址应尽量选在地基承载力较高且 分布均匀的地段。 n（二）基础应具有足够的强度且满足耐久性 要求 n基础所用的材料和构造的选择应与上部结构的耐 久性相适应。 n（三）基础工程应注意经济效益 n基础工程约占建筑总造价的1040。 第 6页 三、基础的埋置深度 n基础埋置深度是指室外设计地面到基础底面的距离。 n根据基础埋置深度不同，基础分为 n浅基础埋置深度不超过4m； n深基础埋置深度超过4m； n不埋基础：基础直接做在地表面上。 第 7页 比萨斜塔 n正是由于地基土质 较差，基础埋置较 浅，仅3.05米,在建 到第三层时,基础 发生不均匀沉降。 塔顶中心点偏离中 心线2.1米,现已偏 离5.2米,终成斜塔 。 第 8页 确定基础埋置深度要考虑的因素 n工程地质与水文地质情况 n基础应尽量埋置得浅些，但不能小于0.5米。 n基础埋深尽可能设在地下水位以上。 n地基土冻胀和融陷的影响 n季节性冻土是一年内冻结和解冻交替出现的土层。 n基础埋置的深度一般应大于冻结深度。 n房屋的使用情况 n如有无地下室、地下设施，基础的形式和构造等。 n相邻建筑物和构筑物的基础理深 n当深于原有建筑物或构筑物的基础时，两基础间应保持一 定距离，一般可采取两基础底面高差的12倍。 第 9页 第 10页 第 11页 第二节 基础构造 第 13页 一、按材料和受力特点分类 n（一）刚性基础 。凡受刚性角限制的基础称为刚性基础。 第 14页 刚性基础台阶宽高比的允许值 第 15页 1.砖基础 n主要材料为普通粘土砖。多用于地基土质好、地下水位较低 、五层以下的砖混结构建筑中。 第 16页 灰土基础与三合土基础 n在地下水位比较低的地区，常在砖 基础下做灰土垫层，该灰土层的厚 度不小于100mm。由于灰土垫层按基 础计算，故称灰土基础。 n灰土基础是由粉状石灰与粘土加适 量水拌合夯实而成的。石灰与粘土 的体积比为37或28，灰土每层 均虚铺220mm，夯实后厚度为150mm 左右。 n三合土基础石灰、砂、集料（碎 砖、碎石或矿渣），按体积比 136或124加水拌合夯实而 成的。通常其总厚度 H0300mm， 宽度b600mm。三合土基础适用于 四层以下建筑。 第 17页 2.石基础 n由未经加工的石材和砂浆 砌筑而成的。用于地下水 位较高、冻结深度较深的 低层和多层民用建筑中。 n剖面形式多呈阶梯形。 n基础的顶面要比墙或柱每 边宽出100mm，基础的宽 度、每个台阶的高度均不 宜小于400mm；每个台阶 挑出的宽度不应当大于 200mm。 第 18页 3.混凝土基础 n混凝土基础的断面可以做成矩形、阶梯形和锥形。当基础宽 度小于350mm时，多做成矩形；大于350mm时，多做成阶梯形 。 n常在混凝土中加入粒径不超过300mm的毛石，这种混凝土称为 毛石混凝土。 第 19页 （二）非刚性基础 n钢筋混凝土基础称为非刚性基础或称为柔性基础 第 20页 钢筋混凝土基础的形式 n柱下和墙下钢筋混凝土基础一般做成锥形和台阶形 。 n对于墙下钢筋混凝土基础，当地基不均匀时，还要 考虑墙体纵向弯曲的影响。这种情况下，为了增加 基础的整体性和加强基础纵向抗弯能力，墙下钢筋 混凝土基础可采用有肋的基础形式。 钢筋混凝土基础 锥形 台阶形 有肋的扩展基础 第 21页 二、按基础的构造形式分类 n基础的构造形式主要取决于： n建筑物上部结构形式 n荷载的大小 n地基土壤性质 n在一般情况下，上部结构形式直接影响基础 的形式，但当上部荷载大且地基承载能力有 变化时，基础的形式也随之变化。 n基础按构造形式可分为五种基本类型： 第 22页 （一）条形基础 n当建筑物上部结构为墙承重结构时，基础沿墙身设置，多做 成长条形，这种基础称为条形基础或带形基础。该类基础多 用于砖混结构，其基础常选用砖、石、灰土、三合土等材料 ，也可采用钢筋混凝土条形基础。 第 23页 （二）独立基础 n当建筑物上部采用框架结构或单层排架结构 承重时，基础常采用方形或矩形的单独基础 ，这种基础称为独立基础或柱式基础。独立 基础是柱下基础的基本形式。 n常用的断面形式：阶梯形、锥形、杯形。 n优点：减少土方工程量、节约基础材料。 n缺点：基础之间无构件连接件，整体刚度较 差。 第 24页 柱下独立基础示意图 第 25页 柱下独立基础 第 26页 （三）井格式基础 n将柱下基础沿纵、横方向连接起来，做成十 字交叉的井格基础，故又称十字带形基础。 第 27页 （四）筏式基础 n用整片的筏板承受建筑物的荷载，这种基础形似筏子。 n筏式基础按结构形式可分为板式结构和梁板式结构两类。 第 28页 不埋板式基础 n在天然地表上，将场地平整并用压路机将地 表土碾压密实后，在较好的持力层上，浇灌 钢筋混凝土平板。 第 29页 （五）箱形基础 n一般适用于高层建筑或在软弱地基上建造重型建筑物。当箱 形基础的内部空间较大时，可用作地下室。 第 30页 （六）桩基础 n当建筑物上部荷载较大、地基的软弱土层 较厚、地基承载力不能满足要求且做成人 工地基又不具备条件或不经济时，常采用 桩基础。 n采用桩基础能节省基础材料，减少挖填土 方工程量，改善工人的劳动条件，缩短工 期。 第 31页 1.桩的种类 n根据材料不同可分为：木桩、钢筋混凝土桩、钢桩和其它组 合材料桩 a.木桩 b.预制混凝土桩 c.预制混凝土管桩 g.复合桩 第 32页 n根据施工方法不同分为 ： n打入桩 n压入桩 n振入桩 n灌注桩 n钻孔桩 第 33页 第 34页 沉管灌注桩施工过程: 就位 沉套管 开始灌注混凝土 下钢筋骨架继续 浇灌混凝土 拔管成型 第 35页 n根据受力性能不同可 分为： n端承桩 n摩擦桩 第 36页 桩的组成 n桩由桩身及承台梁组成 。 n桩的上端浇注钢筋混凝 土承台梁，承台梁上接 墙体。 n在寒冷地区，为了防止 承台梁下的土受冻膨胀 使承台梁破坏，一般在 承台梁下铺设100mm 200mm的粗砂或炉渣。 第 37页 第三节 地下室的构造 n地下室是指建筑物底层以下的房间。 n1、地下室的组成 n地下室一般由墙身、底板、顶板、门窗、楼 梯和采光井六部分组成。 第 38页 n2、地下室的分类 n按顶板标高可分为： n全地下室即地下室地面低于室外地面的高度， 超过该房间净高一半时称全地下室。 n半地下室即地下室地面低于室外地面的高度超 过该房间净高1/3，且不超过1/2时称为半地下室。 n按使用功能分有普通地下室和人防地下室； n按结构材料可分为砖墙地下室和混凝土墙地 下室。 第 39页 第 40页 二、地下室的防潮与防水构造 n地下室构造设计的主要任务：保证地下室在 使用时不受潮、不渗漏。 第 41页 （）地下室防潮（砖墙） 第 42页 （二）地下室防水 n当地下水的设计最高水位高于地下室底板标高 时，地下室的底板和部分外墙将浸在水中，这 时地下室外墙受到地下水的侧压力，地坪受到 水的浮力的影响。地下水的侧压力的大小以水 头大小为标准。 n所谓水头是指最高地下水位至地下室地面的垂 直高度，以米为单位。水头越大，侧压力越大 ，因此，必须对地下室外墙和地坪作防水处理 。 第 43页 1.地下工程防水等级标准 n地下室防水工程分为四个等级，各地下工程的防水方案应 根据工程的重要性和使用要求按表6-1选定 防水 等级 适用范围标准设防做法选择 要求 一级 人员长 期停留的场所 ；因有少量湿渍会使物 品变质 、失效的储物场 所及严重影响设备 正常 运转和危及工程安全运 营的部位；极重要的战 备工程 不允许 漏水， 结构表 面无湿 渍 多道设防， 其中应有一道 钢筋混凝土结 构自防水和一 道柔性防水， 其他各道可采 取其他防水措 施 1.自防水钢筋混 凝土； 2.优先选用合成 高分子卷材； 3.增加其他防水 措施，如架空层 或夹壁墙等 表6-1 地下室防水工程设防表(待续) 第 44页 (续)表6-1 地下室防水工程设防表 防水等 级 适用范围标准设防做法选择 要求 二级 人员经 常活 动的场所； 在有少量湿 渍的情况下 不会使物品 变质 、失效 的储物场所 及基本不影 响设备 正常 运转和工程 安全运营的 部位；重要 战备 工程 不允许漏水结构表面有少 量湿渍；工业与民用建筑 总湿渍面积不应大于总防 水面积（包括顶板、墙面 、地面）的1/1000；任意 100m2防水面积上的湿渍不 超过1处，单个湿渍面积不 大于0.1m2；其他地下工程 总湿渍面积不应大于总防 水面积的6/1000；任意 100m2防水面积上的湿渍不 超过4处，单个湿渍面积不 大于0.2m2 两道设防 ，一般为 一道钢筋 混凝土结 构自防水 和一道柔 性防水 1.自防水 钢筋混凝 土； 2.合成高 分子卷材 一层，或 高聚物改 性沥青防 水卷材 第 45页 防水等 级 适用范 围 标准设防做法选择 要求 三级 人员临 时活动 场所； 一般战 备工程 有少量漏水点，不得有线 流和漏泥砂； 任意100m2的防水面积上 的漏水点数不超过7处， 单个漏水点的最大漏水量 不大于2.5L/(m2d)，单 个湿渍面积不大于0.3m2 可采用一 道设防或 两道设防 ；也可对 结构做抗 水处理， 外做一道 柔性防水 层 合成高分 子卷材一 层或高聚 物改性沥 青防水卷 材 四级 对漏水 无严格 要求的工 程 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/(m2d)，任意100m2 防水面积上的平均漏水量 不大于4L/(m2d) 一道设防 ，也可做 一道外防 水层 高聚物改 性沥青防 水卷材 (续)表6-1 地下室防水工程设防表 第 46页 2.地下室的防水构造主要有材料防水和混凝土自防水两大 类 （1）材料防水 材料防水是在外墙和底板表面敷 设防水材料，借材料的高效防水特性阻止水的 渗人，常用卷材、涂料和防水砂浆等。 1）卷材防水 第 47页 防水层的卷材层数 n采用油毡防水层时，油毡的层数应根据地下 水的最大水头选用。 第 48页 第 49页 2)涂料防水 第 50页 3)水泥砂浆防水 n水泥砂浆防水。水泥砂浆防水是采用合格材 料，通过严格分层次交替操作形成的多防线 整体防水层。可用于结构主体的迎水面或背 水面。 n但是，由于目前水泥砂浆防水以手工操作为 主，质量难以控制，加上砂浆的干缩性大， 故仅适用于结构刚度大、建筑变形小、面积 较小的工程。 第 51页 （3）防水混凝上防水 n常采用的防水混 凝土有集料级配 混凝土和外加剂 混凝土。 n地下室的墙板和 底板的厚度不应 小于200mm。 第 52页 人工降排水措