地基与地下室ppt课件.ppt

基础与地下室 学习目标本章重点介绍地基和基础的基本概念 建筑基础类型 地下室的分类 防潮防水处理 学习要求1 掌握地基和基础的基本概念 2 了解影响基础埋深的因素 3 了解建筑基础的分类依据 类型 各自特点和适用条件 4 了解建筑地下室的分类方法和类型 5 掌握地下室需要进行防潮防水处理的条件以及构造处理措施 案例分析 上海市闵行区莲花小区在建住宅楼倒塌事故 基础 建筑物地面以下的承重构件 它承受建筑物上部结构传下来的荷载 并把这些荷载连同本身的自重一起传给地基 地基 承受由基础传下来荷载的土层 地基不是基础的一部分 也不是建筑物的一部分 持力层 直接承受建筑荷载的土层 持力层以下的土层为下卧层 基础埋深 从设计室外地坪至基础底面的垂直距离 2 1地基与基础概述 基础宽度 基槽宽度 即基础底面的宽度 基础宽度由计算决定 大放脚 基础增大加厚的部分 用砖 混凝土 灰土等材料制作的基础均应作大放脚 建筑物总荷载 基础底面积和地基承载力三者之间的关系如何 建筑物总荷载一定 基础底面积越大 单位面积承载力越小 从上式可以看出 当建筑物总荷载不变时 地基承载力f越小 基础底面积A越大 A F f 一 天然地基 天然土层具有足够的承载力 不需进行人工加固 可直接在其上建造房屋的地基称为天然地基 岩石 碎石土 砂土 粉土 粘性土 二 人工地基 当土层的承载力较差或虽然土层较好 但上部荷载很大时 为使地基具有足够的承载力 可对土层进行加固 这种经人工处理的土层 称为人工地基 天然地基与人工地基 压实法 用各种机械对土层进行夯打 碾压 振动来压实松散土的方法 换土法 当地基土比较软弱或部分土比较软弱 不能满足上部荷载对地基的要求时 可将软弱土层全部挖去 换成其他较坚硬的土层 桩基 当建筑物荷载较大 建筑物很高而地基土层很弱 地基承载力不能满足要求时 可采用桩基 人工加固地基的方法 压实法 用重锤或压路机将软弱土层夯实或压实 适用于设计要求相差不大的情况 换土法 适用与地基土中全部或局部为软弱土 换土时应避免挖成陡坡锅底状 造成应力集中 换土应就地取材 与周围土质接近 防止不均匀沉降 打桩法 桩基础 组成 承台梁 板 桩身 寒冷地区应在承台下铺设100mm厚的粗砂或焦渣 防止土壤冻涨引起承台反拱破坏 尺寸 承台宽不小于500mm厚不小于300mm 地基基础的设计要求 1 承载能力 稳定性 均匀沉降的要求基础位于建筑物底最底部 是建筑物承载系统的重要组成部分 对建筑物的安全起着根本性的作用 而地基虽然不是建筑物的组成部分 但它直接支撑着整个建筑 对整个建筑的安全使用起着保证作用 因此 基础本身应该具有足够的承担能力来承受和传递整个建筑物的载荷 而地基则应该具有足够的地耐力和良好的稳定性 并保证整个建筑物的均匀沉降 2 耐久性的要求3 经济方面的要求 2 1 2基础的概念 2 2基础的埋置深度及影响因素 2 2 1基础的埋置深度基础埋深 是指自设计室外地坪至基础底面的垂直距离 2 2 2影响基础埋深的因素 1 地基土层构造基础应建造在坚实的土层上 如果地基土层为均匀好土 则应尽量浅埋 如果地基土层不均匀 既有好土 又有软土 若坚实土层离地面近 土方开挖量不大 可挖去软土 将基础埋在好土层上 若坚实土层很深 可做地基加固处理 或将基础埋在好土上 或采用桩基础 具体方案应在作技术经济比较后确定 图2 2地基土层对基础埋深的影响 2 建筑物自身构造3 地下水位基础埋深一般在地下水位以上 地下水位高时 基础埋深在最低地下水位以下200mm 图2 3地下水位对基础埋深的影响 4 冻结深度冰冻线 地面以下 冻结土与不冻结土的分界线称为冰冻线 冰冻线的深度称为冻结深度 基础底面置于冰冻线以下 基础尽量埋于冰冻线以下200mm 冻土深度小于0 5m基础埋深不受影响 5 相邻基础埋深一般情况下 新基础应尽量浅于原有基础 当新基础深于原有基础时 两基础间保持一定的距离L 图相邻基础埋深的影响 阳台与墙体之间的裂缝 2009年3月8日济南南全福近10座居民楼墙体开裂能看清隔壁室内 一户居民家中的地板砖出现了错层断裂 阳台墙体裂缝 案例分析 居民楼开裂的原因是什么 为什么开裂部位仅仅是一层阳台 为什么附近的其他建筑阳台没有出现开裂情况 事故原因分析 一是地质原因 开裂楼体的地下土质十分复杂 经了解 该处原为藕池地和稻田地 土层中淤泥 流沙占较大比例 地下水位较高 由于天气干旱及其他因素造成地下水位发生变化时 就会连锁引发地表土及附带地上建筑物产生沉降 二是基础原因 专家核对原施工图纸后 断定该小区住宅楼基础为钢筋混凝土沉管灌注桩 但一层阳台及相关附属房屋地基属于条形基础 二者之间沉降不均 施工及后续使用过程中极易产生裂缝 由此 也可以解释为何其他楼体一楼阳台及一楼附属房屋没有出现开裂问题 浅基础深基础 一 基础的埋深分为 2 3基础的类型和构造 浅基础 基础埋深不超过5m时 此类基础称为浅基础 深基础 基础埋深超过5m时 此类基础称为深基础 如桩基 沉箱 沉井和地下连续墙等 基础埋深应 500mm 24 二 按所用材料及受力特点可分为 刚性基础和柔性基础 刚性基础 指用砖 灰土 混凝土 三合土等抗压强度大 而抗拉和抗剪强度较低的刚性材料做成的基础 此种基础适合受压而不适合承受弯 拉 剪力 无筋扩展基础 建筑地基基础设计规范 GB5007 2012规定 由砖 毛石 混凝土或毛石混凝土 灰土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 25 刚性基础 由刚性材料建造的受刚性角限制的基础 当刚性基础底部宽度超过刚性角控制范围时 基础底部就容易因受剪而开裂 因此 刚性材料基础设计时为避免受拉或受剪而破坏必须使基底宽度在刚性角控制范围内 刚性角用b h表示 砖石基础b h 1 1 25 1 5混凝土基础b h 1 1 26 扩展基础 建筑地基基础设计规范 GB5007 2012规定 为扩散上部结构传来的荷载 使作用在基底的压应力满足地基承载力的设计要求 且基础内部的应力满足材料强度的设计要求 通过向侧边扩展一定底面积的基础 墙下钢筋混凝土条形基础或柱下钢筋混凝土独立基础 柔性基础 由钢筋混凝土建造的 不仅能承受压应力 还能承受较大拉应力 且基础宽度加大不受刚性角限制的基础 27 砖基础 是指用砖砌筑的基础 大放角 砖基础的逐步放阶形式称为大放角 作用 增加基础底面的宽度 使上部荷载能均匀的传到地基上 砖基础 砖基础 砖基础 砖基础 是指用开采下来未经雕琢形成的毛石和砂浆砌筑的基础 优点 可以就地取材 但整体性欠佳 故有振动的房间采用少 毛石基础 2 3基础的类型 毛石基础 2 3基础的类型 毛石基础 2 3基础的类型 毛石基础 素混凝土基础 多采用C10混凝土 一般有阶梯形和锥形两种 混凝土基础的刚性角45度 宽高比应小于1 1或1 1 5 36 扩展基础 建筑地基基础设计规范 GB5007 2012规定 为扩散上部结构传来的荷载 使作用在基底的压应力满足地基承载力的设计要求 且基础内部的应力满足材料强度的设计要求 通过向侧边扩展一定底面积的基础 墙下钢筋混凝土条形基础或柱下钢筋混凝土独立基础 柔性基础 由钢筋混凝土建造的 不仅能承受压应力 还能承受较大拉应力 且基础宽度加大不受刚性角限制的基础 37 钢筋混凝土基础 垫层目的 保证基础钢筋和地基之间有足够的距离 以免钢筋锈蚀 而且还可以作为绑扎钢筋的工作面 作法 C10素混凝土 厚度100mm 垫层两边应伸出底板各100mm 钢筋混凝土基础 底板 基础主要受力构件 厚度和配筋均由计算确定 受力筋直径不得小于8mm 间距不大于200mm 混凝土强度等级不宜低于C15 钢筋混凝土锥形基础底板边缘厚度 不小于200mm且不宜大于500mm 钢筋混凝土锥形基础 钢筋混凝土阶梯形基础每阶厚度300 500mm 基础高度在500 900mm时采用两阶 基础高度超过900mm时采用三阶 钢筋混凝土阶梯形基础 a 单阶 b 两阶 c 三阶 42 宽基浅埋 按构造形式分类 基础 独立基础 条形基础 筏片基础 桩基础 箱形基础 井格基础 4 按构造形式分可分为独立基础 条形基础 筏式基础 桩基础 箱形基础等 1 独立基础当建筑物上部采用框架结构或单层排架结构承重 且柱距较大时 基础常采用方形或矩形的单独基础 这种基础称独立基础 当地基承载能力较高时 上部结构为框架结构且荷载较小时采用 土方量小 施工简便 易发生地基不均匀沉降 独立基础 适用范围 优点 缺点 独立基础 a 阶梯形 b 锥形 c 杯形 山东财政学院国际交流学院基础工程2004年10月 独立基础与筏形基础 武夷学院基础工程2012 05 独立基础 武夷学院基础工程2012 05 独立基础 条形基础 毛石条形基础 砖条形基础 混凝土条形基础 优点 纵向整体性好 缺点 土方量大 施工场地开挖纵横沟槽 搬运不方便 当上部结构采用砖墙或石墙承重时 基础沿墙身设置 多做成长条形 故称条形基础或带形基础 条形基础 2004年11月潍坊市坊子区普利城市花园别墅工地条形基础 单独基础 适用于 高层建筑 特点 可以克服独立基础下沉不均的弊病 但造价高 施工复杂 井格基础 井格基础 特点 适用范围 54 筏片基础 当上部结构荷载较大 而所在地的地基承载力又较软弱时 常将墙或柱下基础连成一片 使整个建筑物的荷载作用在一块整板上 这种基础称为筏片基础 适用于 高层建筑 筏片基础 a 平板式 b 梁板式筏形基础 伟东新都工地筏片基础 箱式基础 箱式基础 将筏片基础的四周和顶部用钢筋混凝土浇筑成盒状的整体基础 特点 既可提高建筑物和基础的刚度 又可利用基础的空间作为地下室 适用于 高层或超高层建筑 箱形基础 图2 9箱形基础 a 构造图 b 正在施工的箱形基础 箱形基础 61 5 桩基础一般多层建筑物当地基较好时多采用天然浅基础 它造价低 施工简便 如果天然浅土层较弱 可采用机械压实 强夯 堆载预压 深层搅拌 化学加固等方法进行人工加固 形成人工地基 当浅层地基上不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求 而又不适宜采取地基处理措施时 就可考虑以下部坚实土层或岩层作为持力层的深基础 其中桩基应用最为广泛 承台 桩身 基础类型 按基础构造形式分 62 桩基础特点 承载力高 稳定性好 沉降稳定快和沉降变形小 抗震能力强 能适应各种复杂地质条件 桩基础除主要用来承受竖向抗压荷载 还用于承受水平荷载和竖向荷载 63 桩基础的组成 桩基础由桩和承台两部分组成 64 桩基的组成 65 1 按基桩数量可分为 单桩基础 采用单根桩的形式以承受和传递上部结构荷载的独立桩基础称单桩基础 群桩基础 由2根或以上的多根桩组成桩群 由承台将桩群在上部联结成一个整体 建筑物的荷载通过承台分配给各根桩 桩群再把荷载传给地基 称群桩基础 群桩基础中的单桩称基桩 大多数情况如此 一 桩基的分类 66 2 根据承台与地面的相对位置 一般可分为低承台桩基和高承台桩基 当承台底面位于土中时 称低承台桩基 在一般房屋建筑和水工建筑物中最常用 当承台底面高出土面以上时 称高承台桩基 常用于桥梁工程 港口码头及海洋工程中 67 上部结构 承台 桩 坚硬土层 低承台桩基础 68 按照承台位置分 低承台桩高承台桩 69 端承桩 摩擦桩 桩基础按照受力状态不同分为 桩基础的类型 3 按桩的受力情况分为 摩擦桩和端承桩 1 摩擦桩 桩顶竖向荷载主要由桩侧摩擦力承受 2 端承桩 桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受 70 锤击预应力高强混凝土管桩 71 2 根据施工方法 桩可分为预制桩和灌注桩 预制桩可以在施工现场预制 也可以在工厂制作 然后运至施工现场 常用预制桩有 木桩 钢桩 混凝土预制桩 含预应力混凝土桩 等 施工方法有 锤击 震动 静压或旋入等 72 运至施工现场的预应力混凝土管桩 73 静力压桩的施工工艺施工程序为 测量定位 压桩机就位 吊桩 插桩 桩身对中调直 静压沉桩 接桩 再静压沉桩 送桩 终止压桩 截桩 74 75 吊桩 静力压桩机 76 桩与桩管口焊接连接 接桩 77 连续压桩 78 压入一节 79 灌注桩 直接在所设计桩位处成孔 然后在孔内下放钢筋笼 也有直接插筋或省去钢筋的 再浇灌混凝土而成的桩 横截面呈圆形 也可做成大直径和扩底桩 保证灌注桩承载力的关键在于桩身的成型及混凝土质量 常用灌注桩有 沉管灌注桩 钻 冲 孔灌注桩 人工挖孔桩等 沉管灌注桩是指利用锤击打桩法或振动打桩法 将带有活瓣式桩尖或预制钢筋混凝土桩靴的钢套管沉入土中 然后边浇注混凝土 或先在管内放入钢筋笼 边锤击或振动边拔管而成的桩 前者称为锤击沉管灌注桩及套管夯扩灌注桩 后者称为振动沉管灌注桩 80 按照施工方法不同分为灌注桩和预制桩 81 桩基础施工图片 82 83 84 3 按桩身材料的不同可把桩分为 混凝土桩 钢桩 木桩及组合材料桩等 4 按桩径大小分为 小桩 d 250mm 普通桩 250mm d 800mm 大直径桩 d 800mm 小结 1 基础按材料及受力特点分类 刚性基础柔性基础2 基础按按构造形式分类 条形基础独立基础井格基础筏片基础箱形基础桩基础 2 4地下室 建筑物底层下部的空间叫地下室 1 地下室的分类2 地下室的防潮做法3 地下室的防水做法4 采光井的做法 2 4地下室 建筑物底层以下的房间称为地下室 地下室可以专门设置 也可以利用高层建筑物深埋的基础部分或箱形基础的内部空间构成 地下室可以提高建设用地的利用率且造价提高不多 地下室可用作停车场 仓库 市场 餐厅等 还可兼有战备防空的用途 2 4地下室 停车场 2 4地下室 战备防空 2 4地下室 2 4地下室 2 4地下室 地下室一般由顶板 底板 侧墙 楼梯 门窗 采光井等组成 1 墙体承担垂直荷载及土 地下水以及土冻胀时侧压力 其最小厚度不低于300mm 2 顶板可用预制板 现浇板 或者预制板上作现浇层 装配整体式楼板 如为防空地下室 必须采用现浇板 并按有关规定决定厚度和混凝土强度等级 3 底板一般采用现浇钢筋混凝土底板 在地下水位高于地下室地面时 地下室的底板不仅承受作用在它上面的垂直荷载 还承受地下水的浮力 因此必须具有足够的强度 刚度 抗渗透能力和抗浮力的能力 地下室的组成 4 门窗普通地下室门窗同地上部分 防空地下室应符合相应等级的防护和密闭要求 一般采用钢门或混凝土门 防空地下室一般不容许设窗 5 采光井当地下室的窗台低于室外地面时 为了保证采光和通风 应设采光井 采光井由底板和侧墙构成 侧墙可以用砖墙或钢筋混凝土板墙制作 底板一般为钢筋混凝土浇筑 采光井底板应有1 3 的坡度 采光井的上部应有铸铁篦子或尼龙瓦盖 以防止人员 物品掉入采光井内 深度 采光井底板距窗台低250 300mm 宽度 1000mm 开间 窗宽 1000mm 图采光井的构造 6 楼梯可与地面上房间结合设置 层高小或用作辅助房间的地下室 可设置单跑楼梯 防空要求的地下室至少要设置两部楼梯通向地面的安全出口 并且必须有一个是独立的安全出口 且安全出口与地面以上建筑应有一定距离 一般不小于地面建筑物高度的一半 地下室的构造 地下室土壁支撑 地下室土壁支撑 1 地下室的分类 1 按使用性质分普通地下室防空地下室 2 按埋入地下深度分全地下室半地下室 a 普通地下室无特殊要求的普通的地下空间 一般按地下楼层进行设计 b 防空地下室有人民防空要求的地下空间 人防地下室应妥善解决紧急状态下的人员隐蔽与疏散 应有保证人身安全的技术措施 1 按使用性质分 1 全地下室全地下室是指地下室地面低于室外地坪面的高度超过该房间净高1 2者 2 半地下室半地下室是指地下室地面低于室外地坪面高度超过该房间净高1 3 且不超过1 2者 这类地下室一部分在地面以上 可利用侧墙外的采光井解决采光和通风问题 2 按埋入地下深度分 1 砖墙结构地下室用于上部荷载不大及地下水位较低的情况 2 钢筋混凝土结构地下室当地下水位较高及上部荷载很大时 常采用钢筋混凝土墙结构的地下室 3 按结构材料分 地下室的构造 地下室的外墙和底板都深埋在地下 受到土中水和地下水的浸渗 因此 防潮防水问题是地下室设计中所要解决的一个重要问题 一般可根据地下室的标准和结构形式 水文地质条件等来确定防潮 防水方案 地下室的防潮 防水做法取决于地下室地坪与地下水位的关系 当设计最高地下水位低于地下室底板300 500mm 且基地范围内的土壤及回填土无形成上层滞水可能时 采用防潮做法 地下室的防潮做法 一般仅考虑防止土壤毛细管水 地面水下渗而成的无压水渗透 如为混凝土结构 即可起到自防潮作用 不必再作防潮处理 如为砖砌体结构 应作防潮层 可抹防水砂浆层或抹普通水泥砂浆外加防水涂料层 一般做在墙身外侧面 应同墙基水平防潮层相连接 对防潮要求高的工程 宜按防水做法设计 地下室防潮构造做法 如何保证地下室在使用时不渗