基础与地下室.doc

第六章 基础与地下室学习要求：（1） 了解地基、基础的概念、类型及影响因素（2） 掌握基础的设计要求、构造特点（3） 理解地下室的防潮、防水构造措施第一节地基与基础的基本概念一、地基与基础1、基础建筑物重要组成部分是建筑地面以下的承重构件，是建筑的下部结构。它承受建筑物上部结构传下来的全部荷载，并把这些荷载连同本身的重量一起传到地基上。全部荷载是通过基础的底面传给基础的。A=N/f（f：地基承载力；N：建筑总荷载；A：基础底面积）2、地基不是建筑物组成部分是承受由基础传下的荷载的土层。地基承受建筑物荷载而产生的应力和应变随着土层深度的增加而减小，在达到一定深度后就可忽略不计。直接承受建筑荷载的土层为持力层。持力层以下的土层为下卧层。地基允许承载力指地基每平方米所能承受的最大压力。主要根据低级本身土的特性确定，同时也与建筑物的结构构造和使用要求等因素有一定关系。基础：建筑物与土层接触的部分。是建筑物的组成部分，它是承重构件，承受着建筑物全部荷载，并将其传给地基。地基：支撑建筑物重量的土壤层。不是建筑物的组成部分，它只是承受基础传来的全部荷载的土壤层。二、地基的分类1、天然地基：具有足够承载力的天然土层马克以直接在天然土层上建造基础。岩石、碎石、砂石等可作为天然地基2、人工地基：天然土层的承载力不能满足荷载要求，必须对之中土层进行人工加固，进行加固的地基叫人工地基。费料费工，造价高。三、地基与基础的设计要求p1371、 地基承载力和均匀程度的要求2、 地基耐久性荷强度的要求3、 经济要求四、基础的埋置深度1、概念：基础的埋置深度简称基础埋深，是指室外设计地坪至基础底面的垂直距离。P138图6-1。建筑物的室外地坪分自然地坪：施工地段的现有地坪。 设计地坪：按设计要求工程竣工后，室外场地经垫起或开挖后形成的地坪。一般基础的埋深应考虑地下水位、冻土线深度、相邻基础以及设备布置等方面的影响。从经济和施工角度考虑，基础的埋深，在满足要求的情况下愈浅愈好，但最小不能小于0.5m。浅基础：一般把埋深在5m以内的叫浅基础。深基础：一般把埋深超过5m的叫深基础天然地基：凡天然土层具有足够的承载力，不需经过人工加固，可直接在其上建造房屋的称为天然地基。天然地基是由岩石风化破碎成松散颗粒的土层或是呈连续整体状的岩层。按地基基础设计规范，地基土分为五大类：岩石、碎石土、砂土、粘性土和人工填土。人工地基：当土层的承载力较差或虽然土层较好，但上部荷载甚大时，为使地基具有足够的承载能力，可以对土层进行人工加固，这种经人工处理的土层，称为人工地基。常用的人工加固地基的方法有压实法、换土法和桩基。桩基由设置于土中的桩柱和承接上部结构的承台组成。桩基的桩数不止一根，各桩在桩顶通过承台连成一体，按桩柱的受力方式分为端承桩和摩擦桩。2、基础埋置深度的选择影响基础埋深的因素很多，主要有前面三个方面，分别是：1）地基土层构造影响 房屋必须建造在坚实的地基上。依地基土层分布不同，通常有以下几种情况：p138a 土质均匀的良好土，基础宜浅埋，但不得低于500mm。B土层软土不超过2m，下层为好土，基础宜埋在好土内。C 上层软土在2-5m之间，下层为好土，对于低层、轻型建筑可埋在软土内；总荷载较大的建筑宜埋在好土内。D 上层软土5m，下层为好土，低层、轻型建筑可埋在软土内；总荷载较大的建筑宜埋在好土内或采用人工地基。E上层为好土，下层为软土，应把基础埋在好土内，适当提高基础底面，并验算下卧层顶面处压力。F 地基由好土与软土交替组成，总荷载大的基础可采用人工地基或将基础埋深至好土中。2）地下水位的影响土壤中含水量的大小对其承载力影响很大。如粘性土遇水后，体积膨胀，使土的承载力降低。因此为避免地下水的变化影响地基承载力，并防止地下水对基础施工带来麻烦，一般尽量争取将基础底面埋在最高水位以上位置。 当地下水位较高时，基础底面不能埋在最高水位以上，为减少地下水位的升降变化对基础和地基承载力的影响，宜将基础地面埋置到最低地下水位200mm以下位置。此时基础应采用耐水材料。3）土冻结深度的影响地面以下的冻结土与非冻结土的分界线称为冰冻线。由于各地区气温不同，冻结深度也不同。温暖和炎热地区冻结深度较小，如上海仅为0.12-0.2m；严寒地区冻结深度较大，如哈尔滨达1.9-2m。地基土冻结后，是否对建筑物产生不良影响，主要取决于土冻结后会不会产生冻结现象。若产生冻胀，地基土将随季节不同而产生冻胀和溶陷的交替变化，使建筑物处于不稳定状态，产生变形。4）其他因素对基础埋深的影响a 建筑物的特点和性质建筑物的特点是指有无地下室、设备基础和地下设施；是多层建筑还是高层建筑。若为高层建筑，其基础埋深应为地上建筑物总高的1/10。对于不同性质的建筑物如工业建筑、民用建筑等应满足其各自的安全性和适用性。B 建筑物的荷载大小和性质建筑物作用在地基上的荷载，应根据其大小和性质的不同，选择基础的类型、面积和埋深。一般的，在满足结构安全、构造合理的情况下，基础的埋深尽量浅一些，以降低基础的造价。C 相邻建筑物基础埋深的影响 当存在相邻建筑物时，新建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑基础。否则，两基础间应保持一定净距，其数值应根据荷载大小、土质情况而定，一般取相邻基础底面高差的1-2倍。若其间距不满足时，也可采用加固原有建筑物地基或分段施工、设临时加固支撑等措施。第二节 基础构造一、基础的类型研究基础的类型是为了经济合理地选择基础的形式和材料，确定其构造。对于民用建筑的基础，可以按形式、材料和传力特点进行分类:按基础的构造形式分类基础的类型按其形式不同可以分为条形基础、独立式基础和联合基础。A 条形基础 整体性好，可减缓局部不均匀沉降当建筑物上部结构为墙承重或密集的柱承重时，常采用连续的长条形基础，也称为带性基础。当地基条件较好时，条形基础常采用砖、石、灰土或混凝土等材料；当低级承载力较小时，则采用钢筋混凝土条形基础。B 独立基础整体刚度差，节约基础材料独立基础呈独立的墩形，也叫单独基础。是柱下基础的基本形式，常用断面形式有阶梯形、锥形、杯形。优点是：减少土石方工程量，便于管道穿越，节约基础材料。但基础与基础之间无构件连接，整体刚度差，适用于土质均匀、荷载均匀的骨架结构建筑谁。当地基承载力较弱或基础埋深较大时，墙承重的建筑为了节约基础材料，减少土石方工程量，也可采用墙下独立基础，此时应在基础上设置基础梁以支撑墙身。C 井格基础防止不均匀沉降 柱下独立基础纵横向扩展连接起来，形成十字形，防止柱子之间产生不均匀沉降常在柱下基础沿纵横两各方向扩展连接起来，形成十字交叉的井格形状，称为井格基础或柱下交叉基础。D 满堂基础I 筏式基础整体性好当地基条件特别弱而上部荷载又很大时，采用简单的条形基础或井格基础已不能满足地基变形的要求，可将墙或柱下基础连成一块钢筋混凝土的整板，称为筏式基础。应用于低级承载力较差或上部荷载较大的建筑中，分 板式结构：厚度大，构造简单 梁式结构：厚度小，增加双向梁，构造较复杂。II 箱形基础刚度大，整体性好当建筑物荷载很大，或浅层地质情况较差，基础需深埋时，为增加建筑物的整体刚度，可用钢筋混凝土筑成有底版、顶板和若干纵横墙为整体的空心箱形结构，称为箱形基础。箱形基础空间刚度大，能承受很大弯矩，其空心部分可用作地下室。适用于高层建筑或软弱地基上的大、中型建筑物。F 桩基础当建筑物荷载较大，地基的软弱土层厚度在5m以上，基础不能埋在软弱土层，或对软弱土层进行人工处理或不经济时，常采用桩基。桩基础能节约材料，减少挖填土石方工程量；并能承受较大荷载，减少建筑物不均匀沉降；作用时对地基有挤密作用，经常有较好的抗震性能。据材料不同分为：木桩、钢筋混凝土桩、钢桩据受力性能不同分为：端承桩、摩擦桩据施工方法不同分为：打入桩、压入桩据断面形式不同分为：圆形、方形、环形、六角形、工字形等桩基组成：桩身、承台梁按基础的材料和受力情况分类A 刚性基础刚性基础：由刚性材料制作、受刚性角限制的基础。用于建筑物荷载小、地基承载力好、压缩性较小的地基上，一般用于建造中小型民用建筑以及墙承重的轻型厂房等。刚性材料是指抗压强度高，而抗拉、抗剪强度较低的材料，如砖、石、灰土、毛石混凝土等。由于基础底面承受地基的反作用力，为保证刚性材料基础不被拉力、剪力破坏，必须限制基础的挑出长度与高度之比（宽高比），即一般不能超过允许宽高比，见p141表6-1。基础的允许宽与高所夹的角度，称为刚性角。图：p141B 柔性基础当建筑物的荷载较大或地基承载力较小时，常在基础的受拉区混凝土内配置钢筋，以承受较大的拉应力。不受刚性角限制的基础称为柔性基础。P142图6-6二 刚性基础构造1 石基础较砖基础强度高、抗冻耐水性能好。适用于地下水位较高、冻结深度较深的低层或多层民用建筑中。（1） 分为毛石基础：是由中部厚度不小于150mm的未经加工的石块和砂浆砌筑而成。 料石基础：由经过加工后具有一定规格的石材和砂浆砌筑而成的。上下面较平整，石缝错开，灰浆饱满，其基础强度高于毛基础。（2）石基础的断面 矩形：基础底面宽度小于700mm石采用的形式形式分为 阶梯形： 石基础的允许宽高比为1：1.25和1：1.50。见p146图6-142 砖基础取材容易、价格低，制作方便；强度低、耐久性差，用于地基土质好、地下水位较低的砖混结构的建筑中。主要材料是普通黏土砖，在建筑物水平防潮层以下的部分，其砖的等级不得低于MU10。砖基础采用台阶式、逐级向下放大的做法称为放大脚。为了满足刚性角的限制，砖基础的台阶宽高比应小于1：1.5。常采用每隔二皮砖收进1/4砖长的形式，简称二皮一收。当基础底宽较大时，也可采用二皮一收与一皮一收相间的砌筑方法。但最底下一级为二皮砖厚。砖基础的大放脚下需设垫层，其厚度应根据上部荷载和地基承载力大小等确定。一般不小于100mm。3 灰土与三合土基础灰土基础：是由粉状的石灰与松散的粉土加适量水拌合而成。用于灰土基础的石灰与灰土体积比是3：7或4：6，灰土每层均需铺220mm，夯实后厚度为150mm。抗冻性、耐水性差，适用于地下水位较低的低层建筑中。三合土基础：是指石灰、砂、骨料按体积比1：3：6或1：2：4加水拌合夯实而成。三合土基础总厚度H0300mm，宽度B600mm。4 混凝土基础用于不低于C7.5的混凝土浇捣而成。具有坚固、耐久、耐水、刚性角大的特点，常用于由地下水和冰冻作用的地方。混凝土基础的断面形式和有关尺寸，除了满足刚性角外，不受材料规格限制，基本形式有矩形、阶梯形、锥形等。p147图6-17三、柔性基础钢筋混凝土基础由于不受刚性角限制，其截面形式多为扁锥形，此时截面高度的最薄处不应200mm.基础中受力钢筋的数量应通过计算确定，但钢筋的直径不宜小于8mm，混凝土的强度不得低于C15。钢筋混凝土基础下常设C7.5或C10的混凝土垫层，其厚度一般为60-100mm.此时，钢筋底面的保护层厚度不小于35mm；但若不设垫层时，钢筋底面的保护层应不小于70，以免钢筋遭锈蚀。第三节 地下室的防潮与防水一、地下室的分类1 按功能 普通地下室、防空地下室2 按顶板标高 半地下室 全地下室3 按结构材料 转墙地下室 混凝土地下室二、地下室的防潮构造地下室由于经常受到下渗地表水、土壤中的潮气和地下水的侵蚀。因此，防潮、防水问题便成了地下室设计中所要解决的一个重要问题。如果由于忽视防潮、防水工作或处理不当，会导致内墙面生霉，抹灰脱落，甚至危及地下室使用和建筑物的耐久性。因此应妥善处理地下室的防潮和防水构造。 当最高地下水位低于地下室地坪且无滞水可能时，地下水不会直接浸入地下室。地下室外墙和底板只受到土层中潮气的影响，这时，一般只做防潮处理。地下室的防潮是在地下室外墙外面设置防潮层。具体做法是：（1） 墙体必须用水泥砂浆砌筑，且强度不宜低于M5，灰缝应饱满；（2） 在外墙外侧先抹20毫米厚1：2.5水泥砂浆（高出散水300毫米以上）；（3） 然后涂冷底子油一道和热沥青两道（至散水底）；（4） 最后在其外侧回填隔水层。北方常用2：8灰土，南方常用炉渣，其宽度不少于500毫米。（5） 地下室所有墙体必须受两道水平防水层，一道设在地下室地坪附近；另一道设在室外地面散水以上150-200mm的位置。（6） 地下室顶板和底板中间位置应设置水平防潮层，使整个地下室防潮层连成整体，以达到防潮目的。三 地下室防水构造当最高地下水位高于地下室地坪时，地下水不仅可以浸入地下室，而且地下室外墙和底板还分别受到地下水的侧压力和浮力。水压力大小与地下水高出地下室地坪高度有关，高差愈大，压力愈大。这时，对地下室必须采取防水处理。常用的地下室防水措施有以下三种：（1）沥青卷材防水卷材防水是以沥青胶为胶结材料的一层或多层防水层。根据卷材与墙体的关系，可分为内防水和外防水。卷材铺贴在地下室外墙外表面（即迎水面）的做法称为外防水（又称外包防水）。此外，还有将防水卷材铺贴在地下室外墙内表面（即背水面）的内防水做法（又称内包防水）。这种防水方