7.1基础的类型与构造

7 1基础的类型与构造 地基和基础的基本概念 基础的作用 基础是建筑物的主要承重构件 1 基础 建筑物与土层直接接触的部分 它是建筑物的组成部分 承受建筑物的全部荷载 2 地基 是指基础底面以下 受到荷载作用影响范围内的部分岩 土体 简单的说地基就是支撑建筑物重量的土层 它不是建筑物的组成部分 一 基础与地基的区别 二 地基承载力和基础底面积地基承载力 地基承受荷载有一定的限度 每平方米面积所能承受的最大垂直压力 A N fA 代表基础的底面积N 代表房屋的总荷载f 表示地基承载力地基的分层 直接承受建筑物荷载 必须经过计算的土层 持力层以下的土层 一般不须计算 三 对地基和基础的要求1 地基应具有良好的稳定性2 基础应具有足够的强度3 基础应满足耐久性要求4 基础工程应注意经济效果 四 地基土的分类 按土层性质不同分为 天然地基和人工地基两大类 天然地基指天然土层具有足够的地基承载力 不需要经人工改良或加固可以直接在上面建造房屋的地基 岩石 碎石 粉土 和粘性土等 一般均可作为天然地基 人工地基指土层的承载力差 如淤泥 人工填土等 直接在上面建造房屋时 缺乏足够的坚固性和稳定性 必须对土层进行人工加固后 才能在上面建造房屋 常用的人工地基加固方法 1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 在开挖基坑后 为改善土层表面松软状况 保证地基质量 往往采用木夯 蛙式打夯机进行夯打 压实 若提高地基的承载能力则应用重锤夯实机 压路机进行夯实 碾压 或用振动压实机压实 2换土法 挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层 换成其他较坚硬的材料 换土常用材料一般选用压缩性低的无侵蚀性材料 如砂 碎石 矿渣 石屑等 3打桩法 是采用砂桩 碎石桩 灰土桩和水泥土桩等把土挤实 由桩与桩间土一起组成复合地基 从而提高地基承载力减少沉降量 基础的埋深深度 一 基础埋深概念是指自设计室外地面至基础底面的深度 如左图所示 注意 基础的埋置深度一般不应 500mm 基础顶面宜低于室外设计地面0 1米以上 二 影响基础埋深的因素 1 建筑物的使用要求 基础型式 荷载等2 工程地质条件3 水文地质条件4 地基土壤冻胀深度5 相邻建筑物的埋深 一 按基础的材料的受力特点分类 一 刚性基础 二 柔性基础 钢筋砼基础 基础的类型 刚性基础 由刚性材料建成的基础 受刚性角限制 刚性材料 抗压强度高 抗拉 抗剪强度较低的材料 如砖 砼 石 一 刚性基础 刚性角 在刚性材料建成的基础中 压力是沿一定角度扩散的 在此范围内材料不会受拉破坏 此压力扩散线与竖直面的夹角即为刚性角 刚性角的限制 台阶宽高比的限制 tg tg 或台阶宽 台阶高 tg 刚性基础的适用范围 适用在承载力高的地基上建造的低层和多层房屋 注意不同材料的其它特点 如砖 灰土 三合土基础用于地下水位低的地基 毛石耐水性 抗冻性好 砼基础耐水性 抗冻性好 有可塑性 节约材料 6 常用刚性基础构造 1 砖基础 图7 4 一般由垫层 大放脚和基础墙三部分组成 多用于地基土质好 地下水位低 五层以下的砖木结构或砖混结构建筑 为了满足刚性角的限制 大放脚的宽高比应 1 1 5 砖基础大放脚形式 间隔式等高式 大放脚下需加设垫层一般不小于100mm 如地基是老土时 一般在大放脚下铺30 50厚水泥砂浆起找平作用的垫层 若上部荷载较大或地基较软弱 北方地区多用450mm厚三七灰土 石灰 黄土为3 7 做传力垫层 南方潮湿地区多采用1 3 6 石灰 矿渣 碎石或碎砖 三合土做传力垫层 厚度不小于300mm 注 砖基础中 砖的强度等级不低于MU10 砂浆应为强度等级不低于M5的水泥砂浆 2 毛石基础 毛石和水泥砂浆砌筑而成的基础 可以用于地下水位较高 冻结深度较深的低层及多层民用建筑 不宜用于有震动的房屋 基础顶面要比基础墙宽100mm以上 基础墙的宽度和每个台阶的高度不宜小于400mm 每个台阶伸出的宽度不宜大于200mm 3 混凝土基础 图7 5 混凝土基础是用不低于C15的混凝土 水泥 砂 石子加水 浇捣而成 具有坚固 耐久 耐水 刚性角大的特点 常用于有地下水和冰冻作用的地方 其剖面形式有矩形和阶梯形 当底面宽b 2000mm时 还可做成锥形 其刚性角为 阶梯形断面台阶的宽高比 1 1 1 1 5 锥形断面的斜面与水平面夹角 应 为了节约水泥 可以在混凝土中加入毛石 所用毛石的尺寸 不得大于基础宽度的1 3 且粒径不超过 填入石块的总体积不得大于基础总体积的30 二 柔性基础 钢筋砼基础 图7 6 利用钢筋抗拉 基础宽度的加大不受刚性角限制 钢筋混凝土基础相当于一个受均布荷载的悬臂梁 所以它的截面高度向外逐渐变小 但最薄处的厚度不应小于200mm 基础混凝土的强度等级不宜低于C15 为了使基础底面均匀传递对地基的压力 基础下用强度等级为C7 5或C10的混凝土做一个垫层 其厚度为70 100mm 受力钢筋的保护层厚度 有垫层时 不宜小于40mm 无垫层时 不宜小于70mm 二 按构造型式分类 1 条形基础2 独立式基础3 井格式基础4 片筏式基础5 箱形基础6 桩基础 1 条形基础 图7 3 条形基础呈连续的带状 故也称带条形基础 适用于墙承重的结构中 如砖混结构 埋深较浅 土方工程量较小 较经济 可以采用刚性 钢筋砼基础 墙下刚性条形基础 墙下钢筋混凝土条形基础 2 独立基础 图7 7 承独立的块状 形式有台阶形 锥形 杯形等 适用于柱承重的结构中 如框架 排架结构 埋深较浅 土方工程量较小 较经济 一般采用钢筋砼基础 3 井格式基础 图7 8 将柱下基础沿纵横两个方向扩展起来的基础 适用于地基条件较差的框架 排架结构 可以减少地基不均匀沉降 常采用钢筋砼基础 4 片筏基础 图7 9 建筑物的基础由整片的钢筋混凝土板组成 板直接由地基土承担 称为片筏基础 适用于适用在上部荷载大 地基较弱的情况 包括柱 墙承重结构 具有较好的整体性 减小地基不均匀沉降 柱下片筏基础 板式 梁板式 片筏基础 5 箱形基础 图7 10 为增加基础刚度 将地下室的底板 顶板和墙整体浇成箱子状的基础 适用于当钢筋混凝土伐型基础埋置深度较大 高层建筑设地