第3章 基础与地下室

1、第第3章章 基础与地下室基础与地下室 3.1 地基与基础的基本概念地基与基础的基本概念 3.2 基础基础 3.3 地下室地下室 本章学习要求（重点）：本章学习要求（重点）： 了解地基与基础的基本概念及其在建筑中了解地基与基础的基本概念及其在建筑中 所起的作用；所起的作用； 掌握各种基础的特点、构造及适用范围；掌握各种基础的特点、构造及适用范围； 掌握地下室的防潮、防水措施的构造做法。掌握地下室的防潮、防水措施的构造做法。 3.1 地基与基础的基本概念地基与基础的基本概念 u基础与地基的概念基础与地基的概念 基础：建筑物底部与地基基础：建筑物底部与地基 直接接触的部分，并把其直接接触的部分，并把

2、其 上部包括基础本身的全部上部包括基础本身的全部 荷载传给地基的构件。荷载传给地基的构件。 地基：承受建筑物基础所地基：承受建筑物基础所 传递的全部荷载的土体传递的全部荷载的土体(或或 岩体岩体)。 持力层：在地基中直接承持力层：在地基中直接承 受上部荷载的土层。受上部荷载的土层。 下卧层：持力层以下的土下卧层：持力层以下的土 层层 。 一、基础设计内容一、基础设计内容 基础底面积计算；基础底面积计算； 基础结构选型；基础结构选型； 基础材料的选择；基础材料的选择； 构造措施构造措施 二、地基的分类二、地基的分类 1、天然地基：具有一定的承载能力，直接承受建筑、天然地基：具有一定的承载能力，直

3、接承受建筑 物全部荷载的土体或岩体。物全部荷载的土体或岩体。 天然地基土分为五大类：岩石、碎石土、砂土、天然地基土分为五大类：岩石、碎石土、砂土、 粘性土和人工填土。粘性土和人工填土。 2、人工地基：天然地基的承载力不能承受基础传递、人工地基：天然地基的承载力不能承受基础传递 的全部荷载，需经人工处理后作为地基的土体。的全部荷载，需经人工处理后作为地基的土体。 人工地基的处理方法：人工地基的处理方法： 压实法：利用机械压实压实法：利用机械压实(重锤夯实、振动、强夯等重锤夯实、振动、强夯等) 对地基进行处理。这种方法施工简单可有效提高地对地基进行处理。这种方法施工简单可有效提高地 基的承载力，可

4、用于处理建筑垃圾或工业废料组成基的承载力，可用于处理建筑垃圾或工业废料组成 的杂填土地基。的杂填土地基。 换土法：当地基持力层软弱，压实法不能满足建筑物荷换土法：当地基持力层软弱，压实法不能满足建筑物荷 载要求时，尽可能采用换土的方法对地基进行处理。换载要求时，尽可能采用换土的方法对地基进行处理。换 土所用的材料宜选用中砂、粗砂、砾砂、角土所用的材料宜选用中砂、粗砂、砾砂、角(圆圆)砾、碎砾、碎 (卵卵)石、矿渣、灰土、粘性土及其他性能稳定、无侵蚀性石、矿渣、灰土、粘性土及其他性能稳定、无侵蚀性 的材料。换土法一般用于软弱地基的浅层处理，换土厚的材料。换土法一般用于软弱地基的浅层处理，换土厚

5、度由计算确定。度由计算确定。 挤密法：采用砂桩、碎石桩、灰土桩等把土挤实，挤密法：采用砂桩、碎石桩、灰土桩等把土挤实， 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。载力，减少沉降量。 深层搅拌法：利用水泥或石灰作为固化剂，通过特深层搅拌法：利用水泥或石灰作为固化剂，通过特 制的深层搅拌机械，在一定深度范围内把地基土与制的深层搅拌机械，在一定深度范围内把地基土与 水泥（或其它固化剂）强行拌和固化成有水稳定性水泥（或其它固化剂）强行拌和固化成有水稳定性 和足够强度的水泥土，形成桩体或墙体等并与原地和足够强度的水泥土，形成桩体或墙体等并

6、与原地 基共同作用，以改善土层变形特性，提高地基承载基共同作用，以改善土层变形特性，提高地基承载 力。力。 三、地基和基础设计的要求三、地基和基础设计的要求 1、地基应具有良好的稳定性：沉降均匀；、地基应具有良好的稳定性：沉降均匀； 2、地基应具有足够的强度和刚度；、地基应具有足够的强度和刚度； 3、基础要符合耐久性要求；、基础要符合耐久性要求； 4、经济合理。、经济合理。 3.2 基础基础 一、基础的埋置深度与影响因素一、基础的埋置深度与影响因素 1、基础的埋置深度：、基础的埋置深度： l 浅基础：埋深小于浅基础：埋深小于5 m； l 深基础。深基础。 l 基础埋置深度不宜小于基础埋置深度不

7、宜小于 0.5m。 2、影响基础埋深的因素、影响基础埋深的因素 建筑物特点和使用要求；建筑物特点和使用要求； 地基土层构造的影响；地基土层构造的影响； 地下水位的影响地下水位的影响 冻胀层深度的影响冻胀层深度的影响 相邻基础的影响相邻基础的影响 其它因素的影响其它因素的影响 确定基础埋深时，除了考虑上述的因素外，还应考虑确定基础埋深时，除了考虑上述的因素外，还应考虑 到地下管沟、地下洞室和建筑物的地下室、设备到地下管沟、地下洞室和建筑物的地下室、设备 基础等影响。基础等影响。 二、基础的分类与构造二、基础的分类与构造 1、按基础材料和受力特点分：、按基础材料和受力特点分： 刚性基础和柔性基础。

8、刚性基础和柔性基础。 （1）刚性基础：由砖石、素混）刚性基础：由砖石、素混 凝土、灰土等刚性材料制作凝土、灰土等刚性材料制作 的基础。这种基础抗压强度的基础。这种基础抗压强度 高而抗拉、抗剪强度低。刚高而抗拉、抗剪强度低。刚 性基础常用于地基承载力较性基础常用于地基承载力较 好、压缩性较小的中小型建好、压缩性较小的中小型建 筑物。筑物。 刚性基础底面宽刚性基础底面宽 度的增大要受到度的增大要受到 刚性角的限制，刚性角的限制， 通常用基础台阶通常用基础台阶 的级宽和级高的的级宽和级高的 比值来表示。不比值来表示。不 同材料和不同基同材料和不同基 底压力条件下，底压力条件下， 刚性基础台阶的刚性基

9、础台阶的 允许高宽比也不允许高宽比也不 同。同。 1）灰土基础：用经过消解的生石灰和黏土按照一定）灰土基础：用经过消解的生石灰和黏土按照一定 比例拌合夯实后而成，常用的灰土比例为比例拌合夯实后而成，常用的灰土比例为3:7或或2:8。 灰土基础应分层施工，每层虚铺厚度一般为灰土基础应分层施工，每层虚铺厚度一般为220mm ，夯压密实后厚度为，夯压密实后厚度为150mm。 灰土基础施工简单，造价低廉，便于就地取材。但灰土基础施工简单，造价低廉，便于就地取材。但 其抗冻、耐水性能差，地下水位线以下或者很潮湿其抗冻、耐水性能差，地下水位线以下或者很潮湿 的地基不宜采用。的地基不宜采用。 一般适合于地下

10、水位较低的一般适合于地下水位较低的 低层砌体结构建筑物，低层砌体结构建筑物， 其厚度与建筑物层数有关。其厚度与建筑物层数有关。 2）三合土基础：由石灰、）三合土基础：由石灰、 砂、骨料（碎砖、碎石、矿砂、骨料（碎砖、碎石、矿 渣等）渣等） 3种材料按照种材料按照1:3:6或或 1:2:4的体积比拌合，分层铺的体积比拌合，分层铺 设，夯压密实而成。设，夯压密实而成。 特点：造价低廉，施工简单特点：造价低廉，施工简单 ，但强度较低。，但强度较低。 3）毛石基础：由未加工成形的石块和砂浆砌筑而成）毛石基础：由未加工成形的石块和砂浆砌筑而成 ，其截面形式有阶梯形、锥形和矩形等。阶梯形毛石，其截面形式有

11、阶梯形、锥形和矩形等。阶梯形毛石 基础的顶面要比墙或柱每边宽出基础的顶面要比墙或柱每边宽出100mm，每个台阶，每个台阶 挑出的宽度不应大于挑出的宽度不应大于200mm， 高度不宜高度不宜 小于小于400mm， 以确保符合刚性角要求。以确保符合刚性角要求。 当宽度小于当宽度小于700mm时，时， 毛石基础应做成矩形截面。毛石基础应做成矩形截面。 毛石基础常用于受地下水侵蚀和冰冻作用的多层建毛石基础常用于受地下水侵蚀和冰冻作用的多层建 筑，但其整体性欠佳，不宜用于有振动的建筑。毛筑，但其整体性欠佳，不宜用于有振动的建筑。毛 石基础所用的砂浆强度等级见表石基础所用的砂浆强度等级见表 4）砖基础：用

12、普通黏土砖和砂浆砌筑而成。采用台）砖基础：用普通黏土砖和砂浆砌筑而成。采用台 阶式逐级向下放大的砌筑方法，称为大放脚。大放脚阶式逐级向下放大的砌筑方法，称为大放脚。大放脚 一般有二皮一收和二一间隔收一般有二皮一收和二一间隔收2种砌筑方法。种砌筑方法。 5）混凝土基础：断面有矩形、锥形和台阶形等。混凝土基）混凝土基础：断面有矩形、锥形和台阶形等。混凝土基 础的刚性角为础的刚性角为45，故台阶形断面台阶的宽，故台阶形断面台阶的宽 高比应小高比应小1:1或或 1:1.5，而锥形断面的斜面与水平面的或夹角应大于，而锥形断面的斜面与水平面的或夹角应大于45。 混凝土基础具有耐久性好、可塑性强、耐水、耐腐

13、蚀等优混凝土基础具有耐久性好、可塑性强、耐水、耐腐蚀等优 点，可用于地下水位较高和有冰冻作用的基础。点，可用于地下水位较高和有冰冻作用的基础。 （2）柔性基础：钢筋混）柔性基础：钢筋混 凝土基础。凝土基础。 在基础的底部配置钢筋承受在基础的底部配置钢筋承受 拉力，使基础的底部能够承拉力，使基础的底部能够承 受较大的弯距，基础底面宽受较大的弯距，基础底面宽 度的加大可不受刚性角的限度的加大可不受刚性角的限 制。在同样的条件下，采用制。在同样的条件下，采用 钢筋混凝土基础较混凝土基钢筋混凝土基础较混凝土基 础可以节约大量的材料和土础可以节约大量的材料和土 方的工作量。方的工作量。 柔性基础做法：柔

14、性基础做法： 当截面为锥形时，其最薄处不应小于当截面为锥形时，其最薄处不应小于 200mm厚厚 ；截面为台阶形时，每步的高度为；截面为台阶形时，每步的高度为300-500mm。 基础中受力钢筋的直径不宜小于基础中受力钢筋的直径不宜小于8mm，数量通过计算确定，数量通过计算确定 ，混凝土强度等级不低于，混凝土强度等级不低于C15。为保证基础底部钢筋不致与。为保证基础底部钢筋不致与 地基土接触，并使基底均匀传递对地基的压力，常在地基地基土接触，并使基底均匀传递对地基的压力，常在地基 与基础之间设置强度等级为与基础之间设置强度等级为C10、厚度为、厚度为100mm的混凝土垫的混凝土垫 层，每边伸出基

15、底宽度层，每边伸出基底宽度100mm。 2、按基础的构造形式分：独立基础、条形基、按基础的构造形式分：独立基础、条形基 础、井格基础、片筏基础、箱形基础、桩基础、井格基础、片筏基础、箱形基础、桩基 础等。础等。 独立基础独立基础 条形基础条形基础 条形基础呈连续的带形，也称带形基础，有墙下条形条形基础呈连续的带形，也称带形基础，有墙下条形 基础和柱下条形基础。基础和柱下条形基础。 条形基础有砖砌条形基础和钢筋混凝土条形基础。条形基础有砖砌条形基础和钢筋混凝土条形基础。 墙下条形基础：一般用于多层混合结构的承重墙下。墙下条形基础：一般用于多层混合结构的承重墙下。 柱下条形基础常用于框架结构或排架

16、结构。当建筑柱下条形基础常用于框架结构或排架结构。当建筑 物荷载较大，或荷载分布不均匀，或地基承载力偏物荷载较大，或荷载分布不均匀，或地基承载力偏 低，为增加基底面积或增强整体刚度，可将各柱下低，为增加基底面积或增强整体刚度，可将各柱下 基础用基础梁连成一体形成钢筋混凝土条形基础。基础用基础梁连成一体形成钢筋混凝土条形基础。 （3）井格基础：当地基较弱，而上部框架结构或部）井格基础：当地基较弱，而上部框架结构或部 分框架结构对基底的整体性要求较高时，为了防止各分框架结构对基底的整体性要求较高时，为了防止各 柱子之间的不均匀沉降，可将各柱下的基础沿纵横柱子之间的不均匀沉降，可将各柱下的基础沿纵横

17、2 个方向连接起来，这就形成了柱下十字交叉井格基础个方向连接起来，这就形成了柱下十字交叉井格基础 ，也称为十字交叉带形基础。，也称为十字交叉带形基础。 （4）片筏基础：建筑物的基础由整片的钢筋混凝土）片筏基础：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。板组成，板直接由地基土承担，称为片筏基础。 特点：整体性好，可跨越基础下局部软弱土，适合于特点：整体性好，可跨越基础下局部软弱土，适合于 上部建筑物荷载较大而地基承载力较差的情况。上部建筑物荷载较大而地基承载力较差的情况。 类型：平板式和梁板式类型：平板式和梁板式 梁板式片筏基础厚度较小，有双向交叉的梁；梁板式片筏

18、基础厚度较小，有双向交叉的梁； 平板式片筏基础厚度较大，构平板式片筏基础厚度较大，构 造比较简单。造比较简单。 （5）箱形基础：当上部建筑物为荷载大、对地基不均匀沉）箱形基础：当上部建筑物为荷载大、对地基不均匀沉 降要求严格的高层建筑、重型建筑以及软弱土地基上多层降要求严格的高层建筑、重型建筑以及软弱土地基上多层 建筑，为增加基础刚度，可将基础做成由钢筋混凝土底板建筑，为增加基础刚度，可将基础做成由钢筋混凝土底板 、顶板和若干纵横隔墙组成的箱子状整体结构。、顶板和若干纵横隔墙组成的箱子状整体结构。 箱形基础整体空间刚度大，对抵抗地基的不均匀沉降有利箱形基础整体空间刚度大，对抵抗地基的不均匀沉降

19、有利 ，常用于高层建筑或在软弱地基上建造重型建筑物。，常用于高层建筑或在软弱地基上建造重型建筑物。 （6）桩基础：由承台和桩柱两部分组成，桩柱（单桩或群）桩基础：由承台和桩柱两部分组成，桩柱（单桩或群 桩）全部或部分埋入土中，顶部由承台连成一体。承台桩）全部或部分埋入土中，顶部由承台连成一体。承台 是在桩柱顶现浇的钢筋混凝土梁或板。上部支承墙的为是在桩柱顶现浇的钢筋混凝土梁或板。上部支承墙的为 承台梁，上部支承柱的为承台板，承台板的厚度一般不承台梁，上部支承柱的为承台板，承台板的厚度一般不 小于小于300mm，由结构计算确定，柱顶嵌入承台的深度不，由结构计算确定，柱顶嵌入承台的深度不 宜小于宜

20、小于50-100mm。 桩的分类：桩的分类： 按桩的受力特征分：按桩的受力特征分： 摩擦桩和端承桩；摩擦桩和端承桩； 按成桩所用的材料分按成桩所用的材料分 ：钢筋混凝土桩、钢：钢筋混凝土桩、钢 桩、木桩、砂桩、灰桩、木桩、砂桩、灰 土桩等；土桩等； 按施工方法分：预制按施工方法分：预制 桩和灌注桩。桩和灌注桩。 3.3 地下室地下室 问题问题：地下室受到地面渗水、地下潮气及地下水的：地下室受到地面渗水、地下潮气及地下水的 侵蚀。侵蚀。 3.3 地下室地下室 一、地下室的分类一、地下室的分类 按使用性质分：普通地下按使用性质分：普通地下 室和人防地下室；室和人防地下室； 按埋入地下深度分：半地按

21、埋入地下深度分：半地 下室和全地下室；下室和全地下室； 按结构材料分：砖墙地下按结构材料分：砖墙地下 室和钢筋混凝土地下室。室和钢筋混凝土地下室。 l 地下室的组成：地下室由墙体、底板、顶板、门窗地下室的组成：地下室由墙体、底板、顶板、门窗 与采光井、楼梯等与采光井、楼梯等 二、地下室二、地下室防潮与防水防潮与防水 1地下室的防潮地下室的防潮 当地下水的最高水位和常当地下水的最高水位和常 年稳定水位低于地下室地年稳定水位低于地下室地 面面300-500 mm，且地基范，且地基范 围内的土壤及回填土没有围内的土壤及回填土没有 形成上层滞水可能时，地形成上层滞水可能时，地 下室的底板和侧壁只受到下

22、室的底板和侧壁只受到 无压力水的作用，在这种无压力水的作用，在这种 情况下，对地下室只需做情况下，对地下室只需做 防潮处理。防潮处理。 地下室防潮构造地下室防潮构造 地下室墙体采用砖砌体结构地下室墙体采用砖砌体结构： 地下室墙体采用混凝土结构地下室墙体采用混凝土结构：因混凝土结构：因混凝土结构 本身具有一定的防潮作用，可不必再做防潮本身具有一定的防潮作用，可不必再做防潮 处理。而特别重要的且对防潮要求较高的工处理。而特别重要的且对防潮要求较高的工 程，地下室墙体应按防水构造处理。程，地下室墙体应按防水构造处理。 2、地下室防水、地下室防水 当地下室地面在设计当地下室地面在设计 最高地下水位以下

23、或最高地下水位以下或 建筑物地基和回填土建筑物地基和回填土 透水性较差，地面水透水性较差，地面水 下渗有形成滞水的可下渗有形成滞水的可 能时，地下室的底板能时，地下室的底板 和部分外墙将浸在水和部分外墙将浸在水 中。构造方法根据地中。构造方法根据地 下工程防水等级来确下工程防水等级来确 定。定。 地下室防水构造做法地下室防水构造做法 附加防水层、混凝土结构自防水及复合防水。附加防水层、混凝土结构自防水及复合防水。 附加防水层：在围护结构表面（迎水面）覆盖一层附加防水层：在围护结构表面（迎水面）覆盖一层 柔性或刚性的防水层以达到防水目的。常用的防水柔性或刚性的防水层以达到防水目的。常用的防水 层

24、如卷材、水泥砂浆、沥青胶结材料、金属防水层层如卷材、水泥砂浆、沥青胶结材料、金属防水层 和涂料等，可根据不同的工程对象、防水要求和施和涂料等，可根据不同的工程对象、防水要求和施 工条件选用。工条件选用。 n卷材防水卷材防水 卷材防水层是由沥青基防水卷材或合成高分子卷材胶粘卷材防水层是由沥青基防水卷材或合成高分子卷材胶粘 于地下主体结构表面而形成的。于地下主体结构表面而形成的。 特点：卷材防水有较好的耐久性、耐腐蚀性、耐侵蚀性，特点：卷材防水有较好的耐久性、耐腐蚀性、耐侵蚀性， 并具有较好的适应基层的变形能力。并具有较好的适应基层的变形能力。 构造做法：构造做法： 卷材防水按材料铺贴位置的不同可

25、分为外包防水和内包卷材防水按材料铺贴位置的不同可分为外包防水和内包 防水两类。防水两类。 外包防水是将防水卷材粘贴于外墙外侧外包防水是将防水卷材粘贴于外墙外侧(迎水面迎水面)和底板下和底板下 面，此方法防水效果好，采用较多。面，此方法防水效果好，采用较多。 内包防水是将防水卷材贴于外墙内侧内包防水是将防水卷材贴于外墙内侧(背水面背水面)和底板上面，和底板上面， 此方法防水效果不理想但维修方便。此方法防水效果不理想但维修方便。 外包防水构造做法：钢筋混凝土墙体外包防水构造做法：钢筋混凝土墙体 外包防水构造做法：砖砌墙体外包防水构造做法：砖砌墙体 内包防水做法内包防水做法 钢筋混凝土结构自防钢筋混凝土结构自防 水：结构自防水就是水：结构自防水就是 利用防水泥凝土自身利用防水泥凝土自身 的抗渗性和密实性进的抗渗性和密实性进 行防水，结构自身既行防水，结构自