《建筑构造》第二章2-基础与地下室

建筑构造第二章根底与地下室

第一节概述有人说：“地基是建筑物埋在地面以下的最下局部。”也有人说：“根底是建筑物埋在地面以下的最下局部”。哪一个对？地基和根底是一回事吗？一、根底和地基的涵义和它们的关系根底是建筑物的墙或柱深入土中的扩大局部，是建筑物的一局部；地基那么是根底下部的土层，它不是建筑物的一局部。建筑物的总荷载〔包括建筑物的自重和外加的活荷载〕通过根底传给地基，地基因此而产生应力和应变。地基承受荷载的能力称为地基承载力(KPa/㎡)，即地耐力。它是根据对土壤的综合检验所得数据而确定的。如果由根底传到地基的荷载超过了地基承载力，地基土就会出现超过允许值的沉降变形或失稳，从而威胁到建筑物的平安。如图2-1所示，在同一松软的地面上放置两个形状、体积、质量相同的物体，其沉陷量是否相同？如图2-1所示，在同一松软的地面上放置两个形状、体积、质量相同的物体，其沉陷量是否相同？地基承受由根底传来的压力是由上部结构至根底顶面的竖向力F‘和根底自重及根底上部土重G组成的。而全部荷载是通过基础的底面传给地基的，当荷载一定时，如加大根底底面积A，就可以减少地基单位面积所受到的压力。根底底面积与荷载和地基承载力的关系如下：A(㎡)≥(F‘+G(KN))/f(KPa/㎡)从上式可以看到，当地基承载力，不变时，总荷载F=F‘+G愈大，根底底面积A也要求愈大或者说，当总荷载F=F‘+G不变时，地基承载力，愈小，那么根底底面积A要求愈大。二、对地基的要求最理想的建筑物根底是埋置浅、断面小、构造简单、沉降量少且均匀，这样可以加速施工，降低造价，保证建筑物的平安和耐久。这些都与根底下的地基情况有直接关系。因此，根底设计对地基有如下要求：1、建筑物的建造地址应尽可能选择在地基情况好或较好的地段。所谓好和较好地段是指地基土的地耐力较高且分布均匀。好和较好的土可分为岩石类、碎石类、砂性土类和粘性土类，它们的地耐力都在100kPa以上，最高可达4MPa。2、地基的承载力要力求均匀，以保证建筑物的根底在荷载作用下沉降均匀不致失稳，否那么极易引起墙身开裂、倾斜甚至破坏。3、地基应有较好的持力层和下卧层。地基在荷载作用下产生应力〔反力〕和应变〔变形〕，其应力与应变值随着深度的增加而减少，到一定深度时，应力与应变值即可忽略不计。直接与根底底接触且需要计算的土层叫做持力层，持力层以下的土层叫做下卧层，它一般不需计算但也必须有足够的强度和厚度。这些都是确定根底底面积和埋置深度的主要依据。图2-2所示为地基荷载扩散示意图。4、尽可能采用天然地基天然地基是指具有足够承载力的天然土层，可以直接在天然土层上建造根底。如果天然土层的承载力不能满足荷载要求，那么不能在这样的土层上直接建造根底，必须对这种土层进行人工加工地基较天然地基费工费料，造价较高，只有在天然土层承载力差、建筑总荷载大的情况下方宜采用。人工地基的加工方法有三大类；压实法、换土法和打桩法。(1)压实法用重锤或压路机将较软弱的土层夯实或压实，挤出土层颗粒闻的空气、提高土的密实度以增加土层的承载力。这种做法不用材料，比较经济，适用于土层承载力与设计要求相差不大的情况。(2)换土法当地基土的局部或全部为软弱土，不宜用压实法加固时〔如淤泥、沼泽、杂填土、孔洞等〕，可将局部或全部软弱土去除，换以好土，如粗砂、中砂、砂石料、灰土等。这种人工地基造价较压实法为高。图2-3为局部换土的举例。图中虚线表示软弱土的实际范围，挖方时应在受力方向适当加宽加深，并挖至老土层，且呈台阶状。每级台阶高度不大于500mm，退台长度不小于1000mm，然后分层夯填好土。其原理是防止挖成陡坡锅底状，以防造成应力集中导致局部不均匀下沉。更换的好土应就地取材，如填夯粘土、灰土、水灌粗砂、中砂，虚填砂石混合料等。尤应注意的是，局部换土的选土应与周围土质接近，防止换土部位过硬或过软造成沉降不匀。(3)打桩法是在软弱土层中置入桩身，将建筑物建造在桩上，所以也可称为桩根底。这种人工地基适用于地基承载力较小，建筑物总荷载较大的情况，但造价较高。(a)桩基的组成桩基由桩身和承台梁〔或板〕组成。桩基是按照设计的点位将桩身置人土中的，在桩的顶部灌筑钢筋混凝土承台梁，承台梁上接柱或墙体。以便将建筑荷载均匀地传递到桩基上。在寒冷地区，承台梁下应铺设100mm左右厚的粗砂或焦渣，以防止土壤冻涨引起承台梁的反拱破坏〔图2-4〕。(b)桩基受力情况分类桩基可分端承桩和摩擦桩。端承桩是将桩尖直接支承在岩石或硬土层上，用桩身支承建筑的总荷载，也称做柱桩，这种桩适用于坚硬土层较浅、荷载较大的工程。摩擦桩只是用桩挤实软弱土层，靠桩壁与土壤的摩擦力承担总荷载。这种桩适合坚硬土层较深、总荷载较小的工程〔图2-5〕。绘画摩擦桩与端承桩的示意图。图2-6所示为常用桩基的做法。(c)桩基布点桩基布点是按承重结构的形式而定。独立柱承重结构可用点式布置。点式布置还可根据桩的承载力和荷载大小选择单桩、双桩或多桩组合布置，并用承台板联合为一体共同承受独立柱的荷载〔图2-7〕。承重结构为带形墙或密集柱时，那么应采用带形布置，并用带形承台粱联合为一体共同承受上部荷载。带形布置又可根据桩径、桩距和荷载情况选择单排式、双排交错式或双排行列式〔图2-8〕。三、对根底的要求1、根底是建筑物的重要组成局部，对建筑的平安和寿命起重大作用，因而根底应具有足够的强度和耐久性，以便有效地传递荷载和保证使用年限。因为根底位于建筑物的最底部且埋于土中，很难观察、维修、加固和更换，因而在选材方面应优先使用石材、混凝土或粘土砖等巩固、抗水、耐腐蚀、不易老化的材料。2、根底属于隐蔽工程，也就是在进行下一个工程工程和工序前已被掩埋，无法再行检验。因此，在根底的施工过程中，必须在标高、尺寸、材料、施工程序、施工方法、养护期限、施工质量、交接手续等方面严格把关，不留隐患，确保按设计图纸和验收标准施工和验收。3、根底工程约占建筑总价的10%～40%，降低根底工程的投资是降低工程总投资的重要一环。因此，在设计中应尽可能选择土质较好的土层作为持力层，尽量使用地方材料以节省运输费用。处理地基时应提出假设干方案供论证选择，在保证工程质量和工期的同时降低工程造价。第二节根底的埋置深度一、根底埋置深度的定义根底理深是从室外地坪算起的。室外地坪分自然地坪与设计地坪，自然地坪是指施工地段的原有地坪，而设计地坪是指按设计要求工程竣工后室外场地经垫起或下挖后的地坪。根底埋置深度是指设计室外地坪到根底底面的距离〔图2-9〕。根底埋置深度不超过5m时叫浅根底，超过5m时叫深根底。浅根底构造简单，施工方便，造价低廉，应优先选用浅根底。只有在表层土质极弱和总荷载较大或其他特殊情况下，才选用深根底。根底埋深也不能过浅，至少不能浅于500mm。以防建筑荷载将根底四周土壤挤出，或地面受到雨水冲刷、机械破坏而导致根底暴露影响建筑的平安。二、根底埋置深度的选择根底埋置深度，应根据三个方面综合考虑确定，即土层构造情况、地下水位情况和冻结深度情况。1、地基土层构造对根底埋深的影响，见表2-1。2、地下水位对根底埋深的影响地基土含水量的大小对承载力影响很大，且含有侵蚀性物质的地下水对根底还将产生腐蚀，所以，根底应争取埋置在地下水位以上(图2-10a)。当地下水位较高时，根底不得不埋置在地下水内。但应注意，根底底面应置于最低地下水位之下，以使根底底面常年置于地下水中，也就是防止置于地下水位升降幅度之内。这是为了减少和防止地下水的浮力对建筑的影响。另外，根底假设处在干湿交替的环境下，那么抗腐蚀的能力更差(图2-10b)。3、土的冻结深度对根底埋深的影响土的冻结深度即冰冻线，可由当地气象部门得知。如哈尔滨为2m，沈阳为1.5m，北京为0.85m，郑州为0.20m，上海为0.1m。当冻土深度小于0.5m时，根底埋深即不受其影响。土的冻结是由于土中水分受冷冻结而成，水冻结成冰，体积膨胀，因而导致冻土膨胀。如果根底置于冰冻线内，冻结时的冻胀力可将房屋拱起，解冻后房屋又将下沉。冻结、融化的程度在整幢建筑范围内是不可能均匀的，不均匀的冻融，引起不均匀的胀缩，因而导致建筑出现裂缝、倾斜以致破坏。不是所有的地基土都会发生冻涨的，如颗粒很大的砾石、粗砂等，一是因毛细作用较小，难以引起地下水上升；二是因颗粒间空隙很大，不会保存水分，即使冻结也不会引起土的体积膨胀，这就是非冻涨土。而颗粒小、密度大、保水性强的粘土及粘性砂土等那么属于冻涨土。在冻涨土中埋置根底必须将根底底面置于冰冻线以下，即置于不冻土之中，以防止冻害发生(图2-11)。在严寒地区，土的冻结深度可达2～3m。对于低层和荷载较小的建筑，如将根底埋置在冻土层以下，势必大幅度提高土方量和工程总造价。因此，这类建筑如室内有采暖和自身刚度较好、体量较小时，将根底埋于冻土层内也不致引起建筑的开裂破坏。三、影响根底埋深的因素很多，主要有以下几点：(1)建筑物上部荷载的大小和性质。多层建筑一般根据地下水位及冻土深度等来确定埋深尺寸。一般高层建筑的根底埋置深度为地面以上建筑物总高度的1／10。(2)工程地质条件。根底底面应尽量选在常年未经扰动而且坚实平坦的土层或岩石上，俗称“老土层”。因为在接近地外表的土层内，常带有大量植物根、茎的腐殖质或垃圾等，故不宜选为地基。(3)水文地质条件。确定地下水的常年水位和最高水位，以便选择根底的埋深。一般宜将根底落在地下常年水位和最高水位之上，这样可不需进行特殊防水处理，节省造价，还可防止或减轻地基土层的冻胀。(4)地基土壤冻胀深度。应根据当地的气候条件了解土层的冻结深度，一般将根底的垫层局部做在土层冻结深度以下。否那么，冬天土层的冻胀力会把房屋拱起，产生变形；天气转暖，冻土解冻时又会产生陷落。(5)相邻建筑物根底的影响。新建建筑物的根底埋深不宜深于相邻的原有建筑物的根底；但当新建根底深于原有根底时，那么要采取一定的措施加以处理，以保证原有建筑的平安和正常使用。第三节根底的构造一、根底类型根底的类型很多，应选择受力合理、构造简单、施工方便和造价低廉的根底类型；必须根据建筑物的结构类型、高度、地质水文和地方材料等诸多因素全盘分析比较后确定。1、按根底材料受力特点分类(1)刚性根底凡由刚性材料建造、受刚性角限制的根底称为刚性根底，如素混凝土、毛石混凝土、毛石、砖、灰土、三合土建造的根底等。这类根底的大放脚〔根底的扩大局部〕较高，体积较大，埋置较深。刚性根底有利于使用地方材料，本钱较低，施工简便，应用很广。刚性根底适用于土质较均匀、地下水位较低、6层以下的砖墙承重建建筑〔图2-12a〕。(2)扩展根底〔柔性根底〕主要指钢筋混凝土基础，它以钢筋抵抗拉应力，不受材料刚性角限制，因而大放脚矮、体积小、挖方少、埋置浅，但耗用钢材、水泥和模板量大，且技术要求较高。因而这种根底多用于土质较差、荷载较大、地下水位较高等条件下的大中型建筑(图2-12b)。2、按构造形式分类(1)独立根底当建筑物为柱承重且柱距较大时，宜采用独立根底，柱间墙体可支承在根底梁上。这种做法土方量较小，施工简便。但根底与根底之间无构件连接，个别根底如发生不均匀沉降，相互不能制约。因此，独立根底适合于地质均匀、荷载均匀和装配式框架结构建筑〔图2-13〕。墙承重的建筑，也可采用独立根底，可减少土方开挖和便于管道穿过〔图2-14〕。(2)条形〔带形〕根底在连续的墙下或密集的柱下，宜采用条形根底。这种根底纵向整体性好，可减缓局部不均匀下沉，多用于砖混结构建筑，并多采用地方材料，用途极广。缺点是土方量大，施工场地开挖纵横沟槽，搬运不便〔图2-15〕。(3)井格根底当地基条件较差，为了提高建筑物的整体性，防止柱子之间产生不均匀沉降，常将柱下根底沿纵横两个方向扩展连接起来，做成十字交叉的井格根底。柱下根底纵横相连组成井字格状，叫井格根底。它可克服独立根底下沉不均的弊病，适用于荷载较复杂、地质情况较差的工程。井格根底造价较高，施工复杂，多用于高层建筑(图2-16)。(4)筏片根底当建筑物上部荷载大，而地基较弱，这时采用简单的条形根底或井格根底已不能适应地基变形的需要，通常将墙或柱下根底连成一片，使建筑物的荷载承受在一块整板上成为片筏根底。由整片的钢筋混凝土板承受整个建筑的荷载并传给地基，这种根底形似筏子，故称筏片根底，也称满堂根底。筏片根底的结构形式叉可分为板式和粱板式两大类。前者板的厚度较大、构造简单；后者板的厚度较小，但增加了双向梁，构造复杂。筏片根底适用于地基承载力较差、荷载较大的房屋，如高层建筑〔图2-17〕。(5)箱式根底将筏片根底的四周和顶部用钢筋混凝土浇筑成盒状的整体根底叫做箱式根底。这种形式既可提高建筑物和根底的刚度，又可利用根底的空间用作地下室，并防止了大体积土方的回填。箱式根底适用于总荷载很大，浅层地质情况较差需要大幅度的深埋，并需设一层或多层地下室的高层或超高层建筑。箱式根底的底板、壁板和顶板的结构形式又可分为板式和梁板式。图2-18所示为双层地下室的板式箱式根底。3、按根底与上部结构连接方式分类(1)整体连接在根底中埋入钢筋骨架并伸出根底顶端，上部结构〔如钢筋混凝土柱、墙或梁〕施工时，将其主筋与根底预埋筋衔接，然后支模板、浇筑混凝土。这种连接方法的整体性好，施工简便，不需大型起重设备，但柱或墙的施工机械化程度不高，进度较慢〔图2-19〕。(2)杯口连接在根底上端预留成上大下小的杯形插口，将预期柱的下端插入杯口并调整、打楔、定位后，在柱与杯口的空隙中浇注细石混凝土。这种连接方式可减少柱施工时的大量模板和脚手架，减少现场湿作业，提高工业化程度，加快了施工速度。但需要大中型起重设备，柱的耗钢量较多(图2-20)。绘制柱与根底整体连接的剖面示意图。二、刚性根底构造根底一般是指建筑物埋在土中的局部。根底的底面积愈大，其底面的压强愈小，对地基的负荷愈有利。但放大的尺寸超过一定范围，超过根底材料本身的抗拉、抗剪能力，就会引起折裂破坏。从图2-21中可看出，折裂的方向不是沿柱或墙的外侧垂直向下的，而是与垂线形成一个角度，这个角度就是材料特有的刚性角ɑ，而且各种材料具有各自的刚性角，刚性角范围内建造的无筋根底就叫刚性根底。为设计和施工方便，将刚性角换算成其角度的正切值即tanɑ=b/h。表2-2为各种材料建造的根底台阶宽高比容许值。(1)混凝土根底〔也叫素混凝土根底〕这种根底多采用C15或C20混凝土浇筑而成，它巩固耐久、抗水抗冻，多用于地下水位较高或有冰冻刚性角的形成情况的建筑。混凝土的刚性角为45°(b/h≤1)，以防因石子堵塞影响浇筑质量，从而减少了根底底的有效面积。为此，根底的断面应保证两侧有不小于200mm的垂直面，然后按剐性角容许值倾斜，这种形式的根底叫梯形根底，梯形截面的独立根底叫锥形根底〔图2-22〕。梯形截面混凝土根底的斜面模板支设较难，且浇注时极易将其拱起。也可采用台阶状截面，支模和浇筑均较方便，但混凝土的用量较大〔图2-23〕。根底底面下可设置垫层，垫层多用低强度等级的混凝土(C7.5、C10)或三合土，厚度80～100mm，每侧加宽80—100mm。垫层不计入根底面积，作用是找平坑椎，便于放线和传递荷载，在钢筋混凝土根底下的垫层还有防潮、防水、保护钢筋的作用。(2)毛石混凝土根底当混凝土根底的体积过大时，为节省混凝土用量和减缓大体积混凝土在凝固过程中产生大量热量不易散发而引起开裂，可参加适量毛石，这就叫毛石混凝土根底。参加的毛石粒径不得超过300mm，也不得大于每台宽度或高度的1/3，参加的毛石体积为总体积的20%～30%，且应分布均匀(图2-24)。(3)砖根底用粘土砖砌筑根底取材容易，价格低廉，施工简便，目前仍被大量采用。缺点是强度、耐久性、抗冻性和整体性均较差。适合用于5层以下砖混结构房屋。砖根底的台阶宽高比容许值为b/h≤1.5，由于砖的规格和砌筑标准要求,退台宽度限定为1/4(砖长+灰缝宽)=62.5mm。常用的做法是每砌筑2皮砖退一台，这种砌法叫等高式，其宽度比为62.5:126≈1:2，这个比值小于容许值1:1.5，符合要求且偏于平安，但用料较多，埋深较大(图2-25a)。另外一种砌法是砌2皮退一台，紧接着砌一皮退一台，依此类推，值得注意的是，最底一台必须是2皮砖。这种砌法叫间隔式，其宽高比为126：189=1:1.5，刚好符合刚性角最低要求。从图2-25b中可以看出，间隔式的大放脚高为567mm，较图2-25a的等高式大放脚高756mm降低了189mm(即3皮砖)。因而在材料消耗、埋置深度和土方量等方面均有明显的优势，但这种砌法变化较多，容易出错，且宜选用质地较好的砖和砂浆。图2-26所示为等高式与间隔式的带形和独立砖根底的外观。(4)毛石根底毛石是一种天然石材经粗略加工使其根本方整、便于人力搬运、操作的石料。砌在露明处的毛石粒径一般不小于300mm，中间填塞的馅石可适当减小。毛石根底的强度、抗水、抗冻、抗腐蚀性能均较好，唯体积较大、自重较大、操作要求高、劳动强度大。毛石的运输、堆放不便，故多被采用在邻近山区石材丰富的一般标准的砖混结构的建筑根底工程中。毛石根底的台阶宽高比容许值b:h≤1：1.5。由于毛石的形体不规那么，块体不宜过大也不宜过小，每砌一台不可能一皮找平，至少也需砌筑2皮方可找平，因而每台的高度不得小于400mm，高度愈大那么愈便于砌筑。退台宽不能按宽高比退进，即b≤(1/1.5)400≤267mm。因毛石的粒径一般为300mm左右，那么退台后上皮毛石仅能搭接下皮毛石23mm，显然这块毛石将自行脱落或完全失效。所以，施工标准规定毛石退台宽度b≤200mm。如此看来，毛石根底退台的最经济做法为b:h≥200：400，是偏于平安的，这是由于毛石本身特点所决定的。另外，毛石根底最窄的一台宽度应不小于500mm，墙或柱底在毛石根底顶部每侧宽度应不小于100mm。毛石根底底宽≤700mm时，应做成矩形截面，无须退台〔图2-27〕。(5)灰土根底在地下水位较低、5层以下砖混结构的条形砖石根底下面，可做灰土垫层，以提高根底的整体性。当灰土垫层厚度超过100mm时，可将其作为根底使用和计算，所以较厚的灰土垫层也叫灰土根底(图2-28)。灰土是用粉状生石灰和松散的粘土加少量水拌合而成。石灰与粘土的比例，用于根底的多为3:7或4:6；用作垫层的可为2:8。灰土根底的高度以150mm的整倍数计，即每夯实150mm高为一步，在夯实的一步上继续夯实一步，所形成的高度为一步150mm，两步300mm，三步450mm，以此类推。灰土根底在夯实、碳化后坚如石材，且随时间推移而提高强度，故被广泛应用。但其抗冻性较差，不宜将灰土根底做到地面，所以宜将其置于下部作为垫层。在灰土垫层上改用砖或毛石砌筑大放脚。大放脚底面从何处做起，要根据灰土根底的刚性角(b:h≤1：1.5)确定。图2-28a所示的退回尺寸b是根据灰土高h求得的，即b≤h／1.5。如果b尺寸取得太小，那么对砖根底的大放脚有所浪费；如果b尺寸取得过大，那么灰土底面有效宽度受到损失，更是不能允许的。图2-28b为灰土垫层砖根底的外观。(6)三合土根底三合土由石灰、砂和碎砖组成叫碎砖三合土，如将碎砖换用碎石那么叫碎石三合土。它的体积配比为1:3:6或1:2:4，加水拌合夯实而成，施工方法与灰土近似，适于3层以下普通砖房的根底垫层，计算方法仍按根底的刚性角控制。如果建筑物的荷载较大、地耐力不大时仍然采用刚性根底，会出现什么情况？怎么办？三、扩展根底〔钢筋混凝土根底〕的构造当荷载大、地耐力小时，假设仍采用刚性根底，势必加宽根底底宽，在刚性角的限制下那么必需加大大放脚高度，加大埋深，增加挖方和材料用量，对工期和造价均不利。特别是有软弱下卧层的地基，加大埋深就减少了持力层的厚度，影响房屋的平安。在这种情况下，不宜使用刚性根底，而宜使用扩展根底，扩展根底是在根底的受拉区的混凝土中配置钢筋，由弯矩产生的拉应力全部由钢筋承担，因而就不受刚性角的限制。根底的“大放脚”就可以做得很宽、很薄,所以也叫板式根底，它的截面面积较刚性根底小得多，埋深也浅得多，挖土方量也少得多。但是它增加了钢筋和混凝土的用量，综合造价还是较高的。扩展根底相当于倒置的悬臂板，根部的负弯矩和剪切力侧的负弯矩和剪切力逐渐减小，因而板的厚度和配筋也随之减小。按构造需要，板端最薄处不应小于200mm，根部厚度需进行计算，一般最经济厚度为b/4。扩展根底属于受弯构件，混凝土的强度等级不宜低于C20，配筋需经计算求得，但受力筋直径不小于8mm，间距不大于200mm(图2-29)。用较低强度等级的混凝土作垫层，可以起找平、传力和隔潮作用。设垫层的钢筋距根底底面不小于35mm，不设垫层时那么加大到70mm,以保护钢筋免遭锈蚀。图2-29所示为扩展根底的构造。四、常用根底的比较综上所述，常用的几种根底均有各自的优缺点，选择根底类型时，必须结合工程上部结构的形式、荷载、地质情况、当地材料来源、施工能力以及投资限额等诸多因素作综合性技术经济比较后决定。表2-3是常用根底的比较。第四节根底构造中的特殊问题一、相邻建筑根底处理1、同时新建房屋的相邻根底宜埋置在同一深度上，并设置沉降缝。2、新建房屋与原有房屋相邻时，新根底应浅于原根底或持平，以保证原房屋的平安。3、新建房屋与原有房屋相邻，但新根底必须深于原根底时，为了不破坏原根底下扩散角内土层，保证原房屋的平安，必须使新根底离开旧根底，离开的距离不得小于新旧根底底面高差的2倍，并于新根底上用挑梁支承墙粱及外墙，新旧墙体间留出沉降缝〔图2-30〕。二、不同埋深的根底处理因受地形、层高或内外墙交接等条件要求，连续的根底会出现不同埋深。这个高差应作成踏步形逐台下跌，每踏步高不大于500mm，踏步长不小于1000mm，以防止在陡然高差处墙体断裂或发生不均匀下沉〔图2-31〕。第五节地下室构造在建筑物底层下面的房间叫地下室，它是在限定的占地面积中争取到的使用空间，可作安装设备、储藏存放、商场、餐厅、车库，以及战备防空等多种用途。高层建筑的根底很深，利用这个深度建造一层或多层地下室，既增加了使用面积，又省掉房心填土之费用，一举两得。图2-32为地下室示意图。由于地下室位于地下，与地上房间有很多差异，如采光通风不利。低标准建筑的地下室多用作储藏间，高标准建筑需采用机械通风和人工照明方可用作商场、餐厅。地下’室的四壁和底板受地下水的包围，因而防潮、防水的构造复杂、费用较多，如处置不好或年久失修，将有渗漏和潮湿现象发生，使用不便。地下室的污水排水管低于市政管网标高，因而排水构造复杂、费用较高。地下室受外界影响较小，噪音和振动干扰甚微，故可用作手术室和精密仪表车间。由于地下室受外界气温影响较小，即所谓冬暖夏凉，故而可用作蔬菜水果仓库。地下室受厚土层的覆盖，可按人防工程设计标准建造，作为防御空袭之用。一、地下室的类型按使用功能分，有普通地下室和防空地下室；按顶板标高分，有半地下室和全地下室；按结构材料分，有砖墙结构地下室和混凝土墙地下室。(1)按埋入地下深度的不同分类①全地下室。指房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高的1／2者。②半地下室。指房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高的1/3，且不超过1／2者。半地下室通常利用采光井采光〔看右图〕，这类做法的实例较多。现代高层建筑均设有地下室。(2)按使用功能的不同分类①普通地下室。一般用作高层建筑的地下停车库、设备用房；根据用途及结构需要可做成一层或二、三层、多层地下室〔看以下图〕。②人防地下室。结合人防要求设置的地下空间，用以应付战时情况下人员的隐蔽和疏散，并有具备保障人身平安的各项技术措施。按人防地下室的使用功能和重要程度，将人防地下室分为六级。设计应严格遵照人防工程的有关标准进行。二、地下室的构成地下室由墙体、底板、顶板、门窗、楼梯五大局部组成。1、墙体地下室的外墙不仅承受垂直荷载，还承受土、地下水和土壤冻胀的侧压力。因此地下室的外墙应按挡土墙设计，如用砖砌墙，最小厚度不小于490mm；如用混凝土或钢筋混凝土墙，那么应依计算求得，其最小厚度不低于300mm。外墙还应作防潮或防水处理。2、顶板可用预制板、现浇板，或者预制板上做现浇层，如为防空地下室，必须采用现浇板并按有关规定决定板的厚度和混凝土强度等级。在无采暖的地下室顶板上，即地面首层地板处，应设置保温层，以利首层房间的使用舒适。3、底板底板处于最高地下水位之上时，可按一般地面工程做法，即垫层上现浇混凝土60～80mm厚，再做面层；如底板处于地下水之中时，底板不仅承受地面垂直荷载，还要承受地下水的浮力荷载，因此应采用钢筋混凝土底板，并双层配筋。底板下垫层上还应设置防水层，以防渗漏。4、门窗普通地下室的门窗与地上房间门窗相同，地下室外窗如在室外地坪以下时，应设置采光井和防护篦，以利室内采光通风和室外行走平安。防空地下室一般不允许设窗，如需开窗，应设置战时堵严措施。防空地下室的外门应按防空等级要求相应设置防护构造。5、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。用作防空的地下室，每幢至少要设置两部楼梯通向地面的平安出口，并且必须有一个是独立的平安出口。这个平安出口周围不得有较高的建筑物，以防因空袭倒塌堵塞出口影响疏散。三、地下室采光构造地下室的外窗处，可按其与室外地坪的高差情况设置采光井。采光井可单独设置，也可联合设置，视外窗的间距而定。采光井由三面侧墙、底板和防护篦组成。侧墙可用砖砌筑，底板应使用混凝土浇筑。底板面应较窗台低250～300mm，以防雨水溅人和倒灌。井底应做1%～3%的纵坡，将雨水引入排水管道〔图2-33〕。绘制采光井的俯视、平面、剖面示意图。四、地下室防潮与防水做法地下室的外墙和底板都埋在地下，常年受到土中水分和地下水的侵蚀和挤压，如不采取有效的构造措施，地面水或地下水将渗透到地下室内，轻那么引起墙皮脱落，墙面霉变，影响美观、使用和人体健康，重那么降低建筑物的耐久性甚至破坏。因此，保证地下室不潮湿、不进水是地下室设计和施工的重要任务。1、地下室的防潮做法当设计最高地下水位低于地下室地面垫层下皮标高时，水中的水分仅是下渗的地面水和上升的毛细管水，这类水没有侧压力和上浮力，只需做防潮处理〔图2-34〕。地下室外墙的防潮做法是：如为砖墙，需用水泥砂浆砌筑，并做到灰缝饱满防止空隙。外墙面用1:3水泥砂浆抹20mm厚，刷冷底子油一道、热沥青两道。如浇筑混凝土墙，防潮效果更好。在防潮层外侧应回填不易透水的土壤，如粘土、低比例灰土等，并分层夯实，以减轻地面水下渗对地下室外墙的渗透危害。这局部回填土的宽度应不少于500mm，其余的回填土可使用原地挖方土，以节省开支。底板的防潮做法是在灰土或三合土垫层上浇筑60～80mm厚密实的C15混凝土，然后再做地面面层。地下室防水设计要求地下工程比较复杂，防水设计应考虑地表水、地下水、毛细管水等的作用，以及由于人为因素引起的附近水文地质改变的影响。地下室工程防水设计内容包括：①防水等级和设防要求；②防水层选用的材料及其技术指标、质量保证措施；③工程细部构造的防水措施，选用的材料及其技术指标、质量保证措施；④工程的防排水系统，地面挡水、截水系统及工程各种洞口的防倒灌措施。地下室防水工程设计方案，应该遵循以防为主、以排为辅的根本原那么，防水设计应定级准确、方案可靠，施工简便、经济合理，可根据工程的重要性和使用中对防水的要求按地下室防水工程设防表的要求进行设计(见表2-1、表2-2)。2、地下室的防水构造做法当设计最高地下水位高于地下室地面底板下皮标高时，底板和局部外墙被浸在水中，外墙受到地下水的侧压力，底板受到浮力，这些都是压力水，必须采用水平的和垂直的防水处理做法，并把它们连贯起来(图2-35)。现以卷材防水为例说明地下室防水的做法：(1)外防水做法〔也称外包法〕先浇筑混凝土垫层，在垫层上粘贴卷材防水层〔卷材层数视水压大小选定〕，在防水层上抹20～30mm厚水泥砂浆保护层，再在保护层上浇筑钢筋混