第五章 基礎與地下室

第五章

基礎第一節(jié)，基礎的分類一、地基與基礎的概念1、受建筑物荷載影響的土層------地基2、建筑物向地基傳遞荷載的下部結構——基礎3、直接能承受荷載的土層——持力層4、持力層以下的土層——下臥層

二、地基1、建筑物對地基的要求：a、強度：地基的承載能力能滿足上部結構的要求b、穩(wěn)定：地基在受力后的變形應在規(guī)范允許的范圍內(nèi)c、經(jīng)濟：地基處理的費用應做到經(jīng)濟合理2、設計地基、基礎的資料：a、地形圖（紅線圖）：以了解相關地形地貌、周圍建筑、溝渠、暗塘、交通、供電、供水等情況b、地質(zhì)資料：普查——現(xiàn)場臨時布點，鉆孔、取樣、了解土層分布、地質(zhì)結構及各土層的物理力學性質(zhì)技術設計鉆孔——按總平面布置、按建筑物大小、形狀、高度等選擇有代表性的孔數(shù)、孔位進行工程地質(zhì)勘探并提出地質(zhì)技術報告地基的評價：建議采用何種基礎，持力層設在何土層等,必要時建筑專業(yè)修改總平面、結構專業(yè)選擇合理的持力層及結構形式3、地基分類：a、天然地基：凡天然土層具有足夠的承載力，不需經(jīng)人工改良或加固便可作為建筑地基者。如：一般巖石，巖石風化后的土層（有一定厚度）.b、人工地基：當上部荷載較大或土壤的承載能力較低，缺乏足夠的堅固性和穩(wěn)定性時，必須對土壤進行人工處理，才能作為建筑物的地基者4、地基處理：a、碾壓、夯實法——重錘夯實、機械碾壓、震動壓實b、換土法——挖去軟弱土層換成較堅硬的材料如：中砂、粗砂、碎石、礦渣等c、堆載法——在軟弱土層上堆載重物，如：廢鋼錠、廢鋼筋混凝土預制板等d、化學加固法——利用高壓旋噴方法注入水泥漿或水玻璃等粘固劑提高土壤強度三、基礎

基礎是建筑物的一部分，基礎按其埋置深度分為淺基礎與深基礎，埋置深度（H）當：H＞5m時為深基礎——費工、費料當：H＜5m時為淺基礎——剩工、剩料、造價低。但太淺時基礎暴露室外易受損，一般地表腐殖土有一定厚度，所以H≮0.5mb、考慮因素:工程地質(zhì)條件:按荷載大小,結構性質(zhì)選擇可靠的持力層地下水位條件:最好在最低水位地以下200(圖1),或盡量在最高地下水位以上(圖2)冰凍線的影響:在北方地區(qū)冰凍會影響基礎安全,因為水結冰后體積膨脹,冰化后又收縮.造成基礎破壞因此基礎底應在冰凍線以下200(圖3),各地冰凍線深度不同如:

與相鄰基礎的關系:一般不深于原有相應基礎.如必須深于已有基礎則要采取一定措施.如階梯式放腳;保持一定的凈距L=1~2(基礎底差)其他:遇井,穴;局部土質(zhì)欠佳;管道穿基礎;------由結構工種采取相應措施基礎的類型和構造1）條形基礎

2）獨立基礎3）柱下條形基礎1、按基礎的結構形式分類4）筏形基礎5）箱形基礎6）樁基礎剖面室外地面室內(nèi)地面基礎底面軸側

磚墻

碎磚三合土平面獨立基礎墻體基礎梁獨立基礎墊層墻下獨立基礎柱下獨立基礎條形基礎柱下條形基礎

井格式柱下條形基礎鋼筋混凝土基礎鋼筋混凝土柱平面柱下條形基礎柱柱托平板梁板式

平板式平面筏形基礎箱形基礎

樁基礎頂板柱底板平面軟弱土層中密土層堅硬土層軟弱土層２、按所用材料及受力特點分類（１）無筋擴展基礎

定義：無筋擴展基礎系指由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等為材料，且不需配置鋼筋的墻下條形基礎或柱下獨立基礎。

特點：這種基礎的材料抗壓性能比較好，但是抗拉、抗剪強度不高，要保證基礎不被拉力或沖切力破壞，必須控制基礎的高寬比。無筋擴展基礎適用于多層民用建筑和輕型廠房。（２）擴展基礎定義：將上部結構傳來的荷載，通過向側邊擴展成一定底面積，使作用在基底的壓應力等于或小于地基上的允許承載力，而基礎內(nèi)部的應力應同時滿足材料本身的強度要求，這種起到壓力擴散作用的基礎稱為擴展基礎。它包括柱下鋼筋混凝土獨立基礎和墻下鋼筋混凝土條形基礎。

特點：由于擴展基礎的底部配以鋼筋，利用鋼筋來承受拉力，使基礎底部能夠承受較大彎矩。這時，基礎寬度的加大不受剛性角的限制，可做得很寬，很薄。還可盡量淺埋。

無筋擴展基礎的受力、傳力特點

(b)hbb1b2h2h1αB0B1Bbhb1b2h2h1αB0B基礎受力在剛性角范圍以內(nèi).

基礎寬度超過剛性角范圍而破壞.c、d類適用于四層以下的一般民用建筑及單層輕型廠房的承重墻基礎。１.混凝土基礎h1,h2≥200mmb1≥150mm2．毛石基礎h1,h2≥400mmb1≥150mm

階梯型基礎bhb1b2h2h1α

磚基礎磚基礎的臺階逐級向下放大,形成大放腳．放腳方式:1）兩皮磚挑1/4磚長2）兩皮磚挑1/4磚長與一皮磚挑1/4磚長相間砌筑。60606012010012012050B50606060（60）無筋擴展基礎構造示意

獨立基礎

條形基礎擴展基礎構造示意ＨB0荷載≥200受力筋分布筋≥70墊層50505050受力筋B0≥200Ｈ≥70墊層50505050受力筋

深基礎——樁基1、淺基礎：a、分類：（按形式分）a1.獨立式基礎——上部結構為框架、排架形式時往往是獨立的柱子承重，所以每根柱下設置獨立基礎a2.條型基礎（聯(lián)合基礎）——當上部框架結構荷載較大或地基承載力較低，為擴大基礎的受力面積，就將獨立基礎連成條型；當上部結構為磚混結構，底部用磚墻承重，一般亦采用條型基礎a3.井格式基礎——當聯(lián)合基礎不能滿足要求時可將條型基礎橫向再相聯(lián)，形成井格形式，以擴大承載面積a4.筏式基礎（滿堂基礎）——如井格式還不能滿足力的要求時。可以把整個基礎用鋼筋混凝土澆成一片，達到最大受力面，形成片筏有時為了節(jié)省材料、提高基礎的整體剛度，可在片筏上（下）面設梁、肋井格，成為帶肋板基a5.箱型基礎——為了加強筏式基礎的剛度，換取土重，利用空間而做成箱型基礎a6、其它型式的基礎基礎薄殼基礎獨立基礎條型基礎反拱梁基礎

b.分類（按受力性能分）：

b1.受剛性角控制的基礎————剛性基礎,不同材料基礎的剛性角不同,其大小取決于材料本身的性能a.b類適用于五層及五層以下的民用建筑或單層、多層輕型廠房的承重墻基礎。c、d類適用于四層以下的一般民用建筑及單層輕型廠房的承重墻基礎。b2.不受剛性角控制的基礎——柔性基礎由于鋼筋混凝土具有很好的抗彎能力可以滿足上部荷載對基礎的要求c、淺基礎小結：2、深基礎的類型(樁基)：若淺層土質(zhì)不良，無法滿足建筑物對變形和強度方面的要求時，可利用較深部位的堅實土層或巖層作為持力層------通過樁基將力傳遞下去,一般深度在十幾米至幾十米a、按材料分------木,鋼材,鋼筋混凝土等b、按形式分預制樁,斷面>200x200現(xiàn)澆灌注樁------震動樁,爆破樁,鉆孔樁c、按受力情況分:(c1)、端承樁------樁端直接插入堅硬的土層或巖石中由樁端將荷載傳給地基(c2)、摩擦樁(擠壓樁)-----大部分荷載通過土層對樁的擠壓產(chǎn)生的摩擦力來平衡(上海是沖積平原,高層建筑基本上是采用磨擦樁)

深基礎——樁基四、基礎設計的要點:1、類型選擇：a、充分利用地基的承載能力b、盡量就地取材,節(jié)約三材(水泥,鋼材,木材)c、結合當?shù)貤l件,力求做到便于施工,減少工作量d、考慮對周圍建筑的影響，優(yōu)先采用新技術2、常用剛性基礎的設計深度:a、基礎埋置深度愈淺愈經(jīng)濟,但不能過淺,基礎暴露地面以上容易風化.一般H(埋置深度)>0.5m人工挖孔樁與爆破樁四、地下室的類型與構造按使用功能分為普通地下室和防空地下室；按結構形式分為磚墻結構地下室和混凝土結構地下室;按地下室埋入地下深度可分為全地下室和半地下室全地下室是指地下室地面低于室外地坪的高度超過該房間凈高的1/2；半地下室是指地下室地面低于室外地坪的高度超過該房間凈高的1/3，但不超過凈高的1/2。如圖11.14所示。1地下室的類型與組成1.1地下室的類型圖11.14地下室的類型地下室一般由墻、底板、頂板、門窗、樓梯和采光井六部分組成（圖11.15）。（1）地下室墻（2）地下室底板（3）地下室頂板（4）地下室門窗圖11.16（5）地下室樓梯2地下室的組成圖11.15地下室組成圖11.16地下室采光井當?shù)叵率业仄焊哂诘叵滤某Ｄ晁缓妥罡咚粫r，由于地下水不會直接侵入地下室，墻和底板僅受土層中毛細水和地表水下滲而形成的無壓水影響，只需做防潮處理（圖11.17）。地下室外墻的防潮做法是：先在外墻表面抹一層20mm厚的水泥砂漿找平層，再涂一道冷底子油和兩道熱瀝青；然后在外側回填低滲透性土壤。3.地下室防潮圖11.17地下室防潮處理（a）墻身防潮；（b）地坪防潮地下室防水工程分為四個等級，各地下工程的防水方案應根據(jù)工程的重要性和使用要求按表11.1(詳見P157)選定。1.地下室防水1.1防水等級目前我國地下工程防水常用的措施有卷材防水、混凝土構件自防水、涂料防水、塑料防水板防水、金屬防水層等。選用何種材料防水，應根據(jù)地下室的使用功能、結構形式、環(huán)境條件等因素合理確定。一般處于侵蝕介質(zhì)中的工程應采用耐腐蝕的防水混凝土、防水砂漿或卷材、涂料；結構剛度較差或受震動影響的工程應采用卷材、涂料等柔性防水材料。2防水構造（1）卷材防水卷材防水是以防水卷材和相應的粘結劑