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1、第六章基础与地下室Foundationandbasement 第一节地基 基础与荷载关系Relationshipoffoundation basementandload 1 一 地基 基础的概念 基础 在建筑工程中 位于建筑的最下部位 直接作用于土层的承重构件 地基 基础下面支承建筑总荷载的那部分土层 直接承受建筑荷载的土层soillayer为持力层bearinglayer 持力层以下的土层为下卧层substratum 基础是建筑物的组成部分 地基则不是 二 地基承载力与基础底面积的关系 地基承载力foundationbearingcapacity 每平方米地基所能承受的最大垂直压力 基础底面
2、的平均压力averagepressure不得超过地基承载力 以f表示地基承载力 N代表建筑的总荷载 A代表基础的底面积 则 三 地基的分类Soilclassification 按土层性质不同 分为 天然地基naturefoundation 具有足够的承载力 可以直接在其上建造基础的天然土层 人工地基artificialfoundation 必须预先对土层进行人工加固后才能承受建筑物荷载的地基 加固地基的方法 methodsofreinforcesoftfoundation压实法 利用人工方法挤压土壤 排走土中的空气 提高土的密实性 如重锤夯实法 机械碾压法换土法 将地基中的软弱土全部或部分挖除
3、 换以承载力高的好土 打桩法 将钢筋混凝土桩打入或灌注入土中 把土挤实 由桩和桩间土一起组成复合地基 化学加固法 水泥硅化加固法 四 对地基和基础的要求requirementsonthefoundationandbasic 一 地基应具有较高的承载能力且分布均匀Bigfoundationbearingcapacity建筑物的建造地址应尽量选在地基承载力较高且分布均匀的地段 二 基础应具有足够的强度且满足耐久性要求Enoughstrengthandmeettherequirementofdurability基础所用的材料和构造的选择应与上部结构的耐久性相适应 三 基础工程应注意经济效益Found
4、ationengineeringshouldpayattentiontoeconomicbenefits基础工程约占建筑总造价的10 40 五 基础的埋置深度Theembeddeddepthoffoundation 基础埋置深度是指室外设计地面到基础底面的距离 根据基础埋置深度不同 基础分为 浅基础Shallowfoundation 埋置深度不超过4m 深基础Deepfoundation 埋置深度超过4m 不埋基础Unburiedfoundation 基础直接做在地表面上 确定基础埋置深度要考虑的因素 工程地质与水文地质情况基础应尽量埋置得浅些 但不能小于0 5米 基础埋深尽可能设在地下水位以
5、上 地基土冻胀和融陷的影响季节性冻土是一年内冻结和解冻交替出现的土层 基础埋置的深度一般应大于冻结深度 房屋的使用情况如有无地下室 地下设施 基础的形式和构造等 相邻建筑物和构筑物的基础理深当深于原有建筑物或构筑物的基础时 两基础间应保持一定距离 一般可采取两基础底面高差的1 2倍 比萨斜塔theLeaningTowerofPisa 正是由于地基土质较差 基础埋置较浅 仅3 05米 在建到第三层时 基础发生不均匀沉降 塔顶中心点偏离中心线2 1米 现已偏离5 2米 终成斜塔 第二节基础的分类与构造 9 一 按材料和受力特点分类 一 刚性基础 凡受刚性角限制的基础称为刚性基础 刚性基础台阶宽高比
6、的允许值 1 砖基础 主要材料为普通粘土砖 多用于地基土质好 地下水位较低 五层以下的砖混结构建筑中 2 灰土基础与三合土基础 在地下水位比较低的地区 常在砖基础下做灰土垫层 该灰土层的厚度不小于100mm 由于灰土垫层按基础计算 故称灰土基础 灰土基础是由粉状石灰与粘土加适量水拌合夯实而成的 石灰与粘土的体积比为3 7或2 8 灰土每层均虚铺220mm 夯实后厚度为150mm左右 三合土基础 石灰 砂 集料 碎砖 碎石或矿渣 按体积比1 3 6或1 2 4加水拌合夯实而成的 通常其总厚度H0 300mm 宽度b 600mm 三合土基础适用于四层以下建筑 3 毛石基础 由未经加工的石材和砂浆砌
7、筑而成的 用于地下水位较高 冻结深度较深的低层和多层民用建筑中 剖面形式多呈阶梯形 基础的顶面要比墙或柱每边宽出100mm 基础的宽度 每个台阶的高度均不宜小于400mm 每个台阶挑出的宽度不应当大于200mm 4 混凝土基础 混凝土基础的断面可以做成矩形 阶梯形和锥形 当基础宽度小于350mm时 多做成矩形 大于350mm时 多做成阶梯形 常在混凝土中加入粒径不超过300mm的毛石 这种混凝土称为毛石混凝土 二 非刚性基础 钢筋混凝土基础称为非刚性基础或称为柔性基础 钢筋混凝土基础的形式 柱下和墙下钢筋混凝土基础一般做成锥形和台阶形 对于墙下钢筋混凝土基础 当地基不均匀时 还要考虑墙体纵向弯
8、曲的影响 这种情况下 为了增加基础的整体性和加强基础纵向抗弯能力 墙下钢筋混凝土基础可采用有肋的基础形式 锥形 台阶形 有肋的扩展基础 二 按基础的构造形式分类 基础的构造形式主要取决于 建筑物上部结构形式荷载的大小地基土壤性质在一般情况下 上部结构形式直接影响基础的形式 但当上部荷载大且地基承载能力有变化时 基础的形式也随之变化 基础按构造形式可分为五种基本类型 一 条形基础 当建筑物上部结构为墙承重结构时 基础沿墙身设置 多做成长条形 这种基础称为条形基础或带形基础 该类基础多用于砖混结构 其基础常选用砖 石 灰土 三合土等材料 也可采用钢筋混凝土条形基础 二 独立基础 当建筑物上部采用框
9、架结构或单层排架结构承重时 基础常采用方形或矩形的单独基础 这种基础称为独立基础或柱式基础 独立基础是柱下基础的基本形式 常用的断面形式 阶梯形 锥形 杯形 优点 减少土方工程量 节约基础材料 缺点 基础之间无构件连接件 整体刚度较差 柱下独立基础示意图 柱下独立基础 三 井格式基础 将柱下基础沿纵 横方向连接起来 做成十字交叉的井格基础 故又称十字带形基础 四 筏式基础 用整片的筏板承受建筑物的荷载 这种基础形似筏子 筏式基础按结构形式可分为板式结构和梁板式结构两类 不埋板式基础 在天然地表上 将场地平整并用压路机将地表土碾压密实后 在较好的持力层上 浇灌钢筋混凝土平板 五 箱形基础 一般适
10、用于高层建筑或在软弱地基上建造重型建筑物 当箱形基础的内部空间较大时 可用作地下室 六 桩基础 当建筑物上部荷载较大 地基的软弱土层较厚 地基承载力不能满足要求且做成人工地基又不具备条件或不经济时 常采用桩基础 采用桩基础能节省基础材料 减少挖填土方工程量 改善工人的劳动条件 缩短工期 1 桩的种类 根据材料不同可分为 木桩 钢筋混凝土桩 钢桩和其它组合材料桩a 木桩b 预制混凝土桩c 预制混凝土管桩g 复合桩 根据施工方法不同分为 打入桩压入桩振入桩灌注桩钻孔桩 沉管灌注桩施工过程 就位 沉套管 开始灌注混凝土 下钢筋骨架继续浇灌混凝土 拔管成型 根据受力性能不同可分为 端承桩摩擦桩 2 桩
11、的组成 桩由桩身及承台梁组成 桩的上端浇注钢筋混凝土承台梁 承台梁上接墙体 在寒冷地区 为了防止承台梁下的土受冻膨胀使承台梁破坏 一般在承台梁下铺设100mm 200mm的粗砂或炉渣 三 特殊情况下的基础构造 同一建筑物的基础理深有时不同 此时 深浅基础相连时 基础应做成台阶式相连 台阶高应不大于500mm 并且h L 1 2 第三节地下室的构造 地下室是指建筑物底层以下的房间 一 地下室的类型按顶板标高可分为 全地下室 即地下室地面低于室外地面的高度 超过该房间净高一半时称全地下室 半地下室 即地下室地面低于室外地面的高度超过该房间净高1 3 且不超过1 2时称为半地下室 按使用功能分有普通
12、地下室和人防地下室 按结构材料可分为砖墙地下室和混凝土墙地下室 地下商业街 地铁换乘站 二 地下室的防潮与防水构造 地下室构造设计的主要任务 保证地下室在使用时不受潮 不渗漏 地下室防潮 砖墙 二 地下室防水 常用的地下室防水措施有以下两种 1 材料防水卷材防水涂料防水水泥砂浆防水 2 混凝土自防水 卷材防水 对采用砖墙承重的 地下室防水多采用外包式柔性防水处理 柔性防水有油毡防水和高聚物改性沥青和高分子卷材 防水卷材的厚度 涂料防水 无机防水涂料和有机防水涂料无机防水涂料 结构主体的背水面有机防水涂料 结构主体的迎水面 水泥砂浆防水 防水混凝土防水 常采用的防水混凝土有集料级配混凝土和外加剂混凝土 地下室的墙板和底板的厚度不应小于200mm 人工降排水措施 思考题 1 地基和基础各指什么 它们之间有何关系 3 何谓基础的埋置深度 影响基础的埋置深度的因素有哪些 4 常见的基础类型有哪些 各有何特点 5 何谓刚性基础 何谓刚性角 刚性基础为什么要考虑刚性角 6 地下室在什么情况下要防水或防潮 试述地下室防潮的构造要求
