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1、第六章 基础与地下室构造,6.1 地基构造 6.2 地下室的类型与防潮,比萨斜塔是比萨大教堂的钟楼， 8层圆柱形建筑，白色大理石砌成，塔高54.5米。1370年完工时塔顶中心点已偏离垂直中心线2.1米，1990年1月起斜塔全部关闭，塔身重心线已偏离10。 经过11年的纠倾工作，2001年12月15日向游人重新开放，比萨斜塔被扳“正”0.44米，目前还倾斜4.5米，基本恢复到18世纪末的水平。,苏州虎丘塔建于宋太祖建隆二年（公元961年），距今已有1000多年历史。虎丘塔地基为粉质粘土，呈可塑至软塑状态，西南薄，东北厚。塔身落在人工块石填土层上，由于地基的不均匀沉降。塔身向东北方向严重倾斜，塔顶
2、离中心线达 2.3m，塔倾斜后，使东北部位应力集中，超过砖体抗压强度而压裂。1956年, 苏州市政府邀请古建筑专家采用铁箍灌浆办法，加固修整；1981年开始，对该塔又进行了历时6年全面的整修，加固地基、补作基础、修缮塔体、复建塔座，终于保住了这座古塔。但由于底层塔身发生多条裂缝，成为危险建筑，一九七五年开始，虎丘塔便已关闭，不再允许游客进入。,1997年7月12日上午9:30左右，常山县城南第51幢五层半住宅楼中间偏东处上部出现裂缝，紧接着裂缝迅速扩大，相互向中间倾倒，在数秒钟内全部倒塌，当时在楼内的39人被压在废墟中。经全力抢救，3人生还，36人死亡。主要原因是该楼房工程质量低劣，特别是基础
3、砖质量低劣和擅自改变设计，重要原因是基础砖墙长时间受积水浸泡(地下室未回填，混合砂浆)。,常山倒塌事故,常山纠偏实例,最大倾斜率为9.53,墨西哥博物馆不均匀沉降,大量的地基事故则由地基变形所引起。由于地基的不均匀变形，基础之间产生差异沉降，发生挠曲或倾斜，上部结构受到影响，也会产生倾斜、扭转、挠曲，并可能造成结构的损坏。不仅影响到建筑物的正常使用功能，有时还危及建筑物的安全。对于这样的建筑物，常常需要实施建筑物的纠偏、上部结构和（或）地基基础的加固，有的必须拆除，其代价是昂贵的。因此，对变形问题必须充分重视。,基础是建筑物上部承重结构向下的延伸和扩大，它承受建筑物的全部荷载，并把这些荷载连同
4、本身的重力一起传到地基上。 地基不是建筑物的组成部分，它只是承受由基础传来荷载的土层。其中，具有一定的地耐力，直接承受建筑荷载，并需进行力学计算的土层称为持力层，持力层以下的土层称为下卧层（图6.1）。,6.1 地基与基础概述,6.1.1 地基与基础,地基按土层性质不同，分为天然地基和人工地基两大类。 凡天然土层具有足够的承载力，不需经人工加固或改良便可作为建筑物地基的称为天然地基；当建筑物上部的荷载较大或地基的承载力较弱，须预先对土壤进行人工加固或改良后才能作为建筑物地基的称为人工地基。人工加固地基通常采用压实法、换土法、打桩法和化学加固法等。,6.1.2 天然地基和人工地基,图6.1 基础
5、与地基,由室外设计地面到基础底面的距离，称为基础的埋置深度，简称基础的埋深（图11.2）。一般情况下埋深大于等于4m，且采用了特殊的结构形式和施工方法的为深基础；埋深小于4m的为浅基础。,6.1.3 基础的埋置深度,图11.2 基础的埋深,（1）土层构造情况地下土一般是分层的，各层的承载能力不同，基础应埋在坚实的土层上，而不要设置在耕植土、淤泥土、杂填土等弱土层上。 （2）地下水位的影响当地下水位较高，基础不能埋置在地下水位以上时，宜将基础埋置在全年最低地下水位以下，且不少于200mm（图11.3）。,11.1.2.2 影响基础埋深的因素,（3）冰冻深度的影响冻结土与非冻结土的分界线称为冰冻线
6、，冰冻线的深度为冻结深度。各地气候不同，低温持续时间不同，冰冻深度也不相同。地基土冻结后对建筑物会产生不良影响，冻胀力将基础向上拱起，解冻后，基础又下沉，天长日久，会使建筑物产生变形甚至破坏。因此，一般要求基础埋置在冰冻线以下200mm（图11.4）。,（4）相邻建筑物基础的影响同时新建建筑物的相邻基础宜埋置在同一深度上，并设置沉降缝。当不能满足上述要求时，应采取临时加固支撑、打板桩、地下连续墙或加固原有建筑物地基等措施，以保证原有建筑物的安全和正常使用。,（5）其他因素的影响基础的埋置深度除考虑土层构造、地下水位、冰冻深度、相邻建筑物基础的影响外，还要考虑拟建建筑是否有地下室、设备基础等因素
7、的影响。,图11.3 基础埋深和地下水位的关系,图11.4 基础埋深和冰冻线的关系,61.4 基础的类型和构造,按材料分为砖基础、毛石基础、混凝土基础、毛石混凝土基础、灰土基础和钢筋混凝土基础等；按构造形式分为条形基础、独立基础、井格基础、筏片基础、箱形基础和桩基础等。由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料制成的墙下条形基础或柱下独立基础又称为无筋扩展基础，适用于低层和多层民用建筑。,由钢筋混凝土制成的柱下独立基础和墙下条形基础称为扩展基础，多用于地基承载力差、荷载较大、地下水位较高等条件下的大中型建筑。,基础沿墙体连续设置成长条状称为条形基础，也称为带形基础，是砌体结构建筑基础的
8、基本形式。条形基础可用砖、毛石、混凝土、毛石混凝土等材料制作，也可用钢筋混凝土制作。 （1）砖条形基础砖条形基础一般由垫层、大放脚和基础墙三部分组成。大放脚的做法有间隔式和等高式两种（图6.5）,（一） 条形基础,（2）毛石基础毛石基础是用毛石和水泥砂浆砌筑而成，其剖面形状多为阶梯形。为保证砌筑质量并便于施工，基础顶面要比基础墙宽出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（图6.6）。,（3）混凝土基础混凝土基础是用不低于C15的混凝土浇捣而成，其剖面形式和尺寸除满足刚性角（45）外，不受材料规格限制，其基本形式有阶梯形和锥形（图11
9、.7）。 混凝土基础具有坚固、耐久、耐水、刚性角大等特点，多用于地下水位较高或有冰冻作用的建筑。,（4）钢筋混凝土基础钢筋混凝土基础因配有钢筋，可以做得宽而薄，其剖面形式多为扁锥形（图6.8）。当房屋为骨架承重或内骨架承重，且地基条件较差时，为提高建筑物的整体性，避免各承重柱产生不均匀沉降，常将柱下基础沿纵横方向连接起来，形成柱下条形基础（图6.9）或十字交叉的井格基础（图6.10）。,图6.5 砖基础,（a）间隔式；（b）等高式,图6.6 毛石基础,图6.7 混凝土基础,图6.8 钢筋混凝土基础,图6.9 柱下条形基础,图6.10 井格基础,当建筑物上部结构为框架、排架时，基础常采用独立基础
10、。独立基础是柱下基础的基本形式。当柱为预制构件时，基础浇筑成杯形，然后将柱子插入，并用细石混凝土嵌固，称为杯形基础。独立基础常用的断面形式有阶梯形、锥形、杯形等，如图6.11所示。,（二） 独立基础,图6.11 独立基础,（1）筏片基础当建筑物上部荷载较大，或地基土质很差，承载能力小，采用独立基础或井格基础不能满足要求时，可采用筏片基础。筏片基础在构造上像倒置的钢筋混凝土楼盖，分为板式和梁板式两种，如图6.12（a）、（b）所示。 （2）箱形基础箱形基础是一种刚度很大的整体基础，它是由钢筋混凝土顶板、底板和纵、横墙组成的，如图6.12（c）所示。,（三） 整片基础,图6.12 整片基础,（a）
11、板式；（b）梁板式；（c）箱形,桩基础由承台和桩柱组成（图6.13）。承台是在桩顶现浇的钢筋混凝土梁或板，如上部结构是砖墙时为承台梁，上部结构是钢筋混凝土柱时为承台板，承台的厚度一般不小于300mm，由结构计算确定，桩顶嵌入承台不小于50mm。桩柱有木桩、钢桩、钢筋混凝土桩等，我国采用最多的为钢筋混凝土桩。钢筋混凝土桩按施工方法可分为预制桩、灌注桩和爆扩桩。,6.2.4 桩基础,预制桩是预制好后用打桩机打入土中，断面一般为（200350）mm（200350）mm，桩长不超过12m。 灌注桩是直接在地面上钻孔或打孔，然后放入钢筋笼，浇筑混凝土。 爆扩桩是用机械或人工钻孔后，用炸药爆炸扩大孔底，再
12、浇注混凝土而成。,图6.13 桩基础,（a）墙下桩基础；（b）柱下桩基础,6.2 地下室的类型与构造,按使用功能分为普通地下室和防空地下室；按结构形式分为砖墙结构地下室和混凝土结构地下室;按地下室埋入地下深度可分为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过该房间净高的1/2；半地下室是指地下室地面低于室外地坪的高度超过该房间净高的1/3，但不超过净高的1/2。如图6.14所示。,6.2.1 地下室的类型与组成,6.2.1.1 地下室的类型,图6.14 地下室的类型,地下室一般由墙、底板、顶板、门窗、楼梯和采光井六部分组成（图6.15）。（1）地下室墙 （2）地下室底板 （3
13、）地下室顶板 （4）地下室门窗 图6.16（5）地下室楼梯,6.2.1.2 地下室的组成,图6.15 地下室组成,图6.16 地下室采光井,当地下室地坪高于地下水的常年水位和最高水位时，由于地下水不会直接侵入地下室，墙和底板仅受土层中毛细水和地表水下渗而形成的无压水影响，只需做防潮处理（图6.17）。地下室外墙的防潮做法是：先在外墙表面抹一层20mm厚的水泥砂浆找平层，再涂一道冷底子油和两道热沥青；然后在外侧回填低渗透性土壤。,6.2.2 地下室防潮,图6.17 地下室防潮处理,（a）墙身防潮；（b）地坪防潮,地下室防水工程分为四个等级，各地下工程的防水方案应根据工程的重要性和使用要求按表6.
14、1 (详见P157)选定。,6.23 地下室防水,6.2.3.1 防水等级,目前我国地下工程防水常用的措施有卷材防水、混凝土构件自防水、涂料防水、塑料防水板防水、金属防水层等。选用何种材料防水，应根据地下室的使用功能、结构形式、环境条件等因素合理确定。一般处于侵蚀介质中的工程应采用耐腐蚀的防水混凝土、防水砂浆或卷材、涂料；结构刚度较差或受震动影响的工程应采用卷材、涂料等柔性防水材料。,6.2.3.2 防水构造,（1）卷材防水卷材防水是以防水卷材和相应的粘结剂分层粘贴，铺设在地下室底板垫层至墙体顶端的基面上，形成封闭防水层的做法。根据防水层铺设位置的不同分为外包防水和内包防水（图6.18）。 具
15、体做法是： 在铺贴卷材前，先将基面找平并涂刷基层处理剂，然后按确定的卷材层数分层粘贴卷材，并做好防水层的保护。,（2）混凝土构件自防水当地下室的墙和底板均采用钢筋混凝土时，通过调整混凝土的配合比或在混凝土中掺入外加剂等手段，改善混凝土的密实性，提高混凝土的抗渗性能，使得地下室结构构件的承重、围护、防水功能三者合一。为防止地下水对钢筋混凝土构件的侵蚀，在墙外侧应抹水泥砂浆，然后涂刷热沥青（图6.19）。,（3）涂料防水涂料防水是指在施工现场以刷涂、刮涂或滚涂等方法，将无定型液态冷涂料在常温下涂敷在地下室结构表面的一种防水做法，一般为多层敷设。为增强其抗裂性，通常还夹铺12层纤维制品。涂料防水层的组成有底涂层、多层基本涂膜和保护层，做法有外防外涂（图6.20）和外防内涂两种。目前我国常用的防水涂料有三大类，即水乳型、溶剂型和反应型。,图6.18 地下室卷材防水构造,（a）外包防水；（b）墙身防水层收头处理；（c）内包防水,图6.19 混凝土构件自防水,图6.20 涂料防水,
