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1、5 5 地基与基础地基与基础房屋构造与工程图识读 教学课件5.1 地基与基础的概念5.1.1 地基与基础的概念 无论建筑物的使用要求、荷载条件如何,其所有的荷载最后均由其下的地层来承担,如图所示。 基础位于建筑物的最下部,埋于自然地坪以下,承受上部传来的所有荷载,并把这些荷载传给下面的土层(该土层称为地基)。基础是房屋的主要受力构件,其构造要求是坚固、稳定、耐久、能经受冰冻、地下水及所含化学物质的侵蚀,保持足够的使用年限。(1)地基:是支承基础的土体或岩体。地基承受建筑物荷载而产生的应力和应变是随着土层的深度增加而减小,在达到一定深度以后可以忽略不计。房屋构造与工程图识读 教学课件(2)基础:
2、是将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分,是建筑物的重要组成部分。(3)持力层:地基中直接承受建筑物荷载的地层,称持力层。(4)下卧层:持力层以下的土层称为下卧层。(5)地基承载力:地基在建筑物荷载作用下能承受荷载的能力,并且要保证在防止整体破坏方面有足够的安全储备。5.1.2地基与基础设计原则(1)地基承载力要求(强度要求)(2)地基变形要求,(3)地基稳定要求(4)基础强度与耐久性的要求,(5)基础工程经济问题房屋构造与工程图识读 教学课件 5.2 基础的埋置深度及影响因素5.2.1 基础的埋置深度的定义 建筑物基础的埋置深度,一般是指设计室外地面至基础底面的距离,如图所示。室外
3、地面分为自然地面和设计地面。 自然地面是指施工场地自然地面,设计地面是指设计要求竣工后的地面。 在满足地基稳定和变形要求的前提下,基础宜浅埋。除岩石地基外,基础埋深不宜小于0.5m,以免受到雨水冲刷,机械破坏导致基础暴漏,影响建筑物安全。房屋构造与工程图识读 教学课件5.2.2 影响基础埋深的因素基础的埋置深度,应该按下列条件确定:(1)建筑物的特点及使用性质 一般来说高层建筑筏形和箱形基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。在抗震设防区,除岩石地基外,天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;桩箱或桩筏基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/18-
4、1/20。(2)工程地质条件的影响 当地基的土层较好,承载力高,基础可以浅埋,但是不宜浅于0.5m。如果地基土质差,承载能力较低,应将基础埋置于合适的地层上,或采用地基加固的方法进行处理。房屋构造与工程图识读 教学课件(3)水文地质条件 当地下水位较高,基础宜埋置在地下水位以上;基础当必须埋在地下水位以下时,应采取一定的防水防腐蚀措施,且宜将基础埋置于最低水位以下200mm以下,不应使基础底面处于地下水位的变化范围之内,如图所示。(4)建筑物周边环境 当存在相邻建筑物时,新建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑物的基础埋深。当埋深大于原有建筑基础时,两基础间应保持一定净距,其数值应根据荷载大小、土质
5、情况而定,一定取相邻基础底面高差的1-2倍。(5)地基土冻胀和融陷的影响 地面以下冻结土和非冻结土的分界线为冰冻线,冰冻线的深度为冻结深度,主要由当地气候决定。房屋构造与工程图识读 教学课件(6) 设备管线对建筑物基础的影响 当设备管线(如给水管、燃气管等)穿越条形基础时,如从基础墙上穿过,可在墙上留洞;如从基础放大脚穿过,则应将此段放大脚相应深埋。为防止建筑物沉降压断管道,管顶与预留洞上部留有不小于建筑最大沉降量的距离,一般不小于150mm。如图所示。房屋构造与工程图识读 教学课件5.3 地基与基础的构造与分类5.3.1 地基土的分类及特性 地基承受荷载的能力有一定的限度,我们将地基上每平方
6、米承受的最大压力,称为地基的允许承载力。 地基基础设计规范(GB50007-2002)中规定,作为建筑地基的土层分为以下五大类:岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。每种类型的土,同类型不同场地的土也因为组成成分、密度和含水量等的不同引起其压缩性、承载能力等力学性质的不同。 根据建筑物上部荷载情况以及地基的力学性质,地基分为天然地基和人工地基两大类: 人工地基常见的处理方法有:换土垫层法,压实法、挤密法等。房屋构造与工程图识读 教学课件5.3.2 基础的类型一、按基础埋置深度来分二、按所用材料及受力特点划分 常用的基础材料有砖、毛石、灰土、三合土、混凝土和钢筋混凝土等。 根据基础埋置深度
7、的不同,基础可以分为浅基础和深基础。一般情况下,基础埋置深度不超过5m时,采用浅基础;超过5m时,要求采用深基础。 基础按使用材料以及其受力特点可分为无筋扩展基础(刚性基础)和扩展基础(柔性基础)。1. 无筋扩展基础(刚性基础)房屋构造与工程图识读 教学课件指用砖、毛石、混凝土、或毛石混凝土、灰土、和三合土等材料组成的,不需要配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础,如图所示。 (1)砖基础 砌筑砖基础的普通粘土砖,其强度等级要求在MU7.5以上,砂浆的强度等级一般不低于M5。砖基础采用逐级放大的台阶式,为了满足刚性角的限制,其台阶的宽高比不应小于1:1.5,一般采用2皮砖挑出1/4砖与一皮砖挑出
8、1/4砖相间(二一间隔收)或者一皮一收的砌筑方法,如图所示。砌筑前基槽底设20mm砂垫层或灰土垫层。房屋构造与工程图识读 教学课件 (2)毛石基础 毛石基础由石材和不小于M5砂浆砌筑而成,毛石是指开采未经加工成型的石块,形状不规则。由于石材抗压强度高、抗冻、防水、耐腐性较好,一般可用于地下水位较高、冻结深度较大的底层或多层民用建筑,但整体性欠佳,有震动的房屋很少采用。房屋构造与工程图识读 教学课件 (4)混凝土基础 混凝土基础具有坚固、耐久、耐腐蚀、耐水好等特点,与前几种基础相比刚性角较大,可用于地下水位较高和有冰冻的地方。由于混凝土可塑性强,基础断面形式可做成矩形,阶梯形和锥形等。为了方便施
9、工,当基础宽度小于350mm时,多做成矩形;当基础宽度大于350mm时,多做成阶梯形。房屋构造与工程图识读 教学课件2. 扩展基础(柔性基础)扩展基础系指一般的钢筋混凝土基础。如图所示。房屋构造与工程图识读 教学课件三、按基础的形式分类1. 条形基础 当建筑物为墙承重,承重墙下一般采用基础沿墙身设置的长条形基础,称为条形基础。房屋构造与工程图识读 教学课件2. 独立基础 当建筑物上部采用框架结构或单层排架结构承重,且柱距较大时,基础常采用方形或者矩形的单独基础,这种基础称为独立基础。独立基础是柱下基础的基本形式,常用的断面形式有阶梯形,锥形,杯形等,如图所示。房屋构造与工程图识读 教学课件3.
10、 交叉基础 当框架结构地质条件较差或上部荷载较大时,为了提高建筑物的整体刚度,避免不均匀沉降,常将独立基础横向纵向都连接起来,形成十字交叉基础。如图所示。房屋构造与工程图识读 教学课件4. 筏板基础 当上部荷载较大,地基承载力较低,采用简单的条形基础或者交叉基础不能满足要求时,常将墙或柱下基础连成一片,用整片的筏板承受建筑物传来的荷载,并将其传给地基,这种基础形状像筏板,称为筏板基础,筏形基础由平板和梁式板两种,如图所示。房屋构造与工程图识读 教学课件5. 箱形基础 当地基条件较差,建筑物的荷载很大或荷载分布不均而对沉降要求严格时,也可以采用箱形基础。箱形基础是由底板、顶板、侧墙及一定数量的内
11、墙构成的刚度较好的钢筋混凝凝土箱形结构,是高层建筑一种较好的基础类型,其内部空间可作为地下室的使用房间。抗震设防区天然土质地基上的箱形和筏形基础,其埋深不宜小于建筑物高度的1/15。如图所示。房屋构造与工程图识读 教学课件6. 桩基础 当建筑物荷载较大,地基的软弱土层厚度在5m以上,基础不能埋深在软弱土层之上,或者采用人工加固的方法处理困难或不经济时,常采用桩基础。桩基础具有承载力,沉降小等特点。(1)桩基础的组成 由基桩和连接桩顶的承台共同组成,如图所示。(2)桩的分类 按受力状态分:可分为端承桩和摩擦桩。按桩身材料来分:分为钢桩,混凝土桩,木桩等。房屋构造与工程图识读 教学课件按桩的形状分:可分为方桩、圆桩、管桩等。按成桩方法分:分为非挤土桩,挤土桩等。根据施工方法不同:分为预制桩(如图所示),灌注桩等,预制桩分为锤击,静压等不同的类型,灌注桩分为钻孔灌注,人工挖孔灌注桩,旋挖桩等不同的类型。