地基與基礎(chǔ).ppt

1 第七章基礎(chǔ)和地下室 第一節(jié)基礎(chǔ) 地基與基礎(chǔ) 基礎(chǔ)是建筑物與土壤直接接接觸的部分 即建筑物的墻或柱深入土中的擴大部分 基礎(chǔ)是建筑物的組成部分 它承受著建筑物的上部荷載 并將這些荷載傳遞給地基 起承上啟下的作用 地基是基礎(chǔ)下面承受建筑物的全部荷載的土層 地基不是建筑物的組成部分 其中地基包括 持力層 具有一定的地耐力 直接承受建筑荷載 并需進行力學(xué)計算的土層 下臥層 持力層以下的土層 基礎(chǔ)必須具有足夠的強度和穩(wěn)定性 并能抵御地下水 冰凍等因素的侵蝕影響 基礎(chǔ)與地基的關(guān)系 基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造并不完全決定于建筑物上部結(jié)構(gòu) 它與地基土的性質(zhì)有著密切關(guān)系 建筑物的全部荷載是通過基礎(chǔ)傳給地基的 f FN A 地基承載力f 基礎(chǔ)底面面積A FN建筑物的荷載 地基按土層性質(zhì)不同 分為天然地基和人工地基兩大類 天然地基 凡天然土層具有足夠的承載力 不需經(jīng)人工加固或改良便可作為建筑物的地基 常見的天然地基有哪些 人工地基 當(dāng)建筑物上部的荷載較大或地基的承載力較弱 須預(yù)先對土壤進行人工加固或改良后才能才能承受建筑物荷載的土層稱人工地基 人工地基處理方法 換填墊層法 預(yù)壓法 壓實法 深層擠密法 化學(xué)加固法 地基處理 1 換填墊層法當(dāng)基礎(chǔ)下土層比較軟弱 或地基有部分較弱的土層 如淤泥 淤泥質(zhì)土 填土等 不能滿足上部荷載對地基的要求時 可將較弱土層全部或部分挖去 換成其他較堅硬的材料 這種方法叫換土法 壓縮性低的無侵蝕性材料 砂 碎石 礦渣 石屑 等松散材料 2 預(yù)壓法為提高軟弱地基的承載力和減少構(gòu)造物建成后的沉降量 預(yù)先在擬建構(gòu)造物的地基上施加一定靜荷載 使地基土壓密后再將荷載卸除的壓實方法 為了防止堆載時壓壞地基 需分級加載 即 在前一級荷載作用下地基基本固結(jié)后 再施加下一級荷載 直至達到設(shè)計荷載為止 3 壓實法利用人工方法擠壓土壤 排走土中的空氣 提高土的密實性 強夯壓實 指的是為提高軟弱地基的承載力 用重錘自一定高度自由下落夯擊土層使地基迅速固結(jié)的方法 振動壓實法 將振動機械置于地基表面進行一定時間的振動 利用其激振力在土中產(chǎn)生的剪切壓密作用 使一定深度內(nèi)的土均勻增密 從而改善地基的力學(xué)性能 它適用于處理砂性土及松散性雜填土 爐灰 爐渣 碎磚瓦等 機械壓實 利用壓路機 羊足碾等碾壓機械將地基土壓實的方法 4 深層擠密法利用在土層中打樁成孔時對周圍土體產(chǎn)生的擠壓力使地基深層達到壓實的方法 5 化學(xué)固結(jié)法通過化學(xué)溶液或膠粘劑的注入 使土膠結(jié) 從而提高地基強度 減少地基沉降量的處理方法 如 水泥攪拌 使固化劑和土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使淤泥質(zhì)土 粘性土這些軟土硬結(jié)成水泥加固土 提高土基強度 注 打樁法當(dāng)建筑物荷載很大 地基土層很弱 地基承載力不能滿足要求時 可以采用樁基礎(chǔ) 將鋼筋混凝土樁 鋼樁 砂樁 打入或灌入土 基礎(chǔ)的埋置深度 室外設(shè)計地面到基礎(chǔ)底面的垂直距離 叫基礎(chǔ)的埋置深度 簡稱基礎(chǔ)埋深 根據(jù)埋深 基礎(chǔ)可分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ) 淺基礎(chǔ) 基礎(chǔ)埋置深度0 5 5m之間 深基礎(chǔ) 基礎(chǔ)埋置身度超過5m 基礎(chǔ)的埋深一般不小于0 5m 1 影響基礎(chǔ)埋深的因素 工程地質(zhì)根據(jù)土層構(gòu)成 確定基礎(chǔ)的埋置位置 上層土質(zhì)好而有足夠厚度 則以埋在上層范圍內(nèi)為宜 如堅實平坦的土層或巖石 反之 上層土質(zhì)差而厚度淺 則以埋置下層好土范圍內(nèi)為宜 水文地質(zhì) 地下水上升下降影響建筑物的沉降 如黏性土在地下水上升時 土層因含水量增加而膨脹 使土的強度降低 當(dāng)?shù)叵滤陆禃r 基礎(chǔ)將產(chǎn)生下沉 一般基礎(chǔ)應(yīng)爭取埋在最高水位以上 200mm當(dāng)?shù)叵滤惠^高 基礎(chǔ)不能埋在最高水位以上時 不得不埋在地下水內(nèi) 但應(yīng)注意宜將基礎(chǔ)底面埋置在最低地下水位以下200mm 建筑物地基上荷載的大小和性質(zhì)當(dāng)恒載較大或者水平荷載較大的情況下 為保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 將加大基礎(chǔ)埋深 建筑物的使用要求帶有地下室 地下設(shè)備時基礎(chǔ)必須深埋 地基土凍脹深度的影響 冰凍線 凍結(jié)土與非凍結(jié)土的分界線 冰凍深度 冰凍線至地表的垂直距離 地基土凍結(jié)后 是否對建筑產(chǎn)生不良影響 主要看土凍結(jié)后會不會產(chǎn)生凍脹現(xiàn)象 若產(chǎn)生凍脹 會把房屋向上拱起 凍脹向上的力會超過地基承載力 土層解凍 基礎(chǔ)又下沉 這種凍融交替 使房屋處于不穩(wěn)定狀態(tài) 產(chǎn)生變形 如墻身開裂 門窗傾斜而開啟困難 甚至使建筑物結(jié)構(gòu)也遭到破壞等 基礎(chǔ)應(yīng)埋置在凍土線以下200mm 2 相鄰基礎(chǔ)的深埋 一般 新建筑物的基礎(chǔ)埋深不應(yīng)大于原有建筑物基礎(chǔ)埋深 當(dāng)新建建筑物基礎(chǔ)的埋置深度大于原有建筑物基礎(chǔ)時 基礎(chǔ)間的凈距應(yīng)根據(jù)荷載大小和性質(zhì)等確定 一般為相鄰基礎(chǔ)底面高差的1 2倍 相鄰基礎(chǔ)間的關(guān)系 基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造 1 按基礎(chǔ)使用材料及其受力特點可分為 剛性基礎(chǔ) 磚基礎(chǔ) 毛石基礎(chǔ) 素混凝土基礎(chǔ) 灰土與三合土基礎(chǔ)這種基礎(chǔ)抗壓強度高而抗彎強度低 柔性基礎(chǔ) 鋼筋混凝土基礎(chǔ)鋼筋混凝土的抗彎性能和抗剪性能良好 根據(jù)試驗得知 上部結(jié)構(gòu) 墻或柱 在基礎(chǔ)中傳遞壓力是沿一定角度分布的 這個傳為角度稱壓力分布角 或稱剛性角 以 表示 常用剛性基礎(chǔ)的種類 做補充 剛性基礎(chǔ) 毛石基礎(chǔ) 由未加工成形的毛石和砂漿砌筑而成 其截面有臺階形 錐形和矩形等 用于地下水位較高 凍結(jié)深度較深的矮層民用基礎(chǔ) 磚基礎(chǔ) 二皮一收式 每兩皮磚的高度 收進1 4磚的寬度 二一間隔收式 兩皮磚的高度與一皮磚的高度相間隔 交替收進 每次均收進1 4磚的寬度 磚砌條形基礎(chǔ)放大腳形式 灰土基礎(chǔ) 用經(jīng)過消解后的生石灰和粘土按一定比例拌合而成 一般取灰土比例為3 7或2 8 灰土基礎(chǔ)施工時應(yīng)逐層鋪設(shè) 每層夯實前虛鋪220 夯實后的厚度為150 灰土基礎(chǔ)的抗凍 防水性能差 在地下水位以下或較潮濕的地基上不宜采用 三合土基礎(chǔ) 用石灰 砂 碎石 或碎磚 礦渣等 三種材料按1 2 4 1 3 6的體積比進行配合 在基槽內(nèi)分層夯實 每層夯實前虛鋪220 夯實后的厚度為150 多用于低層建筑 三合土基礎(chǔ) 混凝土基礎(chǔ) 用水泥 砂 石子加水拌合澆筑而成 常用混凝土強度等級為C15 C20 一般有矩形 臺階形和錐形的截面形式 柔性基礎(chǔ) 建筑物的荷載較大而地基承載能力較小時 由于基礎(chǔ)底面寬度Bo需要加寬 如果采用剛性材料 勢必導(dǎo)致基礎(chǔ)深度也要加大 增加了挖土工作量 而且還使材料用量增加 對工期和造價都十分不利 用鋼筋混凝土建造的基礎(chǔ) 叫做柔性基礎(chǔ) 如果在混凝土基礎(chǔ)的底部配以鋼筋 利用鋼筋來承受拉力使基礎(chǔ)底部能夠承受較大彎矩 這時 基礎(chǔ)寬度的加大不受剛性角的限制 2 按基礎(chǔ)的構(gòu)造形式分為 條形基礎(chǔ) 獨立基礎(chǔ) 筏型基礎(chǔ) 箱型基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ) 條形基礎(chǔ) 呈連續(xù)的帶形 也稱為帶形基礎(chǔ) 有墻下條形基礎(chǔ)和柱下條形基礎(chǔ)兩類 墻下條形基礎(chǔ)可以為粘土磚 灰土 三合土等材料的剛性條形基礎(chǔ) 當(dāng)建筑物荷載大 地基承載力較小或上部結(jié)構(gòu)有需要時 可用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ) 獨立基礎(chǔ)當(dāng)建筑物上部采用框架結(jié)構(gòu)或單層排架結(jié)構(gòu)承重時 基礎(chǔ)常采用方形或矩形的單獨基礎(chǔ) 這種基礎(chǔ)稱為獨立基礎(chǔ)或柱式基礎(chǔ) 獨立基礎(chǔ)是柱下基礎(chǔ)的基本形式 常用的斷面形式 階梯形 錐形 杯形 優(yōu)點 減少土方工程量 節(jié)約基礎(chǔ)材料 缺點 基礎(chǔ)之間無構(gòu)件連接件 整體剛度較差 條形基礎(chǔ)也可叫做 大放腳 一般在鋪設(shè)條形基礎(chǔ)之前 需先將土層夯實 做一道素混凝土墊層 筏形基礎(chǔ)將墻或柱下基礎(chǔ)連成一片 使整個建筑物的荷載承受在一塊整板上 這種滿堂式的板式基礎(chǔ)稱筏式基礎(chǔ)或片筏基礎(chǔ) 片筏基礎(chǔ)的整體性好 常用于地基軟弱的多層砌體結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu) 剪力墻結(jié)構(gòu)等 以及上部結(jié)構(gòu)荷載較大且不均勻的情況筏形基礎(chǔ)分 平板式 柱子支承在混凝土底板上 梁板式 梁在底板下方或梁在底板上方 柱子支承在梁上 筏形基礎(chǔ) 箱形基礎(chǔ)由鋼筋混凝土底板 頂板和若干縱橫墻體組成 是一個整體的空心箱體結(jié)構(gòu) 箱形基礎(chǔ)整體空間剛度大 抗震性能好 其內(nèi)部空間可用作地下室 箱形基礎(chǔ) 當(dāng)建筑物上部荷載較大 地基的軟弱土層較厚 地基承載力不能滿足要求且做成人工地基又不具備條件或不經(jīng)濟時 常采用樁基礎(chǔ) 采用樁基礎(chǔ)能節(jié)省基礎(chǔ)材料 減少挖填土方工程量 改善工人的勞動條件 縮短工期 樁基礎(chǔ) 樁的組成 樁由樁身及承臺梁組成 樁的上端澆注鋼筋混凝土承臺梁 承臺梁上接墻體 第二節(jié)地下室 地下室的組成 墻身 底板 頂板 門窗 樓梯 采光井等部分組成 地下室構(gòu)成 地下室墻體主要承受上部的垂直荷載 還承受土 地下水及土壤凍脹時產(chǎn)生的側(cè)壓力 要求具有足夠的強度 及防潮 防水能力 可用磚或現(xiàn)澆鋼筋混凝土 地下室底板主要承受地下室地坪的垂直荷載 當(dāng)?shù)叵滤桓哂诘叵率业孛鏁r 還承受地下水的浮力 要求有足夠的強度 剛度和抗?jié)B能力 常采用鋼筋混凝土底板 有時為了便于施工放線和保護鋼筋底板不易沾染泥土 底板以下需做墊層 地下室頂板常采用現(xiàn)澆或預(yù)制鋼筋混凝土板 地下室門窗當(dāng)?shù)叵率掖芭_低于室外地面時 為滿足采光和通風(fēng)要求 應(yīng)設(shè)采光井 地下室樓梯樓梯與地面以上部分的樓梯間結(jié)合布置 一個地下室至少應(yīng)有兩部樓梯通向地面 地下室的分類 按埋入地下深度 全地下室和半地下室 使用功能 普通地下室和人防地下室 按結(jié)構(gòu)形式 磚墻結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 地下室的防潮與防水 地下室構(gòu)造設(shè)計的主要任務(wù) 保證地下室在使用時不受潮 不滲漏 當(dāng)設(shè)計最高地下水位低于地下室底板300mm以上 地基范圍內(nèi)的土壤及回填土無上層滯水 地下室只需要做防潮處理 此時如地下室的墻為混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時 本身就