基礎(chǔ)和地下室設(shè)計

基礎(chǔ)和地下室設(shè)計基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第1頁。10/13/20232內(nèi)容1概述2基礎(chǔ)的類型和構(gòu)造

3地下室的類型與構(gòu)造

◎典型例題◎案例分析◎知識歸納◎獨立思考下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第2頁。10/13/20233目錄§1概述1.1基礎(chǔ)與地基的含義在建筑工程中，建筑物與土層直接接觸的部分稱為基礎(chǔ)?；A(chǔ)底面以下，受到荷載作用影響范圍內(nèi)的巖、土體稱為地基。

圖8-1基礎(chǔ)與地基

下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第3頁。10/13/20234地基每平方米所能承受的最大壓力稱為地基承載力。為了保證建筑物的穩(wěn)定和安全，必須控制建筑物基礎(chǔ)底面的平均壓力不超過地基承載力?；A(chǔ)底面積與荷載和地基承載力的關(guān)系如下：

A≥F／f從上式可以看到：當?shù)鼗休d力f不變時，建筑物總荷載F愈大，基礎(chǔ)底面積A也要求愈大；或者說，當建筑物總荷載F不變時，地基承載力f愈小，則基礎(chǔ)底面積A要求愈大。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第4頁。10/13/202351.2天然地基與人工地基1.2.1天然地基

天然土層具有足夠的承載力，不需要經(jīng)過人工加固，可直接在其上建造房屋的土層，稱為天然地基。包括巖石、碎石、砂性土和粘性土等,由勘察部門實測提供。當土層的承載力較差或雖然土層較好，但上部荷載較大時，為使地基具有足夠的承載能力，應(yīng)對土體進行人工加固，這種經(jīng)人工處理的土層，稱為人工地基。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第5頁。10/13/20236

人工地基的處理方法有三大類：

(1)壓實法

(2)換土法

(3)打樁法①樁基的組成

圖8-2樁基組成目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第6頁。10/13/20237②按樁基受力情況分類樁基可分端承樁和摩擦樁。圖8-3樁基受力類型

（a）摩擦樁（b）端承樁

③按樁基所采用的材料和施工方法分類樁基可分為鋼筋混凝土預(yù)制樁、灌注樁和其他樁。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第7頁。10/13/202381.3對地基與基礎(chǔ)的要求1.3.1地基應(yīng)具有足夠的承載力和均勻沉降1.3.2基礎(chǔ)應(yīng)具有足夠的強度和耐久性1.3.3基礎(chǔ)應(yīng)滿足經(jīng)濟性要求1.4基礎(chǔ)的埋置深度及其影響因素1.4.1基礎(chǔ)的埋置深度

由室外設(shè)計地面到基礎(chǔ)底面的距離，稱基礎(chǔ)埋深。不超過5m時稱為淺基礎(chǔ)，超過5m時稱為深基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)構(gòu)造簡單，施工方便，造價低，應(yīng)優(yōu)先選用淺基礎(chǔ)。基礎(chǔ)埋深至少不應(yīng)小于0.5m。

目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第8頁。10/13/202391.4.2影響基礎(chǔ)埋深的主要因素（1）工程地質(zhì)條件的影響

圖8-7工程地質(zhì)條件對基礎(chǔ)埋深的影響目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第9頁。10/13/202310（2）地下水位的影響地基土含水量的大小對承載力影響很大，且含有侵蝕性物質(zhì)的地下水對基礎(chǔ)還將產(chǎn)生腐蝕。所以，基礎(chǔ)應(yīng)爭取埋置在地下水位以上。（3土的凍結(jié)深度的影響土的凍結(jié)深度即冰凍線。各地區(qū)的氣溫不同，凍結(jié)深度也不同?；A(chǔ)原則上應(yīng)埋在冰凍線以下200mm。土的凍脹現(xiàn)象主要與地基土顆粒的粗細程度、土凍結(jié)前的含水量、地下水位高低等有關(guān)。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第10頁。10/13/202311§2基礎(chǔ)的類型和構(gòu)造2.1按所用材料及受力特點分類2.1.1無筋擴展基礎(chǔ)（剛性基礎(chǔ)）

為了滿足地基容許承載力的要求，基礎(chǔ)底寬b一般都大于上部墻體的寬度，當采用磚、石、混凝土、灰土等抗壓強度好，但抗拉、抗彎、抗剪等強度很低的材料時，如基礎(chǔ)底寬很寬，即挑出部分很長，而基礎(chǔ)又沒有足夠的高度，基礎(chǔ)將因受彎曲或沖切而破壞。為了保證安全，基礎(chǔ)就必須有相應(yīng)的高度。實踐證明基礎(chǔ)的寬高比(b/H或用其夾角α表示），如果控制在一定范圍之內(nèi)，則基礎(chǔ)不會拉裂，其夾角稱為無筋擴展角（剛性角）。由無筋擴展材料制作、受無筋擴展角限制的基礎(chǔ)稱為無筋擴展基礎(chǔ)（剛性基礎(chǔ)）。

目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第11頁。10/13/202312圖8-8無筋擴展基礎(chǔ)的受力、傳力特點常見無筋擴展基礎(chǔ)有混凝土基礎(chǔ)、毛石混凝土基礎(chǔ)、磚基礎(chǔ)、毛石基礎(chǔ)、灰土基礎(chǔ)和三合土基礎(chǔ)等。無筋擴展基礎(chǔ)的優(yōu)點是有利于使用地方材料，成本較低，施工簡便，應(yīng)用廣泛。適用于土質(zhì)均勻、地下水位較低、6層以下的磚墻承重建筑。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第12頁。10/13/202313目錄下頁上頁

表8-1無筋擴展基礎(chǔ)臺階寬高比（b／H）容許值

基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第13頁。10/13/202314（1）混凝土及毛石混凝土基礎(chǔ)混凝土基礎(chǔ)堅固耐久、抗水抗凍，多用于地下水位較高或有冰凍情況的建筑。其斷面可做成矩形、階梯形和錐形。

圖8-9混凝土基礎(chǔ)

（a）矩形（b）階梯型（c）錐形目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第14頁。10/13/202315

為了施工方便，當基礎(chǔ)厚度小于350mm時，一般做成矩形；大于350mm時做成階梯形，每階厚約350～400mm，階梯形支模和澆筑較方便，但混凝土的用量較大；當基礎(chǔ)大于三階時，為了節(jié)約材料和減輕自重，常做成錐形，但錐形截面混凝土基礎(chǔ)的斜面模板支設(shè)較難，澆筑時易將其拱起。基礎(chǔ)底面可設(shè)置墊層，墊層多用低強度等級的混凝土（C7.5或C10）或三合土，厚度80～100mm，每側(cè)加寬80～100mm。作用是找平基坑，便于放線和傳遞荷載。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第15頁。10/13/202316

當混凝土基礎(chǔ)體積過大時，為節(jié)省混凝土用量和減緩大體積混凝土在凝固過程中產(chǎn)生大量熱量不易散發(fā)而引起開裂，可加入適量毛石，稱為毛石混凝土基礎(chǔ)。加入毛石粒徑不得超過300mm，也不得大于每臺寬度或高度的1／3，加入的毛石體積為總體積的20%～30%，且應(yīng)分布均勻。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第16頁。10/13/202317（2）磚基礎(chǔ)

施工簡便、價格低廉，但因其強度、耐久性、抗凍性和整體性均較差，一般多用于五層以下磚混結(jié)構(gòu)房屋。磚基礎(chǔ)砌成階梯形，每砌筑二皮磚退一臺，這種砌法叫等高式，其寬高比為1︰2，符合要求且偏于安全，但材料用量較多，埋深較大。另一種砌法是砌二皮退一臺，緊接著砌一皮退一臺，依次類推，最底一臺必須是二皮磚，這種砌法稱為間隔式，其寬高比為1︰1.5，剛好符合剛性角最低要求，該砌法雖稍復(fù)雜，但在材料消耗、埋置深度和土方量等方面有明顯優(yōu)勢。磚基礎(chǔ)砌筑時基底應(yīng)先鋪砂或灰土等墊層。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第17頁。10/13/202318圖8-10磚基礎(chǔ)（a）等高式（b）間隔式目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第18頁。10/13/202319（3）毛石基礎(chǔ)

強度、抗水、抗凍、抗腐蝕性均較好，但體積較大、自重大、操作要求高、勞動強度大，多用于臨近山區(qū)石材豐富的一般標準的磚混結(jié)構(gòu)的建筑基礎(chǔ)工程中。一般應(yīng)選用未經(jīng)風(fēng)化的硬質(zhì)巖石，如石灰石、石英巖、片麻巖等。毛石基礎(chǔ)常砌成階梯形，每階伸出的長度不宜大于200mm，毛石基礎(chǔ)臺階的高度和基礎(chǔ)墻的寬不宜小于400mm。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第19頁。10/13/202320（4）灰土及三合土基礎(chǔ)

為了節(jié)約材料，常在磚基礎(chǔ)下設(shè)灰土墊層，灰土墊層按基礎(chǔ)計算，所以稱為灰土基礎(chǔ)。灰土是用粉狀生石灰和松散的粘土加少量水拌合而成。石灰與粘土的比例，用于基礎(chǔ)的多為3︰7或4︰6；用作墊層的可為2︰8，施工時灰土每次虛鋪220～250mm厚,夯實至150mm厚（俗稱一步），夯實后灑少許清水潤濕，再繼續(xù)鋪灰土?；A(chǔ)在夯實、碳化后堅如石材，且隨時間推移而提高強度，故被廣泛應(yīng)用。但其抗凍、防水性能較差，不宜將灰土基礎(chǔ)做到地面，宜將其置于下部作為墊層，在灰土墊層上改用磚或毛石砌筑大放腳。有些地區(qū)常用三合土代替灰土，稱為三合土基礎(chǔ)。三合土是用石灰、砂、骨料（碎磚、碎石或礦渣）拌合而成，石灰、砂、骨料的體積配合比為1︰2︰4或1︰3︰6，加水拌合夯實而成，施工方法與灰土近似，適合于三層以下的建筑物。基礎(chǔ)應(yīng)埋在地下水位以上。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第20頁。10/13/202321圖8-12灰土及三合土基礎(chǔ)（a）灰土基礎(chǔ)（b）三合土基礎(chǔ)目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第21頁。10/13/2023222.1.2擴展基礎(chǔ)（柔性基礎(chǔ)）用鋼筋混凝土建造的基礎(chǔ)抗彎能力強，不受無筋擴展角限制，稱擴展基礎(chǔ)（柔性基礎(chǔ)）。

為了節(jié)約材料，鋼筋混凝土基礎(chǔ)常做成錐形，但最薄處不應(yīng)小于200mm；如做成階梯形，每步高宜為300～500mm。擴展基礎(chǔ)屬于受彎構(gòu)件，混凝土的強度等級不宜低于C20，配筋需經(jīng)過計算求得，但板內(nèi)受力鋼筋直徑不宜小于10mm，間距不大于200mm?；A(chǔ)下常用C10混凝土做70～100mm的墊層，可以起找平、傳力和隔潮作用。基礎(chǔ)底部鋼筋保護層不應(yīng)小于40mm，如果不設(shè)墊層，保護層不宜小于70mm，以保護鋼筋免遭銹蝕。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第22頁。10/13/202323擴展基礎(chǔ)大放腳矮、體積小、挖方少、埋置淺，但耗用鋼材、水泥和模板量大，且技術(shù)要求高。適用于土質(zhì)較差、荷載較大、地下水位較高等條件下的大中型建筑。圖8-13擴展基礎(chǔ)（a）混凝土與鋼筋混凝土基礎(chǔ)比較（b）鋼筋混凝土基礎(chǔ)配筋情況目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第23頁。10/13/2023242.2按基礎(chǔ)的構(gòu)造形式分類2.2.1獨立基礎(chǔ)當建筑物上部為柱承重且柱距較大時，基礎(chǔ)常采用方形或矩形的獨立基礎(chǔ)，其形式有階梯形、錐形等。為了支承上部墻體，在獨立基礎(chǔ)上可設(shè)梁或拱等連續(xù)構(gòu)建。獨立基礎(chǔ)土方量小，施工簡便。但基礎(chǔ)與基礎(chǔ)之間無構(gòu)件連接，個別基礎(chǔ)如發(fā)生不均勻沉降，相互不能制約。適合于地質(zhì)均勻、荷載均勻的框架結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)建筑。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第24頁。10/13/202325圖8-14獨立基礎(chǔ)（a）階梯形基礎(chǔ)（b）錐形基礎(chǔ)目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第25頁。10/13/2023262.2.2條形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)為連續(xù)的帶形，也叫帶形基礎(chǔ)。（1）墻下條形基礎(chǔ)

一般多用于混合結(jié)構(gòu)的墻下，低層或小型建筑常用磚、混凝土等剛性條形基礎(chǔ)。如上部為鋼筋混土墻，或地基容許承載力較小、荷載較大時，可采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。

圖8-15墻下條形基礎(chǔ)目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第26頁。10/13/202327（2）柱下條形基礎(chǔ)

柱下基礎(chǔ)縱橫相連組成井字格狀，又稱為井格基礎(chǔ)。它可克服獨立基礎(chǔ)下沉不均勻的弊病，適用于荷載較大或荷載分布不均勻、地質(zhì)情況較差的工程。柱下條形基礎(chǔ)造價較高，施工復(fù)雜，多用于高層建筑。

圖8-16柱下條形基礎(chǔ)

目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第27頁。10/13/2023282.2.3筏片基礎(chǔ)

由整片的鋼筋混凝土板承受整個建筑的荷載并傳給地基，這種基礎(chǔ)形如筏片，故稱為筏片基礎(chǔ)，也稱為滿堂基礎(chǔ)。分為板式和梁板式兩大類。前者板的厚度較大、構(gòu)造簡單；后者板厚度較小，但增加了雙向梁，構(gòu)造復(fù)雜。適用于地基承載力較差、荷載較大的房屋，如高層建筑。

圖8-17筏片基礎(chǔ)目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第28頁。10/13/2023292.2.4箱形基礎(chǔ)

由鋼筋混凝土的底板、頂板和若干縱橫墻組成的，形成空心箱體的整體結(jié)構(gòu)，共同承受上部結(jié)構(gòu)荷載。整體空間剛度大，對抵抗地基的不均勻沉降有利，可利用作地下室，適用于總荷載很大，淺層地質(zhì)情況較差需要大幅度的深埋，并需設(shè)一層或多層地下室的高層或超高層建筑。

圖8-18箱形基礎(chǔ)目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第29頁。10/13/202330§3地下室的類型與構(gòu)造

3.1地下室的組成與分類3.1.1地下室的組成

建筑物下部的地下使用空間稱為地下室。地下室一般由墻體、頂板、底板、門窗、樓梯五大部分組成。右圖為地下室采光井構(gòu)造。

目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第30頁。10/13/202331

3.1.2地下室的分類（1）按使用功能分①普通地下室②人防地下室（2）按頂板標高分①全半地下室②半地下室（3）按墻體結(jié)構(gòu)材料分①磚墻地下室②混凝土墻地下室目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第31頁。10/13/2023323.2地下室防潮構(gòu)造

當設(shè)計最高地下水位低于地下室地面墊層下皮標高時，上層又無形成滯水可能時，地下水不會直接侵入室內(nèi)，外墻和地層僅受土壤中潮氣的影響（如毛細水和地表水下滲而造成的無壓水），只需做防潮處理。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第32頁。10/13/202333地下室外墻的防潮做法：如為磚墻，需用水泥砂漿砌筑，并做到灰縫飽滿避免空隙。外墻面用1︰3水泥砂漿抹20mm厚，刷成品防水涂料兩道。如澆筑混凝土墻，防潮效果更好。

外墻外側(cè)回填土做法：在防潮層外側(cè)應(yīng)回填不宜透水的土壤，如粘土、低比例灰土等，并分層夯實，以減輕地面水下滲對地下室外墻的滲透危害。這部分回填土的寬度應(yīng)不小于500mm，其余的回填土可使用原地挖方土，以降低造價。

底板的防潮做法：在灰土或三合土墊層上澆筑60～80mm厚的C15混凝土，然后再做地面面層。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第33頁。10/13/2023343.3地下室防水構(gòu)造

3.3.1外防水做法

將防水層設(shè)置在地下室外墻的外側(cè)，也稱為外包法。先澆筑混凝土墊層，在墊層上粘貼卷材防水層（卷材層數(shù)視水壓大小選定），在防水層上抹20～30mm厚水泥砂漿保護層，再在保護層上澆筑鋼筋混凝土底板。在鋪粘防水卷材時，須在底板四周預(yù)留甩茬，以便與垂直防水卷材銜接。外墻應(yīng)砌筑在底板四周之上，墻外皮抹水泥砂漿20mm厚，刷結(jié)合劑一道，粘貼卷材防水層。卷材必須與底板卷材甩茬叉接牢靠。在垂直防水層外側(cè)緊貼砌筑半磚厚保護墻，每隔8～10m設(shè)垂直通縫，保護墻根部與底板相交處干鋪卷材防水條一層，以利回填土的側(cè)向擠壓促使保護墻貼緊防水層。垂直防水層和保護墻要做到散水處，鄰近保護墻500mm范圍內(nèi)的回填土應(yīng)選用弱透水性土，并逐層夯實。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第34頁。10/13/202335圖8-22地下室外防水構(gòu)造

目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第35頁。10/13/2023363.3.2內(nèi)防水做法

將防水層做在地下室室內(nèi)，也稱作內(nèi)包法。內(nèi)防水是將防水層置于背水面，防水效果不如外防水（位于迎水面）效果好，且保護墻設(shè)在室內(nèi)，減少了使用面積。但這種做法施工簡便，便于修補，一般多用于修繕工程。當?shù)叵率业耐鈮偷装寰鶠殇摻罨炷两Y(jié)構(gòu)時，可采用防水混凝土澆筑。防水混凝土是通過對混凝土中骨料進行科學(xué)的級配、水灰比精確的計算及嚴格的振搗要求而起到防水作用的，也可在普通混凝土中摻入膨脹劑，以提高抗?jié)B性能而達到防水目的。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第36頁。10/13/202337圖8-23地下室內(nèi)防水構(gòu)造目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第37頁。10/13/202338【典型例題】【例1】地基軟弱的多層砌體結(jié)構(gòu)，當上部荷載較大且不均勻時，一般采用（C

）。A.柱下條形基礎(chǔ)B.柱下獨立基礎(chǔ)C.筏片基礎(chǔ)D.箱形基礎(chǔ)

【例2】確定地下室防潮或防水的依據(jù)是什么？

解：主要依據(jù)是地下水位的高低，當設(shè)計最高水位低于地下室底板且周圍無形成滯水可能時，地下室的外墻、底板需做防潮處理；當設(shè)計最高水位高于地下室底板時，其外墻、底板均需做防水處理。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第38頁。10/13/202339【案例分析】

某學(xué)生實習(xí)綜合樓建筑面積13490m2，結(jié)構(gòu)體系為砼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)，地上6層，主體高度22.65m，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級，基礎(chǔ)形式為獨立基礎(chǔ)（圖7-24）?；A(chǔ)工程設(shè)計說明如下：（1）由勘察部門提供勘察報告，本工程采用柱下獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)尺寸及底部配筋見基礎(chǔ)一覽表，地基持力層為2層粘土，進入該層土不少于200，地基承載力特征值fak=280kPa，壓縮模量Es=14.00MPa；（2）基坑開挖時必須降水至施工面以下500，并應(yīng)采取完善的支護措施確保邊坡穩(wěn)定和周圍建筑物、道路的安全?；鄄捎脵C械開挖時，只挖至基礎(chǔ)設(shè)計標高以上300，余下由人工開挖，以保證基底置于未擾動的土層。目錄下頁上頁基礎(chǔ)和地下室設(shè)計全文共44頁，當前為第39頁。10/13/202340基槽挖至設(shè)計標高上100～200時應(yīng)通知設(shè)計和勘探人員到場驗槽后方可清除預(yù)留土，澆筑基礎(chǔ)墊層；（3）基槽開挖后，應(yīng)組織排水工作，嚴禁積水浸泡和長期曝曬；（4）基礎(chǔ)施工完畢