地基與地下室

根底與地下室學(xué)習(xí)目標(biāo)

本章重點介紹地基和根底的根本概念、建筑根底類型、地下室的分類、防潮防水處理。學(xué)習(xí)要求1、掌握地基和根底的根本概念；2、了解影響根底埋深的因素；3、了解建筑根底的分類依據(jù)、類型、各自特點和適用條件；4、了解建筑地下室的分類方法和類型；5、掌握地下室需要進行防潮防水處理的條件以及構(gòu)造處理措施。2案例分析上海市閔行區(qū)蓮花小區(qū)在建住宅樓倒塌事故3根底：建筑物地面以下的承重構(gòu)件。它承受建筑物上部結(jié)構(gòu)傳下來的荷載，并把這些荷載連同本身的自重一起傳給地基。地基：承受由根底傳下來荷載的土層。地基不是根底的一局部，也不是建筑物的一局部。持力層：直接承受建筑荷載的土層。持力層以下的土層為下臥層。根底埋深：從設(shè)計室外地坪至根底底面的垂直距離。2.1地基與根底概述4根底寬度：〔基槽寬度〕即根底底面的寬度。根底寬度由計算決定。大放腳：根底增大加厚的局部，用磚、混凝土、灰土等材料制作的根底均應(yīng)作大放腳。5

建筑物總荷載、根底底面積和地基承載力三者之間的關(guān)系如何？

建筑物總荷載一定，根底底面積越大，單位面積承載力越小。6從上式可以看出，當(dāng)建筑物總荷載不變時，地基承載力f越小，根底底面積A越大。A≥F/f7〔一〕天然地基：天然土層具有足夠的承載力，不需進行人工加固，可直接在其上建造房屋的地基稱為天然地基?！矌r石、碎石土、砂土、粉土、粘性土〕〔二〕人工地基：當(dāng)土層的承載力較差或雖然土層較好，但上部荷載很大時，為使地基具有足夠的承載力，可對土層進行加固，這種經(jīng)人工處理的土層，稱為人工地基。天然地基與人工地基

8壓實法：用各種機械對土層進行夯打、碾壓、振動來壓實松散土的方法。換土法：當(dāng)?shù)鼗帘容^軟弱或局部土比較軟弱，不能滿足上部荷載對地基的要求時，可將軟弱土層全部挖去，換成其他較堅硬的土層。樁基：當(dāng)建筑物荷載較大、建筑物很高而地基土層很弱，地基承載力不能滿足要求時，可采用樁基。人工加固地基的方法9壓實法：用重錘或壓路機將軟弱土層夯實或壓實。適用于設(shè)計要求相差不大的情況。10

換土法：

適用與地基土中全部或局部為軟弱土。

*換土?xí)r應(yīng)防止挖成陡坡鍋底狀，造成應(yīng)力集中。

*換土應(yīng)就地取材，與周圍土質(zhì)接近，防止不均勻沉降。11打樁法—樁根底組成:承臺梁〔板〕、樁身*寒冷地區(qū)應(yīng)在承臺下鋪設(shè)100mm厚的粗砂或焦渣，防止土壤凍漲引起承臺反拱破壞。尺寸：承臺寬不小于500mm厚不小于300mm12地基根底的設(shè)計要求：1、承載能力、穩(wěn)定性、均勻沉降的要求根底位于建筑物底最底部，是建筑物承載系統(tǒng)的重要組成局部，對建筑物的平安起著根本性的作用；而地基雖然不是建筑物的組成局部，但它直接支撐著整個建筑，對整個建筑的平安使用起著保證作用。因此，根底本身應(yīng)該具有足夠的承擔(dān)能力來承受和傳遞整個建筑物的載荷，而地基那么應(yīng)該具有足夠的地耐力和良好的穩(wěn)定性，并保證整個建筑物的均勻沉降。2、耐久性的要求3、經(jīng)濟方面的要求2.1.2根底的概念132.2根底的埋置深度及影響因素2.2.1根底的埋置深度根底埋深:是指自設(shè)計室外地坪至根底底面的垂直距離。142.2.2影響根底埋深的因素1.地基土層構(gòu)造根底應(yīng)建造在堅實的土層上。如果地基土層為均勻好土，那么應(yīng)盡量淺埋。如果地基土層不均勻，既有好土，又有軟土，假設(shè)堅實土層離地面近，土方開挖量不大，可挖去軟土，將根底埋在好土層上；假設(shè)堅實土層很深，可做地基加固處理，或?qū)⒏茁裨诤猛辽?，或采用樁根底，具體方案應(yīng)在作技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。15圖2-2地基土層對根底埋深的影響162.建筑物自身構(gòu)造3.地下水位根底埋深一般在地下水位以上。地下水位高時，根底埋深在最低地下水位以下200mm。

17圖2-3地下水位對根底埋深的影響184.凍結(jié)深度冰凍線：地面以下，凍結(jié)土與不凍結(jié)土的分界線稱為冰凍線。冰凍線的深度稱為凍結(jié)深度。根底底面置于冰凍線以下。

根底盡量埋于冰凍線以下200mm。凍土深度小于0.5m根底埋深不受影響195.相鄰根底埋深一般情況下：新根底應(yīng)盡量淺于原有根底。當(dāng)新根底深于原有根底時，兩根底間保持一定的距離L。

圖相鄰根底埋深的影響20陽臺與墻體之間的裂縫2021年3月8日濟南南全福近10座居民樓墻體開裂能看清隔壁室內(nèi)一戶居民家中的地板磚出現(xiàn)了錯層斷裂陽臺墻體裂縫案例分析21居民樓開裂的原因是什么，為什么開裂部位僅僅是一層陽臺，為什么附近的其他建筑陽臺沒有出現(xiàn)開裂情況？

事故原因分析：一是地質(zhì)原因。開裂樓體的地下土質(zhì)十分復(fù)雜，經(jīng)了解，該處原為藕池地和稻田地，土層中淤泥、流沙占較大比例，地下水位較高，由于天氣干旱及其他因素造成地下水位發(fā)生變化時，就會連鎖引發(fā)地表土及附帶地上建筑物產(chǎn)生沉降；

二是根底原因。專家核對原施工圖紙后，斷定該小區(qū)住宅樓根底為鋼筋混凝土沉管灌注樁，但一層陽臺及相關(guān)附屬房屋地基屬于條形根底，二者之間沉降不均，施工及后續(xù)使用過程中極易產(chǎn)生裂縫。

由此，也可以解釋為何其他樓體一樓陽臺及一樓附屬房屋沒有出現(xiàn)開裂問題。

22淺根底深根底一、根底的埋深分為2.3根底的類型和構(gòu)造淺根底：根底埋深不超過5m時，此類根底稱為淺根底。深根底：根底埋深超過5m時,此類根底稱為深根底，如樁基、沉箱、沉井和地下連續(xù)墻等。根底埋深應(yīng)≥500mm。23二、按所用材料及受力特點可分為：

剛性根底和柔性根底。剛性根底：指用磚、灰土、混凝土、三合土等抗壓強度大，而抗拉和抗剪強度較低的剛性材料做成的根底。〔此種根底適合受壓而不適合承受彎、拉、剪力。〕無筋擴展根底：?建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB5007-2021規(guī)定：由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料組成的，且不需配置鋼筋的墻下條形根底或柱下獨立根底。24.剛性根底：由剛性材料建造的受剛性角限制的根底。當(dāng)剛性根底底部寬度超過剛性角控制范圍時，根底底部就容易因受剪而開裂。因此，剛性材料根底設(shè)計時為防止受拉或受剪而破壞必須使基底寬度在剛性角控制范圍內(nèi)。剛性角用b／h表示:磚石根底b／h=1:1.25--1.5混凝土根底b／h=1:125.。擴展根底：?建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB5007-2021規(guī)定：為擴散上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載，使作用在基底的壓應(yīng)力滿足地基承載力的設(shè)計要求，且根底內(nèi)部的應(yīng)力滿足材料強度的設(shè)計要求，通過向側(cè)邊擴展一定底面積的根底?！矇ο落摻罨炷翖l形根底或柱下鋼筋混凝土獨立根底〕柔性根底：由鋼筋混凝土建造的，不僅能承受壓應(yīng)力，還能承受較大拉應(yīng)力，且根底寬度加大不受剛性角限制的根底26.27.磚根底是指用磚砌筑的根底。大放角：磚根底的逐步放階形式稱為大放角。作用：增加根底底面的寬度，使上部荷載能均勻的傳到地基上28磚根底磚根底29磚根底磚根底30是指用開采下來未經(jīng)雕琢形成的毛石和砂漿砌筑的根底。優(yōu)點：可以就地取材，但整體性欠佳，故有振動的房間采用少。毛石根底312.3根底的類型毛石根底322.3根底的類型毛石根底332.3根底的類型毛石根底34素混凝土根底多采用C10混凝土。一般有階梯形和錐形兩種。混凝土根底的剛性角45度,寬高比應(yīng)小于1∶1或1:1.535擴展根底：?建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB5007-2021規(guī)定：為擴散上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載，使作用在基底的壓應(yīng)力滿足地基承載力的設(shè)計要求，且根底內(nèi)部的應(yīng)力滿足材料強度的設(shè)計要求，通過向側(cè)邊擴展一定底面積的根底?！矇ο落摻罨炷翖l形根底或柱下鋼筋混凝土獨立根底〕柔性根底：由鋼筋混凝土建造的，不僅能承受壓應(yīng)力，還能承受較大拉應(yīng)力，且根底寬度加大不受剛性角限制的根底36.37.鋼筋混凝土根底墊層目的：保證根底鋼筋和地基之間有足夠的距離，以免鋼筋銹蝕；而且還可以作為綁扎鋼筋的工作面。作法：C10素混凝土，厚度100mm；墊層兩邊應(yīng)伸出底板各100mm。38鋼筋混凝土根底底板：根底主要受力構(gòu)件，厚度和配筋均由計算確定。受力筋直徑不得小于8mm，間距不大于200mm，混凝土強度等級不宜低于C15。39鋼筋混凝土錐形根底底板邊緣厚度：不小于200mm且不宜大于500mm。鋼筋混凝土錐形根底40鋼筋混凝土階梯形根底每階厚度300～500mm。根底高度在500～900mm時采用兩階。根底高度超過900mm時采用三階。鋼筋混凝土階梯形根底(a)單階(b)兩階(c)三階41寬基淺埋42.⒉按構(gòu)造形式分類根底獨立根底條形根底筏片根底樁根底箱形根底井格根底4.按構(gòu)造形式分可分為獨立根底、條形根底、筏式根底、樁根底、箱形根底等。431〕獨立根底當(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，且柱距較大時，根底常采用方形或矩形的單獨根底，這種根底稱獨立根底。44當(dāng)?shù)鼗休d能力較高時，上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)且荷載較小時采用。土方量小，施工簡便。易發(fā)生地基不均勻沉降。⑴獨立基礎(chǔ)適用范圍：優(yōu)點：缺點：45獨立根底〔a〕階梯形〔b〕錐形〔c〕杯形46山東財政學(xué)院國際交流學(xué)院根底工程2004年10月：獨立根底與筏形根底47武夷學(xué)院根底工程2021.05：獨立根底48武夷學(xué)院根底工程2021.05：獨立根底49⑵條形基礎(chǔ)毛石條形基礎(chǔ)磚條形基礎(chǔ)混凝土條形基礎(chǔ)50優(yōu)點：縱向整體性好。缺點：土方量大，施工場地開挖縱橫溝槽，搬運不方便。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)采用磚墻或石墻承重時,根底沿墻身設(shè)置,多做成長條形，故稱條形根底或帶形根底。⑵條形基礎(chǔ)512004年11月濰坊市坊子區(qū)普利城市花園別墅工地條形根底、單獨根底52適用于：高層建筑。特點：可以克服獨立根底下沉不均的弊病。但造價高，施工復(fù)雜。井格根底⑶井格基礎(chǔ)特點：適用范圍：53⑷筏片基礎(chǔ)當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載較大，而所在地的地基承載力又較軟弱時，常將墻或柱下根底連成一片，使整個建筑物的荷載作用在一塊整板上，這種根底稱為筏片根底。適用于：高層建筑筏片根底54.〔a〕平板式〔b〕梁板式筏形根底55偉東新都工地筏片根底56⑸箱式基礎(chǔ)箱式根底：將筏片根底的四周和頂部用鋼筋混凝土澆筑成盒狀的整體根底。特點：既可提高建筑物和根底的剛度，又可利用根底的空間作為地下室。適用于：高層或超高層建筑57箱形根底58圖2-9箱形根底(a)構(gòu)造圖(b)正在施工的箱形根底59箱形根底60

〔5〕樁根底

一般多層建筑物當(dāng)?shù)鼗^好時多采用天然淺根底，它造價低、施工簡便。如果天然淺土層較弱，可采用機械壓實、強夯、堆載預(yù)壓、深層攪拌、化學(xué)加固等方法進行人工加固，形成人工地基。當(dāng)淺層地基上不能滿足建筑物對地基承載力和變形的要求，而又不適宜采取地基處理措施時，就可考慮以下部堅實土層或巖層作為持力層的深根底，其中樁基應(yīng)用最為廣泛。承臺樁身根底類型—按根底構(gòu)造形式分61.樁根底特點：承載力高；穩(wěn)定性好；沉降穩(wěn)定快和沉降變形??；抗震能力強；能適應(yīng)各種復(fù)雜地質(zhì)條件。樁根底除主要用來承受豎向抗壓荷載，還用于承受水平荷載和豎向荷載。62.樁根底的組成：樁根底由樁和承臺兩局部組成。63.樁基的組成64.〔1〕、按基樁數(shù)量可分為：單樁根底：采用單根樁的形式以承受和傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載的獨立樁根底稱單樁根底。群樁根底：由2根或以上的多根樁組成樁群，由承臺將樁群在上部聯(lián)結(jié)成一個整體，建筑物的荷載通過承臺分配給各根樁，樁群再把荷載傳給地基，稱群樁根底。群樁根底中的單樁稱基樁?！泊蠖鄶?shù)情況如此〕一、樁基的分類65.〔2〕、根據(jù)承臺與地面的相對位置，一般可分為低承臺樁基和高承臺樁基。當(dāng)承臺底面位于土中時，稱低承臺樁基；在一般房屋建筑和水工建筑物中最常用。當(dāng)承臺底面高出土面以上時，稱高承臺樁基；常用于橋梁工程、港口碼頭及海洋工程中。66.上部結(jié)構(gòu)承臺樁堅硬土層低承臺樁根底67.按照承臺位置分低承臺樁高承臺樁68.端承樁摩擦樁樁根底按照受力狀態(tài)不同分為樁根底的類型：3、按樁的受力情況分為：摩擦樁和端承樁〔1〕摩擦樁：樁頂豎向荷載主要由樁側(cè)摩擦力承受〔2〕端承樁：樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受69.錘擊預(yù)應(yīng)力高強混凝土管樁70.2、根據(jù)施工方法，樁可分為預(yù)制樁和灌注樁。

預(yù)制樁可以在施工現(xiàn)場預(yù)制，也可以在工廠制作，然后運至施工現(xiàn)場。常用預(yù)制樁有：木樁、鋼樁、混凝土預(yù)制樁〔含預(yù)應(yīng)力混凝土樁〕等。施工方法有：錘擊、震動、靜壓或旋入等。71.運至施工現(xiàn)場的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。72.靜力壓樁的施工工藝施工程序為：測量定位→壓樁機就位→吊樁、插樁→樁身對中調(diào)直→靜壓沉樁→接樁→再靜壓沉樁→送樁→終止壓樁→截樁。73.74.吊樁靜力壓樁機75.樁與樁管口焊接連接〔接樁〕。76.

連續(xù)壓樁。77.

壓入一節(jié)。78.

灌注樁：直接在所設(shè)計樁位處成孔，然后在孔內(nèi)下放鋼筋籠〔也有直接插筋或省去鋼筋的〕，再澆灌混凝土而成的樁。橫截面呈圓形，也可做成大直徑和擴底樁。保證灌注樁承載力的關(guān)鍵在于樁身的成型及混凝土質(zhì)量。

常用灌注樁有：沉管灌注樁、鉆〔沖〕孔灌注樁、人工挖孔樁等。

沉管灌注樁是指利用錘擊打樁法或振動打樁法，將帶有活瓣式樁尖或預(yù)制鋼筋混凝土樁靴的鋼套管沉入土中，然后邊澆注混凝土〔或先在管內(nèi)放入鋼筋籠〕邊錘擊或振動邊拔管而成的樁。前者稱為錘擊沉管灌注樁及套管夯擴灌注樁，后者稱為振動沉管灌注樁。79.按照施工方法不同分為

灌注樁和預(yù)制樁灌注樁80.樁根底施工圖片81.82.83.3、按樁身材料的不同可把樁分為：混凝土樁、鋼樁、木樁及組合材料樁等。

4.按樁徑大小分為：小樁〔d≤250mm〕普通樁〔250mm<d<800mm〕大直徑樁〔d≥800mm〕84.小結(jié)：1、根底按材料及受力特點分類？剛性根底柔性根底2、根底按按構(gòu)造形式分類？條形根底獨立根底井格根底筏片根底箱形根底樁根底852.4地下室建筑物底層下部的空間叫地下室。1、地下室的分類2、地下室的防潮做法3、地下室的防水做法4、采光井的做法862.4地下室建筑物底層以下的房間稱為地下室。地下室可以專門設(shè)置，也可以利用高層建筑物深埋的根底局部或箱形根底的內(nèi)部空間構(gòu)成。地下室可以提高建設(shè)用地的利用率且造價提高不多。地下室可用作停車場、倉庫、市場、餐廳等，還可兼有戰(zhàn)備防空的用途。872.4地下室停車場882.4地下室戰(zhàn)備防空892.4地下室902.4地下室912.4地下室92地下室一般由頂板、底板、側(cè)墻、樓梯、門窗、采光井等組成。1.墻體承擔(dān)垂直荷載及土、地下水以及土凍脹時側(cè)壓力。其最小厚度不低于300mm。2.頂板可用預(yù)制板、現(xiàn)澆板、或者預(yù)制板上作現(xiàn)澆層〔裝配整體式樓板〕。如為防空地下室，必須采用現(xiàn)澆板，并按有關(guān)規(guī)定決定厚度和混凝土強度等級。3.底板一般采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板。在地下水位高于地下室地面時，地下室的底板不僅承受作用在它上面的垂直荷載，還承受地下水的浮力，因此必須具有足夠的強度、剛度、抗?jié)B透能力和抗浮力的能力。地下室的組成934.門窗普通地下室門窗同地上局部。防空地下室應(yīng)符合相應(yīng)等級的防護和密閉要求，一般采用鋼門或混凝土門，防空地下室一般不容許設(shè)窗。945.采光井當(dāng)?shù)叵率业拇芭_低于室外地面時，為了保證采光和通風(fēng)，應(yīng)設(shè)采光井。采光井由底板和側(cè)墻構(gòu)成：側(cè)墻可以用磚墻或鋼筋混凝土板墻制作，底板一般為鋼筋混凝土澆筑。采光井底板應(yīng)有1%～3%的坡度。采光井的上部應(yīng)有鑄鐵篦子或尼龍瓦蓋，以防止人員、物品掉入采光井內(nèi)。深度：采光井底板距窗臺低250～300mm。寬度：1000mm。開間：窗寬+1000mm。圖采光井的構(gòu)造。956.樓梯可與地面上房間結(jié)合設(shè)置，層高小或用作輔助房間的地下室，可設(shè)置單跑樓梯。防空要求的地下室至少要設(shè)置兩部樓梯通向地面的安全出口，并且必須有一個是獨立的平安出口。且平安出口與地面以上建筑應(yīng)有一定距離，一般不小于地面建筑物高度的一半。96地下室的構(gòu)造97地下室土壁支撐98地下室土壁支撐991、地下室的分類〔1〕按使用性質(zhì)分普通地下室防空地下室〔2〕按埋入地下深度分全地下室半地下室100a〕普通地下室無特殊要求的普通的地下空間。一般按地下樓層進行設(shè)計。b〕防空地下室有人民防空要求的地下空間。人防地下室應(yīng)妥善解決緊急狀態(tài)下的人員隱蔽與疏散，應(yīng)有保證人身平安的技術(shù)措施?！?〕按使用性質(zhì)分101〔1〕全地下室全地下室是指地下室地面低于室外地坪面的高度超過該房間凈高1/2者?！?〕半地下室半地下室是指地下室地面低于室外地坪面高度超過該房間凈高1/3，且不超過1/2者。這類地下室一局部在地面以上，可利用側(cè)墻外的采光井解決采光和通風(fēng)問題?！?〕按埋入地下深度分102〔1〕磚墻結(jié)構(gòu)地下室用于上部荷載不大及地下水位較低的情況?！?〕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地下室當(dāng)?shù)叵滤惠^高及上部荷載很大時，常采用鋼筋混凝土墻結(jié)構(gòu)的地下室?！?〕按結(jié)構(gòu)材料分103地下室的構(gòu)造104地下室的外墻和底板都深埋在地下，受到土中水和地下水的浸滲，因此，防潮防水問題是地下室設(shè)計中所要解決的一個重要問題。一般可根據(jù)地下室的標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)形式、水文地質(zhì)條件等來確定防潮、防水方案。地下室的防潮、防水做法取決于地下室地坪與地下水位的關(guān)系。當(dāng)設(shè)計最高地下水位低于地下室底板300～500mm，且基地范圍內(nèi)的土壤及回填土無形成上層滯水可能時，采用防潮做法。地下室的防潮做法

105

一般僅考慮防止土壤毛細管水，地面水下滲而成的無壓水滲透。如為混凝土結(jié)構(gòu)，即可起到自防潮作用，不必再作防潮處理。如為磚砌體結(jié)構(gòu)，應(yīng)作防潮層，可抹防水砂漿層或抹普通水泥砂漿外加防水涂料層。一般做在墻身外側(cè)面，應(yīng)同墻基水平防潮層相連接。對防潮要求高的工程，宜按防水做法設(shè)計。106地下室防潮構(gòu)造做法107

如何保證地下室在使用時不滲漏，是地下室構(gòu)造設(shè)計的主要任務(wù)。目前我國頒發(fā)的?地下工程防水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?〔GB50108—2001〕把地下工程防水分為四級，見表2-1。2.4.3地下室的防水做法108表2-1地下工程防水等級標(biāo)準(zhǔn)

防水等級

標(biāo)準(zhǔn)一級不允許滲水，結(jié)構(gòu)表面無濕漬二級不允許漏水，結(jié)構(gòu)表可有少量濕漬工業(yè)與民用建筑：總濕漬面積不應(yīng)大于總防水面積（包括頂板、墻面、地面的1/1000；任意100m2防水面積上的濕漬不超過1處，單個濕漬的最大面積不大于0.1m2

其他地下工程：總濕漬面積不應(yīng)大于總防水面積的6/1000；任意防水面積的濕漬不超過4處，單個濕漬的最大面積不大于0.2m2三級

有少量漏水點，不得有線流和漏泥砂任意防水面積上的漏水點數(shù)不超過7處，單個漏水點的最大漏水量不大于2.5L/d，單個濕漬的最大面積不大于0.3m2四級

有漏水點，不得有線流和漏泥砂整個工程平均漏水量不大于2L/m2·d；任意100m2防水面積的平均漏水量不大于4L/m2·d109表2-2不同防水等