第五章 基礎(chǔ)與地下室

第五章

基礎(chǔ)第一節(jié)，基礎(chǔ)的分類一、地基與基礎(chǔ)的概念1、受建筑物荷載影響的土層------地基2、建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)——基礎(chǔ)3、直接能承受荷載的土層——持力層4、持力層以下的土層——下臥層

二、地基1、建筑物對(duì)地基的要求：a、強(qiáng)度：地基的承載能力能滿足上部結(jié)構(gòu)的要求b、穩(wěn)定：地基在受力后的變形應(yīng)在規(guī)范允許的范圍內(nèi)c、經(jīng)濟(jì)：地基處理的費(fèi)用應(yīng)做到經(jīng)濟(jì)合理2、設(shè)計(jì)地基、基礎(chǔ)的資料：a、地形圖（紅線圖）：以了解相關(guān)地形地貌、周圍建筑、溝渠、暗塘、交通、供電、供水等情況b、地質(zhì)資料：普查——現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)布點(diǎn)，鉆孔、取樣、了解土層分布、地質(zhì)結(jié)構(gòu)及各土層的物理力學(xué)性質(zhì)技術(shù)設(shè)計(jì)鉆孔——按總平面布置、按建筑物大小、形狀、高度等選擇有代表性的孔數(shù)、孔位進(jìn)行工程地質(zhì)勘探并提出地質(zhì)技術(shù)報(bào)告地基的評(píng)價(jià)：建議采用何種基礎(chǔ)，持力層設(shè)在何土層等,必要時(shí)建筑專業(yè)修改總平面、結(jié)構(gòu)專業(yè)選擇合理的持力層及結(jié)構(gòu)形式3、地基分類：a、天然地基：凡天然土層具有足夠的承載力，不需經(jīng)人工改良或加固便可作為建筑地基者。如：一般巖石，巖石風(fēng)化后的土層（有一定厚度）.b、人工地基：當(dāng)上部荷載較大或土壤的承載能力較低，缺乏足夠的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性時(shí)，必須對(duì)土壤進(jìn)行人工處理，才能作為建筑物的地基者4、地基處理：a、碾壓、夯實(shí)法——重錘夯實(shí)、機(jī)械碾壓、震動(dòng)壓實(shí)b、換土法——挖去軟弱土層換成較堅(jiān)硬的材料如：中砂、粗砂、碎石、礦渣等c、堆載法——在軟弱土層上堆載重物，如：廢鋼錠、廢鋼筋混凝土預(yù)制板等d、化學(xué)加固法——利用高壓旋噴方法注入水泥漿或水玻璃等粘固劑提高土壤強(qiáng)度三、基礎(chǔ)

基礎(chǔ)是建筑物的一部分，基礎(chǔ)按其埋置深度分為淺基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)，埋置深度（H）當(dāng)：H＞5m時(shí)為深基礎(chǔ)——費(fèi)工、費(fèi)料當(dāng)：H＜5m時(shí)為淺基礎(chǔ)——剩工、剩料、造價(jià)低。但太淺時(shí)基礎(chǔ)暴露室外易受損，一般地表腐殖土有一定厚度，所以H≮0.5mb、考慮因素:工程地質(zhì)條件:按荷載大小,結(jié)構(gòu)性質(zhì)選擇可靠的持力層地下水位條件:最好在最低水位地以下200(圖1),或盡量在最高地下水位以上(圖2)冰凍線的影響:在北方地區(qū)冰凍會(huì)影響基礎(chǔ)安全,因?yàn)樗Y(jié)冰后體積膨脹,冰化后又收縮.造成基礎(chǔ)破壞因此基礎(chǔ)底應(yīng)在冰凍線以下200(圖3),各地冰凍線深度不同如:

與相鄰基礎(chǔ)的關(guān)系:一般不深于原有相應(yīng)基礎(chǔ).如必須深于已有基礎(chǔ)則要采取一定措施.如階梯式放腳;保持一定的凈距L=1~2(基礎(chǔ)底差)其他:遇井,穴;局部土質(zhì)欠佳;管道穿基礎(chǔ);------由結(jié)構(gòu)工種采取相應(yīng)措施基礎(chǔ)的類型和構(gòu)造1）條形基礎(chǔ)

2）獨(dú)立基礎(chǔ)3）柱下條形基礎(chǔ)1、按基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式分類4）筏形基礎(chǔ)5）箱形基礎(chǔ)6）樁基礎(chǔ)剖面室外地面室內(nèi)地面基礎(chǔ)底面軸側(cè)

磚墻

碎磚三合土平面獨(dú)立基礎(chǔ)墻體基礎(chǔ)梁獨(dú)立基礎(chǔ)墊層墻下獨(dú)立基礎(chǔ)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)

井格式柱下條形基礎(chǔ)鋼筋混凝土基礎(chǔ)鋼筋混凝土柱平面柱下條形基礎(chǔ)柱柱托平板梁板式

平板式平面筏形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)

樁基礎(chǔ)頂板柱底板平面軟弱土層中密土層堅(jiān)硬土層軟弱土層２、按所用材料及受力特點(diǎn)分類（１）無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)

定義：無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)系指由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等為材料，且不需配置鋼筋的墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。

特點(diǎn)：這種基礎(chǔ)的材料抗壓性能比較好，但是抗拉、抗剪強(qiáng)度不高，要保證基礎(chǔ)不被拉力或沖切力破壞，必須控制基礎(chǔ)的高寬比。無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)適用于多層民用建筑和輕型廠房。（２）擴(kuò)展基礎(chǔ)定義：將上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載，通過(guò)向側(cè)邊擴(kuò)展成一定底面積，使作用在基底的壓應(yīng)力等于或小于地基上的允許承載力，而基礎(chǔ)內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)同時(shí)滿足材料本身的強(qiáng)度要求，這種起到壓力擴(kuò)散作用的基礎(chǔ)稱為擴(kuò)展基礎(chǔ)。它包括柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。

特點(diǎn)：由于擴(kuò)展基礎(chǔ)的底部配以鋼筋，利用鋼筋來(lái)承受拉力，使基礎(chǔ)底部能夠承受較大彎矩。這時(shí)，基礎(chǔ)寬度的加大不受剛性角的限制，可做得很寬，很薄。還可盡量淺埋。

無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的受力、傳力特點(diǎn)

(b)hbb1b2h2h1αB0B1Bbhb1b2h2h1αB0B基礎(chǔ)受力在剛性角范圍以內(nèi).

基礎(chǔ)寬度超過(guò)剛性角范圍而破壞.c、d類適用于四層以下的一般民用建筑及單層輕型廠房的承重墻基礎(chǔ)。１.混凝土基礎(chǔ)h1,h2≥200mmb1≥150mm2．毛石基礎(chǔ)h1,h2≥400mmb1≥150mm

階梯型基礎(chǔ)bhb1b2h2h1α

磚基礎(chǔ)磚基礎(chǔ)的臺(tái)階逐級(jí)向下放大,形成大放腳．放腳方式:1）兩皮磚挑1/4磚長(zhǎng)2）兩皮磚挑1/4磚長(zhǎng)與一皮磚挑1/4磚長(zhǎng)相間砌筑。60606012010012012050B50606060（60）無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造示意

獨(dú)立基礎(chǔ)

條形基礎(chǔ)擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造示意ＨB0荷載≥200受力筋分布筋≥70墊層50505050受力筋B0≥200Ｈ≥70墊層50505050受力筋

深基礎(chǔ)——樁基1、淺基礎(chǔ)：a、分類：（按形式分）a1.獨(dú)立式基礎(chǔ)——上部結(jié)構(gòu)為框架、排架形式時(shí)往往是獨(dú)立的柱子承重，所以每根柱下設(shè)置獨(dú)立基礎(chǔ)a2.條型基礎(chǔ)（聯(lián)合基礎(chǔ)）——當(dāng)上部框架結(jié)構(gòu)荷載較大或地基承載力較低，為擴(kuò)大基礎(chǔ)的受力面積，就將獨(dú)立基礎(chǔ)連成條型；當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu)，底部用磚墻承重，一般亦采用條型基礎(chǔ)a3.井格式基礎(chǔ)——當(dāng)聯(lián)合基礎(chǔ)不能滿足要求時(shí)可將條型基礎(chǔ)橫向再相聯(lián)，形成井格形式，以擴(kuò)大承載面積a4.筏式基礎(chǔ)（滿堂基礎(chǔ)）——如井格式還不能滿足力的要求時(shí)?？梢园颜麄€(gè)基礎(chǔ)用鋼筋混凝土澆成一片，達(dá)到最大受力面，形成片筏有時(shí)為了節(jié)省材料、提高基礎(chǔ)的整體剛度，可在片筏上（下）面設(shè)梁、肋井格，成為帶肋板基a5.箱型基礎(chǔ)——為了加強(qiáng)筏式基礎(chǔ)的剛度，換取土重，利用空間而做成箱型基礎(chǔ)a6、其它型式的基礎(chǔ)基礎(chǔ)薄殼基礎(chǔ)獨(dú)立基礎(chǔ)條型基礎(chǔ)反拱梁基礎(chǔ)

b.分類（按受力性能分）：

b1.受剛性角控制的基礎(chǔ)————?jiǎng)傂曰A(chǔ),不同材料基礎(chǔ)的剛性角不同,其大小取決于材料本身的性能a.b類適用于五層及五層以下的民用建筑或單層、多層輕型廠房的承重墻基礎(chǔ)。c、d類適用于四層以下的一般民用建筑及單層輕型廠房的承重墻基礎(chǔ)。b2.不受剛性角控制的基礎(chǔ)——柔性基礎(chǔ)由于鋼筋混凝土具有很好的抗彎能力可以滿足上部荷載對(duì)基礎(chǔ)的要求c、淺基礎(chǔ)小結(jié)：2、深基礎(chǔ)的類型(樁基)：若淺層土質(zhì)不良，無(wú)法滿足建筑物對(duì)變形和強(qiáng)度方面的要求時(shí)，可利用較深部位的堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為持力層------通過(guò)樁基將力傳遞下去,一般深度在十幾米至幾十米a、按材料分------木,鋼材,鋼筋混凝土等b、按形式分預(yù)制樁,斷面>200x200現(xiàn)澆灌注樁------震動(dòng)樁,爆破樁,鉆孔樁c、按受力情況分:(c1)、端承樁------樁端直接插入堅(jiān)硬的土層或巖石中由樁端將荷載傳給地基(c2)、摩擦樁(擠壓樁)-----大部分荷載通過(guò)土層對(duì)樁的擠壓產(chǎn)生的摩擦力來(lái)平衡(上海是沖積平原,高層建筑基本上是采用磨擦樁)

深基礎(chǔ)——樁基四、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要點(diǎn):1、類型選擇：a、充分利用地基的承載能力b、盡量就地取材,節(jié)約三材(水泥,鋼材,木材)c、結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件,力求做到便于施工,減少工作量d、考慮對(duì)周圍建筑的影響，優(yōu)先采用新技術(shù)2、常用剛性基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)深度:a、基礎(chǔ)埋置深度愈淺愈經(jīng)濟(jì),但不能過(guò)淺,基礎(chǔ)暴露地面以上容易風(fēng)化.一般H(埋置深度)>0.5m人工挖孔樁與爆破樁四、地下室的類型與構(gòu)造按使用功能分為普通地下室和防空地下室；按結(jié)構(gòu)形式分為磚墻結(jié)構(gòu)地下室和混凝土結(jié)構(gòu)地下室;按地下室埋入地下深度可分為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過(guò)該房間凈高的1/2；半地下室是指地下室地面低于室外地坪的高度超過(guò)該房間凈高的1/3，但不超過(guò)凈高的1/2。如圖11.14所示。1地下室的類型與組成1.1地下室的類型圖11.14地下室的類型地下室一般由墻、底板、頂板、門(mén)窗、樓梯和采光井六部分組成（圖11.15）。（1）地下室墻（2）地下室底板（3）地下室頂板（4）地下室門(mén)窗圖11.16（5）地下室樓梯2地下室的組成圖11.15地下室組成圖11.16地下室采光井當(dāng)?shù)叵率业仄焊哂诘叵滤某Ｄ晁缓妥罡咚粫r(shí)，由于地下水不會(huì)直接侵入地下室，墻和底板僅受土層中毛細(xì)水和地表水下滲而形成的無(wú)壓水影響，只需做防潮處理（圖11.17）。地下室外墻的防潮做法是：先在外墻表面抹一層20mm厚的水泥砂漿找平層，再涂一道冷底子油和兩道熱瀝青；然后在外側(cè)回填低滲透性土壤。3.地下室防潮圖11.17地下室防潮處理（a）墻身防潮；（b）地坪防潮地下室防水工程分為四個(gè)等級(jí)，各地下工程的防水方案應(yīng)根據(jù)工程的重要性和使用要求按表11.1(詳見(jiàn)P157)選定。1.地下室防水1.1防水等級(jí)目前我國(guó)地下工程防水常用的措施有卷材防水、混凝土構(gòu)件自防水、涂料防水、塑料防水板防水、金屬防水層等。選用何種材料防水，應(yīng)根據(jù)地下室的使用功能、結(jié)構(gòu)形式、環(huán)境條件等因素合理確定。一般處于侵蝕介質(zhì)中的工程應(yīng)采用耐腐蝕的防水混凝土、防水砂漿或卷材、涂料；結(jié)構(gòu)剛度較差或受震動(dòng)影響的工程應(yīng)采用卷材、涂料等柔性防水材料。2防水構(gòu)造（1）卷材防水卷材防水是以防水卷材和相應(yīng)的粘結(jié)劑