第四講 建筑基礎構造

1、 3 4 5 迪拜處在沙漠地區(qū)，沒有古跡文物和旅游景點，因此靠發(fā)展現(xiàn)迪拜處在沙漠地區(qū)，沒有古跡文物和旅游景點，因此靠發(fā)展現(xiàn) 代商貿、物流、及服務業(yè)吸引世界各地的淘金者，尤其是高端旅游代商貿、物流、及服務業(yè)吸引世界各地的淘金者，尤其是高端旅游 一直領跑世界。一直領跑世界。MeydanMeydan跑馬場項目是迪拜王子的工程，其位置直接跑馬場項目是迪拜王子的工程，其位置直接 和新開發(fā)的商業(yè)灣相對。和新開發(fā)的商業(yè)灣相對。 整個項目從空中俯視就像一只展翅的鷹，夜晚燈光打開后，會整個項目從空中俯視就像一只展翅的鷹，夜晚燈光打開后，會 看到五顏六色的羽毛。整個項目分為酒店、看臺、餐廳看到五顏六色的羽毛。整個

2、項目分為酒店、看臺、餐廳泡泡餐廳泡泡餐廳 、跑馬場、停車場等，建筑群長、跑馬場、停車場等，建筑群長1 1公里，酒店有公里，酒店有1111層樓組成，從層樓組成，從 大廳進入直接抬頭可看見樓頂，采光非常好大廳進入直接抬頭可看見樓頂，采光非常好- -這是這是8 8米高并貼有防爆米高并貼有防爆 玻璃墻的功勞。大月牙頂下面就是泡泡餐廳了，這是專為超級玻璃墻的功勞。大月牙頂下面就是泡泡餐廳了，這是專為超級VIPVIP 專享的餐廳，在這也是最佳觀賞比賽的位置。專享的餐廳，在這也是最佳觀賞比賽的位置。 6 跑馬場的比賽僅僅是世界幾個王室成員的賭桌，即使你再有錢跑馬場的比賽僅僅是世界幾個王室成員的賭桌，即使你再

3、有錢 ，想要參加比賽是不夠資格的，其它有賽馬傳統(tǒng)的國家或地區(qū)會通，想要參加比賽是不夠資格的，其它有賽馬傳統(tǒng)的國家或地區(qū)會通 過外卡的方式來參加比賽。每場比賽的獎金也是相當?shù)母甙哼^外卡的方式來參加比賽。每場比賽的獎金也是相當?shù)母甙?00600 萬美金，所以每到世界杯前期，英國、約旦、日本等皇室成員的寶萬美金，所以每到世界杯前期，英國、約旦、日本等皇室成員的寶 馬都會空運到迪拜，提前讓馬兒適應迪拜的天氣，當然每匹馬都是馬都會空運到迪拜，提前讓馬兒適應迪拜的天氣，當然每匹馬都是 千萬級的。千萬級的。 本講內容簡介：本講內容簡介： 地基與基礎概述地基與基礎概述 基礎的埋置深度及影響因素基礎的埋置深度及

4、影響因素 基礎的分類與構造基礎的分類與構造 I 建筑因地質災害突然塌陷建筑因地質災害突然塌陷 上海蓮花河畔景苑大樓倒塌（上海蓮花河畔景苑大樓倒塌（20092009年）年） 施工方案錯誤導致施工方案錯誤導致樁基礎破壞樁基礎破壞 基礎工程的重要性基礎工程的重要性 基礎的設計與施工質量將影響整個工程質量基礎的設計與施工質量將影響整個工程質量 基礎工程是隱蔽工程，有缺陷較難發(fā)現(xiàn)，修基礎工程是隱蔽工程，有缺陷較難發(fā)現(xiàn)，修 復與彌補難度大，代價高；復與彌補難度大，代價高； 基礎工程的造價，通常在整個土建工程中占基礎工程的造價，通常在整個土建工程中占 相當大的比重相當大的比重 工程審計的重點工程審計的重點

5、工程審計的難點工程審計的難點 基礎基礎的概念？的概念？ 地基地基的概念？的概念？ 基礎與地基的區(qū)別與聯(lián)系基礎與地基的區(qū)別與聯(lián)系 v 基礎基礎是建筑物的組成部分，是建筑物地面以下的承重結構構件。是建筑物的組成部分，是建筑物地面以下的承重結構構件。 v 地基地基不是建筑物的組成部分，是承受由基礎傳下來的荷載的土層或不是建筑物的組成部分，是承受由基礎傳下來的荷載的土層或 巖層。建筑物必須建造在堅實的地基上。巖層。建筑物必須建造在堅實的地基上。 基礎基礎建筑物最下部的承重構件建筑物最下部的承重構件 6.1 地基與基礎概述地基與基礎概述 1 1、地基與基礎的概念、地基與基礎的概念 地基的地基的組成組成？

6、 地基的地基的破壞破壞？ 力在地基內的力在地基內的傳遞模式傳遞模式？ 事故原因事故原因：設計時未對谷倉地基承載力進行調查研究，而采用了鄰：設計時未對谷倉地基承載力進行調查研究，而采用了鄰 近建筑地基近建筑地基352kPa352kPa的承載力，事后的承載力，事后19521952年的勘察試驗與計算表明，該地年的勘察試驗與計算表明，該地 基的實際承載力為基的實際承載力為193.8193.8276.6kPa276.6kPa，遠小于谷倉地基破壞時，遠小于谷倉地基破壞時329.4kPa329.4kPa的的 地基壓力，地基因超載而發(fā)生強度破壞。地基壓力，地基因超載而發(fā)生強度破壞。 加加 拿拿 大大 某某 谷

7、谷 倉倉 基礎工程失敗的例子基礎工程失敗的例子 1 1 意大利比薩斜塔意大利比薩斜塔自自11731173年年9 9月月8 8日動日動 工，至工，至11781178年建至第年建至第4 4層中部，高度層中部，高度 29m29m時，因塔明顯傾斜而停工。時，因塔明顯傾斜而停工。 基礎工程失敗的例子基礎工程失敗的例子 2 2 該塔共該塔共8 8層，高層，高55m55m。地基持力層為。地基持力層為 粉砂，下面為粉土和粘土層。由于地粉砂，下面為粉土和粘土層。由于地 基的不均勻下沉，基的不均勻下沉，塔向南傾斜塔向南傾斜，南北，南北 兩端沉降差兩端沉降差1.8m 1.8m ，塔頂離中心線已達，塔頂離中心線已達

8、5.27m 5.27m ，傾斜，傾斜5.55.5。 12721272年復工，經(jīng)年復工，經(jīng)6 6年時間建完第年時間建完第7 7層層 ，高，高48m48m，再次停工中斷，再次停工中斷8282年。年。13601360年年 再次復工再次復工13701370年竣工，年竣工，前后歷經(jīng)近前后歷經(jīng)近200200 年。年。 蘇州虎丘塔，建于五代周顯德六蘇州虎丘塔，建于五代周顯德六 年至北宋建隆二年年至北宋建隆二年( (公元公元959959961) 961) ，7 7級八角形磚塔，塔底直徑級八角形磚塔，塔底直徑13.66m13.66m ，高，高47.5m47.5m，重，重63000kN63000kN。 其地基土其

9、地基土 層由上至下依次為雜填土、塊石填土層由上至下依次為雜填土、塊石填土 、亞粘土夾塊石、風化巖石、基巖等、亞粘土夾塊石、風化巖石、基巖等 ，由于地基土壓縮層厚度不均及磚砌，由于地基土壓縮層厚度不均及磚砌 體偏心受壓等原因，造成該塔向東北體偏心受壓等原因，造成該塔向東北 方向傾斜。方向傾斜。1956195619571957年間對上部結年間對上部結 構進行修繕，但使塔重增加了構進行修繕，但使塔重增加了2000kN2000kN ，加速了塔體的不均勻沉降。，加速了塔體的不均勻沉降。19571957年年 ，塔頂位移為，塔頂位移為1.7m1.7m，到，到19781978年發(fā)展到年發(fā)展到 2.3m2.3m

10、，重心偏離基礎軸線，重心偏離基礎軸線0.924m0.924m，砌，砌 體多處出現(xiàn)縱向裂縫，部分磚墩應力體多處出現(xiàn)縱向裂縫，部分磚墩應力 已接近極限狀態(tài)。已接近極限狀態(tài)。 后在塔周建造一圈樁排式地下連續(xù)后在塔周建造一圈樁排式地下連續(xù) 墻，并采用注漿法和樹根樁加固塔基，墻，并采用注漿法和樹根樁加固塔基， 基本遏制了塔的繼續(xù)沉降和傾斜?；径糁屏怂睦^續(xù)沉降和傾斜。 基礎工程失敗的例子基礎工程失敗的例子 3 3 在建筑工程中，把在建筑工程中，把 支撐建筑物重量的土層支撐建筑物重量的土層 叫叫地基地基。直接承受建筑。直接承受建筑 物荷載的土層叫物荷載的土層叫持力層持力層 ，持力層以下的土層為，持力層以

11、下的土層為 下臥層下臥層，它不是建筑物，它不是建筑物 的組成部分。如圖所示的組成部分。如圖所示 。 地基的組成地基的組成 地基不均勻沉降，地基不均勻沉降， 建筑傾斜建筑傾斜 基巖基巖 不均勻不均勻 軟土層軟土層 地質剖面地質剖面 圖圖 土的三相組成土的三相組成 土土 固相固相 液相液相 氣相氣相 固相是土的骨架，中有孔隙，孔隙間有固相是土的骨架，中有孔隙，孔隙間有 空氣和水。空氣和水。 土粒的大小、相關礦物成分、大小搭配情況以及三相之間的土粒的大小、相關礦物成分、大小搭配情況以及三相之間的 相互作用和比例關系，對土的物理力學性質有明顯影響。相互作用和比例關系，對土的物理力學性質有明顯影響。 土

12、的三相圖土的三相圖 氣氣 水水 土粒土粒 軟弱地基軟弱地基 整體破壞整體破壞 地基土承載力低，產(chǎn)生地基土承載力低，產(chǎn)生 強度破壞強度破壞 地基的破壞地基的破壞 除滿足承載力的要求外，還要求地基不能發(fā)生過大的變形。圖除滿足承載力的要求外，還要求地基不能發(fā)生過大的變形。圖 示為墨西哥城的一幢建筑，可清晰地看見其發(fā)生的沉降及不均勻沉示為墨西哥城的一幢建筑，可清晰地看見其發(fā)生的沉降及不均勻沉 降。該地的土層為深厚的湖相沉積層，土的天然含水量高達降。該地的土層為深厚的湖相沉積層，土的天然含水量高達650650 ，具有極高的壓縮性。，具有極高的壓縮性。 基礎工程失敗的例子基礎工程失敗的例子 4 4 結構荷

13、載結構荷載 基底壓力基底壓力 地基內力的傳遞模式地基內力的傳遞模式 這兩個筒倉是農(nóng)場用這兩個筒倉是農(nóng)場用 來儲存飼料的，建于加拿大來儲存飼料的，建于加拿大 紅河谷的紅河谷的Lake AgassizLake Agassiz粘土粘土 層層上，由于兩筒之間的距離上，由于兩筒之間的距離 過近，在地基中產(chǎn)生的過近，在地基中產(chǎn)生的應力應力 發(fā)生疊加發(fā)生疊加，使得兩筒之間地，使得兩筒之間地 基土層的應力水平較高，從基土層的應力水平較高，從 而導致內側沉降大于外側沉而導致內側沉降大于外側沉 降，倉筒向內傾斜降，倉筒向內傾斜 基礎工程失敗的例子基礎工程失敗的例子 5 5 全液壓自動壓樁機全液壓自動壓樁機 右圖為

14、右圖為 人工樁人工樁 基礎施基礎施 工。工。 凡自身具有足夠的強度并能凡自身具有足夠的強度并能 直接承受建筑物整體荷載的土壤直接承受建筑物整體荷載的土壤 層稱為層稱為天然地基天然地基；凡土層自身承；凡土層自身承 載能力弱，或建筑物整體荷載較載能力弱，或建筑物整體荷載較 大，需對該土壤層進行人工加工大，需對該土壤層進行人工加工 或加固后才能承受建筑物整體荷或加固后才能承受建筑物整體荷 載的地基稱為載的地基稱為人工地基人工地基。其加固。其加固 處理方法有以下幾種：處理方法有以下幾種： 2 2、地基的分類、地基的分類 人工地基的處理方法人工地基的處理方法 換填墊層法換填墊層法 預壓法預壓法 強夯法強

15、夯法 強夯置換法強夯置換法 深層擠密法深層擠密法 化學加固法化學加固法 3 3、對地基和基礎的要求、對地基和基礎的要求 （1 1）對地基的要求：）對地基的要求： 一定的承載力和較小的壓縮性一定的承載力和較小的壓縮性 地基的承載力分布均勻地基的承載力分布均勻 一定承載力條件下，地基應有一定的深度范圍一定承載力條件下，地基應有一定的深度范圍 （2 2）對基礎的要求：）對基礎的要求： 足夠的強度，傳遞荷載足夠的強度，傳遞荷載 材料具有耐久性（埋在地下，不便維修）材料具有耐久性（埋在地下，不便維修） 盡量就地取材盡量就地取材 II 二、基礎的埋置深度及影響因素二、基礎的埋置深度及影響因素 1 1、基礎

16、的埋置深度、基礎的埋置深度 淺基礎淺基礎 深基礎深基礎 基礎埋深：基礎埋深： 5m為深基礎為深基礎 2 2、影響基礎埋深的因素、影響基礎埋深的因素 建筑物的用途及基礎構造的影響建筑物的用途及基礎構造的影響 作用在地基上的荷載大小和性質的影響作用在地基上的荷載大小和性質的影響 工程地質和水文地質條件的影響工程地質和水文地質條件的影響 地基土凍脹和融陷的影響地基土凍脹和融陷的影響 相鄰建筑基礎埋深的影響相鄰建筑基礎埋深的影響 建筑物的使用性質應建筑物的使用性質應 根據(jù)建筑物的大小、根據(jù)建筑物的大小、 特點、剛度與地基的特點、剛度與地基的 特性區(qū)別對待，當為特性區(qū)別對待，當為 高層建筑時，基礎埋高層

17、建筑時，基礎埋 深不小于建筑物高度深不小于建筑物高度 的的l ll0l0左右。左右。 高樓林立的上海浦東其高樓基礎高樓林立的上海浦東其高樓基礎 埋深均不低于樓高的埋深均不低于樓高的1/10 地基土土質條件地基土質的好地基土土質條件地基土質的好 壞直接影響基礎的埋深，土質壞直接影響基礎的埋深，土質 好、承載力高的土層，基好、承載力高的土層，基礎可礎可 以淺埋，相反則應深埋。當土以淺埋，相反則應深埋。當土 層為兩種土質結構時，如上層層為兩種土質結構時，如上層 土質好且有足夠厚度，基礎埋土質好且有足夠厚度，基礎埋 在上層土范圍內為宜；反之，在上層土范圍內為宜；反之， 則以埋置下層好土范圍內為宜。則以

18、埋置下層好土范圍內為宜。 總之，必須對地基土的性質綜總之，必須對地基土的性質綜 合分析，求得最佳埋深。合分析，求得最佳埋深。 建在巖層上的長城烽火臺地基埋深建在巖層上的長城烽火臺地基埋深 取決于巖面的浮土和巖石風化層厚度取決于巖面的浮土和巖石風化層厚度 地下水位的影響地下水對某些土層的承載能力有很大影響，一般基礎地下水位的影響地下水對某些土層的承載能力有很大影響，一般基礎 爭取埋在最高水位以上。爭取埋在最高水位以上。 當?shù)叵滤惠^高，宜將基礎底面埋置在最低地下水位以下當?shù)叵滤惠^高，宜將基礎底面埋置在最低地下水位以下200mm200mm。這種。這種 情況基礎應采用耐水材料，如混凝土、鋼筋混凝土

19、等。情況基礎應采用耐水材料，如混凝土、鋼筋混凝土等。 基礎埋置深度在土層基礎埋置深度在土層冰凍冰凍 線線以上，基礎底面以下土以上，基礎底面以下土 層凍脹，嚴重會使基礎上層凍脹，嚴重會使基礎上 抬起拱抬起拱( (凍脹向上的力會超凍脹向上的力會超 過地基承載力過地基承載力) )，土層解凍，土層解凍， 凍脹力消失，基礎下沉。凍脹力消失，基礎下沉。 寒冷地區(qū)基礎埋深應在冰寒冷地區(qū)基礎埋深應在冰 凍線以下凍線以下200mm200mm。 一列火車從青藏鐵路一列火車從青藏鐵路 藏北念青唐古拉山腳下駛過藏北念青唐古拉山腳下駛過 相鄰基礎關系相鄰基礎關系 當新建建筑與原有建筑基當新建建筑與原有建筑基 礎相鄰時，

20、如基礎埋深小礎相鄰時，如基礎埋深小 于或等于原有建筑基礎埋于或等于原有建筑基礎埋 深，可不考慮相互影響；深，可不考慮相互影響； 當基礎埋深大于原有建筑當基礎埋深大于原有建筑 基礎埋深時，必須考慮相基礎埋深時，必須考慮相 互影響?；ビ绊憽?上海蓮花河畔景苑大樓倒塌（上海蓮花河畔景苑大樓倒塌（1 1） 上海蓮花河畔景苑大樓倒塌（上海蓮花河畔景苑大樓倒塌（2 2） 上海蓮花河畔景苑大樓倒塌（上海蓮花河畔景苑大樓倒塌（3） 上海蓮花河畔景苑大樓倒塌（上海蓮花河畔景苑大樓倒塌（4 4） 上海蓮花河畔景苑大樓倒塌（上海蓮花河畔景苑大樓倒塌（5 5） 上海蓮花河畔景苑大樓倒塌（上海蓮花河畔景苑大樓倒塌（6）

21、 III 三、基礎的分類和構造三、基礎的分類和構造 條形基礎條形基礎 條形基礎當建筑物上部結構以條形基礎當建筑物上部結構以 墻體承重時，基礎沿墻身設置，墻體承重時，基礎沿墻身設置， 做成連續(xù)帶形，稱為條形基礎做成連續(xù)帶形，稱為條形基礎 或帶形基礎，多用于地基條件或帶形基礎，多用于地基條件 較好，淺基礎的磚混結構建筑較好，淺基礎的磚混結構建筑 中。如圖所示，所用材料以磚、中。如圖所示，所用材料以磚、 石、混凝土等為主。石、混凝土等為主。 墊層墊層 大放腳大放腳 基礎墻基礎墻 條形基礎條形基礎 1、按基礎的結構形式分類、按基礎的結構形式分類 條形基礎圖條形基礎圖 獨立基礎獨立基礎 獨立基礎主要用于

22、柱下，故也稱為柱下基礎。當建筑物上部結獨立基礎主要用于柱下，故也稱為柱下基礎。當建筑物上部結 構采用框架結構、單層排架或門架結構時，基礎常采用獨立基構采用框架結構、單層排架或門架結構時，基礎常采用獨立基 礎。其形式有臺階形、錐形、杯形等。當柱為預制柱時，采用礎。其形式有臺階形、錐形、杯形等。當柱為預制柱時，采用 杯形，如圖所示。杯形，如圖所示。 房屋獨立基礎立體圖 上部荷載較大，地基承載力較低時，獨立基礎底面積不能滿上部荷載較大，地基承載力較低時，獨立基礎底面積不能滿 足設計要求。這時可把若干柱子的基礎連成一條構成柱下條形基足設計要求。這時可把若干柱子的基礎連成一條構成柱下條形基 礎，以擴大基

23、底面積，減小地基反力，并可以通過形成整體剛度礎，以擴大基底面積，減小地基反力，并可以通過形成整體剛度 來調整可能產(chǎn)生的不均勻沉降。來調整可能產(chǎn)生的不均勻沉降。 單向單向 條形基礎條形基礎 柱下條形基礎柱下條形基礎 柱下十字交叉基礎柱下十字交叉基礎 柱柱 梁梁 梁板式筏形基礎梁板式筏形基礎 板式筏形基礎板式筏形基礎 筏形基礎筏形基礎 當柱子或墻傳來的荷載很大，地基土較軟弱，用單獨基礎或條形基當柱子或墻傳來的荷載很大，地基土較軟弱，用單獨基礎或條形基 礎都不能滿足地基承載力要求時，往往需要把整個房屋底面（或地下室礎都不能滿足地基承載力要求時，往往需要把整個房屋底面（或地下室 部分）做成一片連續(xù)的鋼

24、筋混凝土板，作為房屋的基礎，稱為筏形基礎。部分）做成一片連續(xù)的鋼筋混凝土板，作為房屋的基礎，稱為筏形基礎。 梁板式梁板式 筏形基礎筏形基礎 平板式平板式 筏形基礎筏形基礎 筏形基礎（板式與梁板式）筏形基礎（板式與梁板式） 梁梁柱柱 底版底版 筏形筏形( (滿堂滿堂) )基礎施工現(xiàn)場圖基礎施工現(xiàn)場圖 梁板筏式基礎做防潮涂層施工梁板筏式基礎做防潮涂層施工 箱形基礎箱形基礎 為了對筏板基礎進行加強，增加基礎板的剛度，以減小不均為了對筏板基礎進行加強，增加基礎板的剛度，以減小不均 勻沉降，高層建筑往往把地下室的底板、頂板、側墻及一定數(shù)量勻沉降，高層建筑往往把地下室的底板、頂板、側墻及一定數(shù)量 的內隔墻

25、一起構成一個整體剛度很強的鋼筋混凝土箱形結構，稱的內隔墻一起構成一個整體剛度很強的鋼筋混凝土箱形結構，稱 為箱形基礎。為箱形基礎。 箱形箱形 基礎基礎 箱形基礎箱形基礎 柱柱 頂板頂板 底板底板 梁梁 隔板隔板 3.3 3.3 淺基礎淺基礎 樁基礎的分類：樁基礎的分類： （1 1）按樁身材料分類）按樁身材料分類 混凝土樁混凝土樁 鋼筋混凝土樁鋼筋混凝土樁 鋼樁鋼樁 混凝土攪拌樁混凝土攪拌樁 樁基礎樁基礎 (2)(2)按施工方法分類按施工方法分類 按制作方法可分為：預制樁、灌注樁兩大類。按制作方法可分為：預制樁、灌注樁兩大類。 按樁的材料可分為：混凝土樁樁、鋼筋混凝土樁、按樁的材料可分為：混凝土

26、樁樁、鋼筋混凝土樁、 鋼樁。鋼樁。 （3）按承載按承載 特性可分為：特性可分為： 摩擦型樁和端摩擦型樁和端 承型樁承型樁。 樁樁 基基 礎礎 的的 組組 成成 樁樁 的的 施施 工工 樁的施工樁的施工 2、按所使用材料及受力特點分類、按所使用材料及受力特點分類 剛性基礎（無筋擴展基礎）剛性基礎（無筋擴展基礎） 材料：磚、塊石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等。材料：磚、塊石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等。 材料性能特點：抗壓強度高，抗拉強度、抗剪強度低。材料性能特點：抗壓強度高，抗拉強度、抗剪強度低。 構造要求：基礎的外伸寬度和基礎高度的比值（臺階寬構造要求：基礎的外伸寬度和基礎高度的比值（臺階寬 高比）不超過規(guī)定的允許值。高比）不超過規(guī)