第二章地基與基礎(chǔ)課件

1、第二章 地基與基礎(chǔ)第一節(jié) 概述第二節(jié) 基礎(chǔ)埋置深度第三節(jié) 基礎(chǔ)的分類及構(gòu)造第四節(jié) 基礎(chǔ)中特殊問(wèn)題的處理第五節(jié) 地下室的構(gòu)造第一節(jié) 概 述一、有關(guān)概念二、地基分類三、對(duì)地基的要求四、人工地基的常見做法有關(guān)概念與地基分類一、有關(guān)概念 地基：指基礎(chǔ)下面承受其傳來(lái)全部荷載的土層。 基礎(chǔ)：建筑物埋在地面以下的承重構(gòu)件。即在建筑工程中，位于建筑的最下部位、直接作用于土層的承重構(gòu)件。 注意：基礎(chǔ)是建筑物的組成部分。地基則不是。 持力層：地基中直接承受建筑物荷載的土層 下臥層：持力層以下的土層。返回本節(jié)圖2-1 地基與基礎(chǔ)組成二 、地基分類按土層性質(zhì)不同，分為 天然地基具有足夠的承載力、可以直接在其上建造基礎(chǔ)

2、的天然土層。 人工地基必須預(yù)先對(duì)土層進(jìn)行人工加固后才能承受建筑物荷載的地基。見圖2-1。返回本節(jié)地基的要求與人工地基的常見做法三、對(duì)地基的要求1、強(qiáng)度要求 地基的承載力應(yīng)足以承受基礎(chǔ)傳來(lái)的壓力。地基承受荷載有一定的限度，單位面積所承受的最大垂直壓力稱為地基承載力，單位為kPa。2、變形要求 地基的沉降量和沉降差應(yīng)保證在允許的沉降范圍內(nèi)。建筑物的荷載通過(guò)基礎(chǔ)傳給地基，地基因此產(chǎn)生應(yīng)變，出現(xiàn)沉降。若沉降量過(guò)大，會(huì)造成整個(gè)建筑物下沉過(guò)多，影響建筑物正常使用；若沉降不均勻，沉降差過(guò)大，會(huì)引起墻身開裂、傾斜，甚至破壞。3、穩(wěn)定性要求 即要求地基有防止產(chǎn)生滑坡、傾斜的能力。四、人工地基的常見做法壓實(shí)法利用

3、人工方法擠壓土壤，排走土中的空氣，提高土的密實(shí)性。如重錘夯實(shí)法、機(jī)械碾壓法換土法將地基中的軟弱土全部或部分挖除，換以承載力高的好土。打樁法將鋼筋混凝土樁打入或灌注入土中，把土擠實(shí)，由樁和樁間土一起組成復(fù)合地基。化學(xué)加固法水泥硅化加固法返回本章第二節(jié) 基埋置深度一、基礎(chǔ)埋置深度的定義二、影響基礎(chǔ)埋深的因素 一、基礎(chǔ)埋深的定義 基礎(chǔ)埋深:是指自室外設(shè)計(jì)地坪至基礎(chǔ)底面的垂直距離。室外地坪分為自然地坪和設(shè)計(jì)地坪。 淺基礎(chǔ)：基礎(chǔ)埋深不超過(guò)5m時(shí)，此類基礎(chǔ)稱為淺基礎(chǔ)。 深基礎(chǔ)：基礎(chǔ)埋深超過(guò)5m時(shí), 此類基礎(chǔ)稱為深基礎(chǔ)，如樁基、沉箱、沉井和地下連續(xù)墻等。 基礎(chǔ)埋深應(yīng)500mm。 見圖2-1圖2-1 地基與基

4、礎(chǔ)組成比薩斜塔正是由于地基土質(zhì)較差，基礎(chǔ)埋置較淺，僅3.05米,在建到第三層時(shí),基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降。塔頂中心點(diǎn)偏離中心線2.1米,現(xiàn)已偏離5.2米,終成斜塔。返回本節(jié)二、影響基礎(chǔ)埋深的因素 （一）地基土層構(gòu)造（二）建筑物自身構(gòu)造（三）地下水位（四）凍土深度（五）相鄰基礎(chǔ)埋深（一） 地基土層構(gòu)造 土層均勻，承載力較好的堅(jiān)實(shí)土層：淺埋但埋深0.5m。 土層不均勻，堅(jiān)實(shí)土層離地面近，距地面2m，土方量不大，挖去軟弱土層，埋在堅(jiān)實(shí)土層上。 土層不均勻，堅(jiān)實(shí)土層距地面2m，且5m，分情況處理。 土層不均勻，堅(jiān)實(shí)土層距地面5m，地基加固處理 土層不均勻，堅(jiān)實(shí)土層和軟弱土層交替，荷載又大，則可用樁基。 見下

5、頁(yè)圖圖2-2 地基土層對(duì)基礎(chǔ)埋深的影響返回（二）建筑物自身構(gòu)造（三） 地下水位 基礎(chǔ)埋深一般在地下水位以上。 地下水位高時(shí)，基礎(chǔ)埋深在最低地下水位以下200mm。 如下頁(yè)圖圖2-3 地下水位對(duì)基礎(chǔ)埋深的影響返回（四）凍土深度 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。 凍脹與融陷。 基礎(chǔ)底面置于冰凍線以下100200mm。圖2-4 凍結(jié)深度對(duì)基礎(chǔ)埋深的影響返回（五）相鄰基礎(chǔ)埋深 一般情況下：新基礎(chǔ)應(yīng)盡量淺于原有基礎(chǔ)。 當(dāng)新基礎(chǔ)深于原有基礎(chǔ)時(shí)，兩基礎(chǔ)間保持一定的距離L。 L=2H 式中:H 為兩基礎(chǔ)底 面的高差。 圖2-5 相鄰基礎(chǔ)埋深的影響返回本章第三節(jié)

6、基礎(chǔ)的分類和構(gòu)造一、基礎(chǔ)類型二、常用基礎(chǔ)的構(gòu)造一、基礎(chǔ)類型(一）按所用材料分類(二）按構(gòu)造形式分(三）按使用材料受力特點(diǎn)分（一）按所用材料分類1.磚基礎(chǔ)2.毛石基礎(chǔ)3.灰土基礎(chǔ)4.混凝土基礎(chǔ)5.鋼筋混凝土基礎(chǔ)1. 磚基礎(chǔ) 主要材料為普通粘土磚。多用于地基土質(zhì)好、地下水位較低、五層以下的磚混結(jié)構(gòu)建筑中。 圖2-6 磚基礎(chǔ)磚基礎(chǔ)2.毛石基礎(chǔ) 由未經(jīng)加工的石材和砂漿砌筑而成的。用于地下水位較高，凍結(jié)深度較深的單層民用建筑圖2-7 毛石基礎(chǔ)石基礎(chǔ) 剖面形式多呈階梯形。 基礎(chǔ)的頂面要比墻或柱每邊寬出100mm，基礎(chǔ)的寬度、每個(gè)臺(tái)階的高度均不宜小于400mm；每個(gè)臺(tái)階挑出的寬度不應(yīng)當(dāng)大于200mm。用于地

7、下水位低，凍結(jié)深度較淺的南方4層以下民用建筑?；彝粱A(chǔ)是由粉狀石灰與粘土加適量水拌合夯實(shí)而成的。石灰與粘土的體積比為37或28，灰土每層均虛鋪220mm，夯實(shí)后厚度為150mm左右。3.灰土基礎(chǔ)圖2-8 灰土基礎(chǔ)4.混凝土基礎(chǔ) 用于潮濕的地基或有水的基槽中。圖2-9 混凝土基礎(chǔ)5.鋼筋混凝土基礎(chǔ)用于上部荷載大，地下水位高的大、中型工業(yè)建筑，多層民用建筑圖2-10 鋼筋混凝土基礎(chǔ)鋼筋混凝土基礎(chǔ)返回（二）按構(gòu)造形式分1.獨(dú)立基礎(chǔ)2.條形基礎(chǔ)3.井格式基礎(chǔ)4.片筏基礎(chǔ)5.箱形基礎(chǔ)6.樁基礎(chǔ)1.獨(dú)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(shí)，基礎(chǔ)常采用方形或矩形的單獨(dú)基礎(chǔ)，這種基礎(chǔ)稱為獨(dú)立基礎(chǔ)

8、或柱式基礎(chǔ)。獨(dú)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(diǎn)：減少土方工程量、節(jié)約基礎(chǔ)材料。 缺點(diǎn)：基礎(chǔ)之間無(wú)構(gòu)件連接件，整體剛度較差。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)2.條形基礎(chǔ) 當(dāng)建筑物上部結(jié)構(gòu)為墻承重結(jié)構(gòu)時(shí)，基礎(chǔ)沿墻身設(shè)置，多做成長(zhǎng)條形，這種基礎(chǔ)稱為條形基礎(chǔ)或帶形基礎(chǔ)。該類基礎(chǔ)多用于磚混結(jié)構(gòu)，其基礎(chǔ)常選用磚、石、灰土、三合土等材料，也可采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。 條形基礎(chǔ)3.筏式基礎(chǔ) 用整片的筏板承受建筑物的荷載，這種基礎(chǔ)形似筏子。筏式基礎(chǔ)按結(jié)構(gòu)形式可分為板式結(jié)構(gòu)和梁板式結(jié)構(gòu)兩類。圖2-13 筏式基礎(chǔ)a)板式 b)梁板式 不埋板式基礎(chǔ)在天然地表上，將場(chǎng)地平整并用壓路機(jī)將地表土碾壓密實(shí)

9、后，在較好的持力層上，澆灌鋼筋混凝土平板。4.箱形基礎(chǔ) 一般適用于高層建筑或在軟弱地基上建造重型建筑物。當(dāng)箱形基礎(chǔ)的內(nèi)部空間較大時(shí)，可用作地下室。 圖2-15 箱形基礎(chǔ)6.樁基礎(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(jì)時(shí)，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(dòng)條件，縮短工期。圖2-14 樁基礎(chǔ)根據(jù)材料不同可分為：木樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁和其它組合材料樁 a.木樁 b.預(yù)制混凝土樁 c.預(yù)制混凝土管樁 g.復(fù)合樁樁基礎(chǔ)返回(三）按使用材料受力特點(diǎn)分1.剛性基礎(chǔ)2.柔性基礎(chǔ) 1.剛性基礎(chǔ) 剛性基礎(chǔ)：是

10、指由磚石、素混凝土、灰土等剛性材料制作的基礎(chǔ)，這種基礎(chǔ)抗壓強(qiáng)度高而抗拉、抗剪強(qiáng)度低，受剛性角控制。 剛性角：在剛性基礎(chǔ)中，墻或柱傳來(lái)的壓力是沿一定角度分布的，這個(gè)角叫壓力分布角，又稱剛性角。 見下頁(yè)圖圖2-16 剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)返回2.柔性基礎(chǔ) 基礎(chǔ)寬度的加大不受剛性角的控制，抗壓、抗拉強(qiáng)度都很高，如鋼筋混凝土基礎(chǔ)。返回本節(jié)二、常用基礎(chǔ)的構(gòu)造1.混凝土基礎(chǔ)2.鋼筋混凝土基礎(chǔ)1.混凝土基礎(chǔ) 多采用C7.5或C10混凝土澆筑而成。一般有階梯形和錐形兩種?；炷粱A(chǔ)的剛性角45度,寬高比應(yīng)小于11或 1:1.5?；炷粱A(chǔ)底面應(yīng)設(shè)置墊層:厚為100mm，混凝土 標(biāo)號(hào)為C7.5、C10，作用為找平和

11、保護(hù)鋼筋。返回2.鋼筋混凝土基礎(chǔ)墊層: 目的是保證基礎(chǔ)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。 墊層一般采用C10素混凝土，厚度100mm。 墊層兩邊應(yīng)伸出底板各100mm。底板： 基礎(chǔ)主要受力構(gòu)件，厚度和配筋均由計(jì)算確定。 受力筋直徑不得小于8mm，間距不大于200mm混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C15。（1）鋼筋混凝土錐形基礎(chǔ)底板邊緣厚度 ：不小于200mm且不宜大于500mm。圖2-18 鋼筋混凝土錐形基礎(chǔ)（2）鋼筋混凝土階梯形基礎(chǔ)每階厚度300500mm?；A(chǔ)高度在500900mm時(shí)采用兩階?；A(chǔ)高度超過(guò)900mm時(shí)采用三階。圖2-19 鋼筋混凝土階梯形基礎(chǔ)

12、某工程筏板基礎(chǔ)某工程基礎(chǔ)鋼筋某工程護(hù)坡返回本章第四節(jié)基礎(chǔ)中特殊問(wèn)題的處理基礎(chǔ)沉降縫的做法不同埋深的基礎(chǔ)基礎(chǔ)管溝一、基礎(chǔ)沉降縫的做法建筑物因高度、荷載、結(jié)構(gòu)類型或地基承載力不同等將會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致建筑物開裂、破壞、影響使用，因此需設(shè)沉降縫，沉降縫應(yīng)使建筑物從基礎(chǔ)底面到屋頂全部斷開，此時(shí)基礎(chǔ)有三種處理方法。雙墻式沉降縫交叉式處理方法懸挑式處理方法雙墻式處理圖2-20 雙墻式沉降縫圖2-21 基礎(chǔ)沉降縫處交叉式處理 交叉式處理懸挑式處理圖2-22 基礎(chǔ)沉降縫處懸挑式處理返回本節(jié)二、不同埋深的基礎(chǔ)當(dāng)建筑物設(shè)計(jì)上要求基礎(chǔ)局部深埋時(shí)，應(yīng)采用臺(tái)階式逐漸落深，臺(tái)階的坡度應(yīng)不大于1：2。圖2-23 不同埋

13、深 基礎(chǔ)處理返回本節(jié)三、基礎(chǔ)管溝沿墻管溝中間管溝過(guò)門地溝沿墻管溝 這種管溝的一邊是建筑物的基礎(chǔ)墻，另一邊是管溝墻，溝底用灰土墊層，溝頂用鋼筋混凝土板做溝蓋板。 管溝的寬度一般為1000mm1600mm，深度為1000mm1400mm之間。圖2-24 沿墻管溝 這種管溝在建筑物的中部或室外，一般由兩道管溝墻支承上部的溝蓋板。這種管溝在室外時(shí) ，還應(yīng)特別注意是否過(guò)車，在有汽車通過(guò)時(shí)，應(yīng)選擇強(qiáng)度較高的溝蓋板。圖2-25 中間管溝中間管溝過(guò)門地溝暖氣的回水管線走在地上，遇有門口時(shí)，應(yīng)將管線轉(zhuǎn)入地下通過(guò)，需做過(guò)門管溝。這種管溝斷面尺寸為400400mm，上鋪溝蓋板。圖2-26 過(guò)門地溝返回本章第五節(jié) 地

14、下室構(gòu)造一、地下室的分類二、地下室的構(gòu)造三、地下室的防潮與防水1.按使用性質(zhì)分2.按埋入地下深度分3.按結(jié)構(gòu)材料分類一、地下室的分類（1）普通地下室 普通的地下空間。一般按地下樓層進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2）人防地下室 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)有保證人身安全的技術(shù)措施。 1.按使用性質(zhì)分返回2.按埋入地下深度分類（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(guò)該房間凈高1/2者。 （2）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(guò)該房間凈高1/3，且不超過(guò)1/2者。返回3.按結(jié)構(gòu)材料分類（1）磚墻結(jié)構(gòu)地下室（2）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地下

15、室返回本節(jié)二、地下室的構(gòu)造圖2-27 地下室組成1.墻體 承擔(dān)垂直荷載及土、地下水以及土凍脹時(shí)側(cè)壓力。其最小厚度不低于300mm，外墻應(yīng)作防潮或防水處理，如用磚墻（現(xiàn)在較少采用）其厚度不小于370mm。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(qiáng)度等級(jí)。3.底板 一般采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土底板。 4.門窗 普通地下室門窗同地上部分。 防空地下室應(yīng)符合相應(yīng)等級(jí)的防護(hù)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。5.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

16、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(gè)是獨(dú)立的安全出口。且安全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。6.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(tái)低250300mm。 寬度：1000mm。 開間：窗寬+1000mm。 見下頁(yè)圖圖2-28 采光井的構(gòu)造返回本節(jié)三、地下室的防潮與防水（一）地下室的防潮（二）地下室防水（一）地下室的防潮 當(dāng)設(shè)計(jì)最高地下水位低于地下室底板300m

17、m以上，且地基范圍內(nèi)的土壤及回填土無(wú)形成上層滯水可能時(shí)，只需做防潮處理。 地下室墻體為鋼筋混凝土：不必做防潮。 地下室墻體為砌體：應(yīng)做防潮。地下室防潮的構(gòu)造要求 1)磚墻體必須采用水泥砂漿砌筑，灰縫必須飽滿。 2)在外墻外側(cè)設(shè)垂直防潮層，防潮層做法一般為：1：2.5水泥砂漿找平、刷冷底子油一道、熱瀝青兩道，防潮層做至室外散水處，然后在防潮層外側(cè)回填低滲透性土壤如粘土、灰土等，并逐層夯實(shí)，底寬500mm左右。 3)地下室所有墻體，必須設(shè)兩道水平防潮層，一道設(shè)在底層地坪附近，一般設(shè)置在結(jié)構(gòu)層之間。另一道設(shè)在室外地面散水以上150200mm的位置。圖2-29 地下室的防潮返回圖2-30 地下室的防潮

18、（二）地下室防水當(dāng)設(shè)計(jì)最高地下水位高于地下室底板，或地下室周圍土層屬弱透水性土存在滯水可能，應(yīng)采取防水措施。地下工程防水等級(jí)：見下表。地下工程防水等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見p24表2-1、表2-2。防水等級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)建筑類別特別重要民用建筑和對(duì)防水有特殊要求的工業(yè)建筑的地下室防水如：公共建筑、醫(yī)院、餐廳、劇院、商店、機(jī)房指揮工程等。重要高層民用建筑與重要的工業(yè)建筑的地下室，如高層住宅，旅館及重要的工業(yè)車間一般工業(yè)與民用建筑，地下室工程非永久性民用及工業(yè)建筑，防水耐久年限25年20年15年10年設(shè)防要求多道設(shè)防，其中必有一道鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自防水；其二，設(shè)柔性防水一道；其三采取其他防水措施。兩道設(shè)防，其中有

19、一道鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自防水；第二，設(shè)柔性防水一道；一道或兩道設(shè)防，結(jié)構(gòu)做抗水壓作用；外做一道柔性防水層；一道設(shè)防，做一道外防水層；選材要求1、鋼筋混凝土自防水一道2優(yōu)先選一道合成高分子卷材（橡膠型）一層增加其他防水措施如架空層或夾壁墻等。1、鋼筋混凝土自防水一道；2、合成高分子卷材（橡膠型）一層，或高聚物改性瀝青卷材防水。合成高分子卷材（橡膠型）一層，或高聚物改性瀝青卷材防水。高聚物改性瀝青卷材防水。地下工程防水等級(jí)2.地下室的防水方案1)隔水法 利用各種材料的不透水性來(lái)隔絕地下室外圍水及毛細(xì)管水的滲透，是目前采用較多的防水做法，分卷材防水和構(gòu)件自防水。圖2-31（a）。2)排水法 分為外排法和

20、內(nèi)排法。其中外排法適用于地下水位高于地下室底板，且采用防水設(shè)計(jì)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上不合算的情況。一般是在建筑四周地下設(shè)置永久性降水設(shè)施，如盲溝排水。使地下水滲入地下陶管內(nèi)排至城市排水干線，圖2-31(b)。內(nèi)排水法適用于常年水位低于地下室底板，但最高水位高于地下室底板（500mm）的情況。一般是永久性自流排水系統(tǒng)把地下室的水排至集水坑再用水泵排至城市排水干線，圖2-31(c)。3)綜合排水法：一般在防水要求較高的地下室采用，即在作隔水法防水的同時(shí)，還要設(shè)置內(nèi)部排水設(shè)施，圖2-31(d)。 返回（二）地下室防水地下工程防水分類防水混凝土水泥砂漿防水卷材防水 涂料防水返回1.防水混凝土防水混凝土墻體、底板厚度應(yīng)250mm。迎水面鋼筋保護(hù)層不應(yīng)小于50mm。