建筑基礎基本知識及地基基礎設計培訓講義

所有建筑物都是修建在地表上，建筑物上部結構的荷載通過下部結構最終都會傳到地表的土層或巖層上，這部分起支撐作用的土體或巖體就是地基。將建筑物所承受的各種作用傳遞到地基上的下部承重結構稱為基礎?；A底面離地面的深度稱為基礎的埋置深度。建筑基礎由室外設計地面到基礎底面的距離，叫做基礎的埋置深度。圖12.1為基礎的埋置深度。基礎的埋深大于5m時，稱為深基礎。基礎的埋深不超過5m時，稱為淺基礎。

影響基礎埋置深度的因素主要包括：

（1）工程地質和水文地質條件。

（2）建筑物的用途和基礎構造。

（3）作用在地基上的荷載大小和性質。第一節(jié)

基礎的埋置深度（4）地基土的凍結深度和地基土的濕陷地基土凍脹時，會使基礎隆起，冰凍消失又會使基礎下陷，久而久之，基礎就會被破壞?；A最好深埋在冰凍線以下200mm。濕陷性黃土性地基遇水會使基礎下沉，因此基礎應埋置深一些，避免被地表水浸濕。（5）相鄰建筑的基礎埋深基礎埋深最好小于原有建筑的基礎埋深。當基礎深于原有建筑基礎時，則新舊基礎間的凈距一般為相鄰基礎底面高差的1～2倍。圖12.1基礎的埋置深度基礎按其埋置深度不同，可分為淺基礎和深基礎?；A按受力特點分有剛性基礎和柔性基礎；按其使用材料分有磚基礎、毛石基礎、混凝土基礎、鋼筋混凝土基礎等；按構造形式分有條形基礎、獨立基礎、整片基礎和樁基礎等。第二節(jié)

基礎的類型與構造

無筋擴展基礎系指由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料組成的墻下條形基礎或柱下獨立基礎，如圖12.1所示。這些材料都是脆性材料，有較好的抗壓性能，但抗拉、抗剪強度往往很低。一、

無筋擴展基礎為保證基礎的安全，必須限制基礎內的拉應力和剪應力不超過基礎材料強度的設計值，基礎設計時，通過基礎構造的限制來實現這一目標，即基礎的外伸寬度與基礎高度的比值應小于規(guī)范規(guī)定的臺階寬高比的允許值。由于此類基礎幾乎不可能發(fā)生撓曲變形，所以常稱為剛性基礎或剛性擴大基礎。

無筋擴展基礎可用于6層和6層以下（三合土基礎不宜超過4層）的民用建筑和輕型廠房。磚基礎一般做成臺階式，此階梯稱為“大放腳”，大放腳的砌筑方式有兩種：“二皮一收”和“二、一間隔收”砌法。墊層每邊伸出基礎底面50mm，厚度不宜小于100mm，如圖12.3所示。圖12.1無筋擴展基礎（a）磚基礎；（b）毛石基礎；（c）灰土基礎；（d）毛石混凝土基礎、混凝土基礎圖12.3基礎大放腳形式（a）“二皮一收”砌法；（b）“二、一間隔收”砌法

擴展基礎是指柱下鋼筋混凝土獨立基礎和墻下鋼筋混凝土條形基礎，見圖12.4。這種基礎抗彎和抗剪性能良好，特別適用于“寬基淺埋”或有地下水時。由于擴展基礎有較好的抗彎能力，通常被看作柔性基礎。這種基礎能發(fā)揮鋼筋的抗彎性能及混凝土抗壓性能，適用范圍廣。二、

擴展基礎擴展基礎應滿足以下構造要求：

(1)錐形基礎的邊緣高度不宜小于200mm；階梯形基礎的每階高度宜為300～500mm。

(2)墊層的厚度不宜小于70mm；墊層混凝土強度等級應為C10。

(3)擴展基礎底板受力鋼筋的最小直徑不宜小于10mm；間距不宜大于200mm，也不宜小于100mm。

(4)鋼筋混凝土強度等級不應小于C20。

(5)當柱下鋼筋混凝土獨立基礎的邊長和墻下鋼筋混凝土條形基礎的寬度大于或等于2.5m時，底板受力鋼筋的長度可取邊長或寬度的0.9倍，并宜交錯布置，如圖12.5(a)。

(6)鋼筋混凝土條形基礎底板在T形及十字形交接處，底板橫向受力鋼筋僅沿一個主要受力方向通長布置，另一個方向的橫向受力鋼筋可布置到主要受力方向底板寬度的1／4處，如圖12.5(b)。在拐角處底板橫向受力鋼筋應沿兩個方向布置，如圖12.5(c)。圖12.4擴展基礎（a）鋼筋混凝土條形基礎；（b）現澆獨立基礎；（c）預制杯形基礎圖12.5擴展基礎底板受力鋼筋布置示意圖當上部結構荷載較大、地基土的承載力較低時，采用無筋擴展基礎或擴展基礎往往不能滿足地基強度和變形的要求。為增加基礎剛度,防止由于過大的不均勻沉降引起的上部結構的開裂和損壞，常采用柱下條形基礎。根據剛度的需要，柱下條形基礎可沿縱向設置，也可沿縱橫向設置而形成雙向條形基礎，稱為交梁基礎，如圖12.7所示。如果柱網下的地基土較軟弱，土的壓縮性或柱荷載的分布沿兩個柱列方向都很不均勻，則可采用交梁基礎。該基礎形式多用于框架結構。三、柱下條形基礎構造要求：

①柱下條形基礎梁的高度宜為柱距的1／4～1／8。翼板厚度不應小于200mm。當翼板厚度大于250mm時，宜采用變厚度翼板，其坡度宜小于或等于1∶3。

②柱下條形基礎的兩端宜向外伸出，其長度宜為第一跨度的0.25倍；既可增大基礎底面積，又可使基底反力分布比較均勻、基礎內力分布比較合理。

③現澆柱與條形基礎梁的交接處，其平面尺寸不應小于圖12.8的規(guī)定。

④條形基礎梁頂部和底部的縱向受力鋼筋除滿足計算要求外，頂部鋼筋按計算配筋全部貫通，底部通長鋼筋不應少于底部受力鋼筋截面總面積的1／3。

⑤柱下條形基礎的混凝土強度等級不應低于C20

⑥基礎墊層和鋼筋保護層厚度、底板鋼筋的部分構造要求可參考擴展基礎的規(guī)定。圖12.7柱下條形基礎（a）柱下單向條形基礎；（b）交梁基礎圖12.8現澆柱與條形基礎梁交接處構造當地基肢特別軟千弱，上晶部荷載詳很大，粱用交梁判基礎將紛導致基寸礎寬度補較大而限又相互密接近時唱，或有肅地下室在，可將箏基礎底柿板聯成儀一片而智成為筏妹形基礎鎖。筏形基僵礎可分謝為墻下筏驚形基礎和柱下筏炮形基礎，如圖12.驅9所示。柱下哥筏形基鴿礎常有窗平板式佛和梁板康式兩種經。平板式杯筏形基步礎是在地嘉基上做三一塊鋼慨筋混凝邁土底板彩，柱子談通過柱揭腳支承呀在底板車上；梁板式筏殃形基礎分為下梁窗板式和上雖梁板式，大下梁板式藏基礎底板施上面平整娛，可作建辭筑物底層才地面。四、筏形基米礎筏形基頓礎，特體別是梁奸板式筏檔形基礎襯整體剛傭度較大暑，能很您好地調桂整不均潤勻沉降槐，常用撐于高層鑼建筑中丙。筏形基礎雄的混凝土藥強度等級償不應低于C30。采用筏形抹基礎的地答下室應沿鵲四周布置永鋼筋混凝散土外墻，跟外墻厚度慘不應小于250童mm，內墻難厚度不逢應小于200m敲m。筏形基礎配的鋼筋間系距不應小智于150暑mm，宜為200～300條mm，受力鋼呈筋直徑不抬宜小于12mm。箱形基盤礎是由底陰板、頂算板、鋼禍筋混凝派土縱橫碑隔墻構重成的整臺體現澆桂鋼筋混畏凝土結太構，如圖12.1專1所示。箱形基征礎具有蛾較大的據基礎底汪面、較鉤深的埋幅置深度灑和中空檔的結構鎮(zhèn)形式，座上部結雖構的部悉分荷載里可用開下挖卸去皂的土的芒重量得濱以補償舊。與一懲般的實褲體基礎投比較，印它能顯銹著地提鋤高地基顛的穩(wěn)定涂性，降撒低基礎油沉降量可。五、箱形基濫礎箱形基盾礎的混攀凝土強幟度等級魯不應低覆于C30。箱形基礎腸外墻宜沿異建筑物周獻邊布置，腹內墻沿上賠部結構的砍柱網或剪噸力墻位置爆縱橫均勻憲布置，墻住體水平截凝面總面積腔不宜小于績箱形基礎貝外墻外包疤尺寸的水膝平投影面得積的1/1澡0。無人防設暈計要求的爬箱基，基峽礎底板不飾應小于300篇mm，外墻夾厚度不木應小于250m短m，內墻逗厚度不菠應小于200賭mm，頂板敘厚度不葛應小于200限mm。圖12.戰(zhàn)11箱形基解礎當地基土萄上部為軟樂弱土，且朋荷載很大回，采用淺墳基礎已不扔能滿足地欣基強度和亭變形的要之求，可利浸用地基下永部比較堅堂硬的土層屆作為基礎鄉(xiāng)豐的持力層磨設計成深剛基礎。樁蹤蝶基礎是最沿常見的深貴基礎，廣暴泛應用于頭各種工業(yè)痰與民用建震筑中。樁基礎是由樁和理承臺兩部蠟分組成，如圖12.1篩2所示。樁在平愉面上可以脫排成一排文或幾排，耐所有樁的第頂部由承季臺聯成一飯個整體并她傳遞荷載耗。六、樁基浸礎（1）按施工喬方式分蔬類按施工珠方法的堅不同可止分為預制樁和灌注樁兩大類軋。（2）按樁身塘材料分喚類①混凝燭土樁混凝土樁霸又可分為混凝土語預制樁和混凝土術灌注樁（簡稱虹灌注樁僑）兩類休。6.1樁的分類②鋼樁常見的樹是型鋼和鋼管兩類。貞鋼樁的弦優(yōu)點是散抗壓抗?jié)矎潖姸仍?，施鵲工方便瀉；缺點虧是價格低高，易禽腐蝕。③組合飲樁即采用兩教種材料組脊合而成的特樁。例如竿，鋼管樁石內填充混脫凝土，或谷上部為鋼鉆管樁、下年部為混凝檔土樁。（3）按樁的逢承載性棕狀分類①摩擦設型樁摩擦樁：在極限承賴載力狀態(tài)擋下，樁頂脫荷載由樁射側阻力承下受。端承摩擦贈樁：在極限讓承載力群狀態(tài)下得，樁頂占荷載主懸要由樁悼側阻力販承受，傳部分樁話頂荷載古由樁端菊阻力承停受。②端承蒸型樁端承樁漠：在極限承捎載力狀態(tài)釣下，樁頂子荷載由樁怖端阻力承隸受。摩擦端泄承樁：在極限兵承載力省狀態(tài)下箏，樁頂疑荷載主栗要由樁砌端阻力恭承受，壺部分樁補頂荷載消由樁側珍阻力承帖受。（4）按成樁好方法分脈類根據成樁驗方法和成娛樁過程中槳的擠土效召應將樁分俘為以下幾卵種：①擠土怠樁這類樁在美設置過程岡中，樁周祥土被擠開炕，土體受危到撓動，杰使土的工盯程性質與婚天然狀態(tài)瞇相比發(fā)生侍較大變化若。這類樁禽主要包括走擠土預制借樁（打入樸或靜壓）店、擠土灌切注樁（如喂振動、錘乏擊沉管灌鳥注樁，爆園擴灌注樁瘋）。②部分擠簽土樁這類樁在汪設置過程圈中由于擠揚土作用輕宰微，故樁狠周土的工郵程性質變姜化不大。五主要有打峽入截面厚溪度不大的I字型和H型鋼樁載、沖擊霜成孔灌絲式注樁和阻開口鋼定管樁、浙預鉆孔刑打入式誰灌注樁涉等。③非擠土鐵樁這類樁劑在設置醬過程中糕將相應杯于樁身懇體積的槍土挖出答。這類熄樁主要究是各種頌形式的返鉆孔樁勤、挖孔址樁等。(1)摩擦型指樁的中嘉心距不軌宜小于悼樁身直啟徑的3倍；擴下底灌注鴨樁的中燒心距不烈宜小于愉擴底直眨徑的1.5倍，當擴室底直徑大黎于2m時，樁端位凈距不宜扁小于1m。在確定頸樁距時還介應考慮施縣工工藝中宿的擠土效杜應對相鄰擱樁的影響隊。(2)擴底灌選注樁的獎擴底直摔徑不宜扮大于樁棍身直徑都的3倍。(3)預制樁的食混凝土強陳度等級不仙應低于C30；灌注樁誘不應低于C20；預應力鍛樁不應低藏于C40。6.2基樁的摩構造規(guī)洗定(4)打入式預和制樁的最府小配筋率恥不宜小于0.8男%；靜壓侄預制樁弦的最小頭配筋率烈不宜小辛于0.6%；灌注樁己的最小配儀筋率不宜炒小于0.2艘%～0.6店5%(小直徑摘取大值)。(5)樁頂嵌入興承臺的長浸度不宜小唇于50mm。樁頂主詠筋應伸入犬承臺內，徒其錨固長榜度對HPB香235級鋼筋不臺宜小于30倍主筋喪直徑。承臺有多括種形式，潤如柱下獨貴立樁基承堤臺、箱形送承臺、筏驗形承臺、茄柱下梁式挎承臺和墻培下條形承崗臺等。承臺的作消用是將樁聯成忍一個整體除，并把建凱筑物的荷半載傳到樁旋上，因而虹承臺要有物足夠的強擴度和剛度義。以下主要鋸介紹板式健承臺的構摧造要求。(1)承臺的效寬度不豎應小于500m計m。6.3承臺構造(2)承臺厚度犁不應小于300m擱m。(3)承臺的配狂筋，對于大矩形承臺文其鋼筋應忽按雙向均粘勻通長配片筋，鋼筋淹直徑不宜爐小于10m郵m，間距不物宜大于200潔mm（圖12.孤13(既a))；對于籃三樁承水臺，鋼師筋應按咐三向板象帶均勻乞配置，雖且最里濃面的三穿根鋼筋孕圍成的惜三角形箱應在柱踢截面范碌圍內（圖12.方13(盈b))。(4)承臺混溫凝土的滔強度等競級不宜灶低于C20。單樁承臺促宜在兩個駐相互垂直遠的方向上栗設置連系懶梁；兩樁長承臺宜在疏其短向設銅置連系梁舊；有抗震腔要求的柱府下獨立承輝臺宜在兩凈個主軸方惜向設置連悔系梁。連荒系梁頂面患宜與承臺預位于同一娘標高。連驗系梁的寬滑度不應小浩于250唇mm，梁的茫高度可愉取承臺勸中心距偵的1／10～1／15。連系梁齒內上下縱臥向鋼筋直尾徑不應小瘡于12mm且不應少本于2根，并按胳受拉要求財錨入承臺效。6.4承臺之間忙的連接圖12.西12樁基礎圖12.1扯3承臺配撲筋示意咸(a)矩形承臺閣配筋；(b)三樁承渾臺配筋閉；(c)承臺梁第三節(jié)無筋擴昨展基礎寬設計簡吧介基礎尺寸享設計包括甘：基礎底面的長刺度、寬度與基礎的高度。根據已攜經確定即的基礎類型、埋置深度，計算地基承載執(zhí)力特征值和作用在遣基礎底面仆的荷載值，進行益基礎尺漫寸設計咳。一、確定魯基礎尺寸（一）中昨心荷載作高用下基礎谷尺寸1）計算基蓄礎底面積A（矩形芽）或基勝礎底面深寬度b（條形拌、正方遍形）——基礎及其糠上填土的盟平均容重完，20k肺N/m3。剛性基礎尺寸確定（1）獨立基循礎通常中心酬荷載作用糾下采用正留方形基礎卸，即如因場地腿等原因有姨必要采用尼矩形基礎犧時，可查蒸應力系數醋表，選擇染合適的l/b，以使應芬力與沉降留計算方便宣。（2）條形哭基礎