房屋建筑學(xué)第七章基礎(chǔ)與地下室構(gòu)造

1、6 基礎(chǔ)與地下室構(gòu)造,本章提要,本章內(nèi)容：地基與基礎(chǔ)的基本概念，基礎(chǔ)的埋深及其影響因素，基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造，地下室的防潮和防水構(gòu)造等 學(xué)習(xí)重點(diǎn)：基礎(chǔ)的基本形式，基礎(chǔ)埋深的概念，理解基礎(chǔ)構(gòu)造,本 章 內(nèi) 容,6.1 基礎(chǔ)構(gòu)造 6.2 地下室的防潮與防水,6.1 基礎(chǔ)構(gòu)造,6.1.1 地基與基礎(chǔ)的概念,基 礎(chǔ)： 建筑物上部承重結(jié)構(gòu)向下的延伸和擴(kuò)大，它承受建筑物的全部荷載，并把這些荷載連同本身的重量一起傳到地基上。 地 基： 承受由基礎(chǔ)傳來荷載的土層，不是建筑物的組成部分。其中： 持力層：具有一定的地耐力，直接承受建筑荷載， 并需進(jìn)行力學(xué)計(jì)算的土層。 下臥層：持力層以下的土層。,室內(nèi)標(biāo)高,室外標(biāo)高,基

2、 礎(chǔ) 埋 深,基頂標(biāo)高,基底標(biāo)高,持力層,下臥層,地基應(yīng)滿足的要求： 1、 地基要有一定的強(qiáng)度，能承受建筑所有荷載的能力； 2、 地基要有均勻的壓縮量，保證建筑在允許范圍內(nèi)可均勻下沉； 3、 地基應(yīng)具有抵抗產(chǎn)生滑坡、傾斜的能力，當(dāng)?shù)鼗卟钶^大時(shí)，可設(shè)擋土墻。,地基在荷載作用下產(chǎn)生應(yīng)力（反力）與應(yīng)變（變形），其應(yīng)力與應(yīng)變值隨著土體深度的加深而慢慢減小，到一定深度后土體的應(yīng)力與應(yīng)變值就可以忽略不計(jì)了。,隨著土層深度的不斷增加，土層所承受的荷載越來越小。持力層以下的下臥層所承受的荷載基本可以忽略不計(jì)。,下臥層承受的荷載雖然可以忽略，但是如果下臥層是軟弱下臥層的話，就要進(jìn)行處理。比如下臥層是淤泥質(zhì)土，

3、那么我們就要考慮計(jì)算下臥層承載能力。如果計(jì)算不能承受，那么要考慮地基處理，或者考慮樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。,6.1.1 天然地基與人工地基,地基按土層性質(zhì)不同，分為天然地基和人工地 基兩大類。,天然地基：天然狀態(tài)下的土層具有足夠的承載能力，不需要經(jīng)人工改良或加固，可直接在上面建造房屋的地基。 人工地基：建筑物上部荷載較大或地基土的承載能力較弱，缺乏足夠的穩(wěn)定性，必須預(yù)先對地基土進(jìn)行人工補(bǔ)強(qiáng)和加固才能在上面建造房屋的地基。,地基加固的原理是：“將土質(zhì)由松變實(shí)，將土的含水量由高變低”。,1、 壓實(shí)法,壓實(shí)法是用重錘或壓路機(jī)將較弱的土層夯實(shí)或壓實(shí)，擠出土層顆粒的空氣，提高土的密實(shí)度以增加土層的承載力。,（1）強(qiáng)

4、夯壓實(shí),定義：指的是為提高軟弱地基的承載力，用重錘自一定高度自由下落夯擊土層使地基迅速固結(jié)的方法 適用范圍：強(qiáng)夯壓實(shí)法用于粘性土，濕陷性黃土及人工雜填土等軟弱地基的深層加固，但必要時(shí)要采取防震措施。,（2）振動壓實(shí)法,定義：將振動機(jī)械置于地基表面進(jìn)行一定時(shí)間的振動，利用其激振力在土中產(chǎn)生的剪切壓密作用，使一定深度內(nèi)的土均勻增密，從而改善地基的力學(xué)性能。 適用范圍：振動壓實(shí)法適用于處理砂性土及松散性雜填土（爐灰、爐渣、碎磚瓦等）。,振動壓實(shí)法,（3）機(jī)械壓實(shí),定義： 利用壓路機(jī)、羊足碾、輪胎碾等機(jī)械碾壓地基土壤，使地基壓實(shí)排水固結(jié)。 適用范圍： 機(jī)械壓實(shí)適用于大面積淺層填土。,2、換土法（置換法

5、）,定義：當(dāng)?shù)鼗恋木植炕蛉繛檐浫跬敛灰瞬捎脡簩?shí)法加固時(shí)（如淤泥、沼澤、雜填土、洞等），可將局部或全部軟弱土清除，換以好土，如粗砂、中砂、砂石料、灰土等。,3、打樁法,定義：打樁法是在軟弱土層中置入樁身，將建筑物建造在樁上，所以也可稱為樁基礎(chǔ)。,樁基的組成,樁基礎(chǔ)是一種常用的深基礎(chǔ)形式，樁基由樁身和承臺板（或梁）組成。,樁基分類,端承樁： 是將樁尖直接支承在巖石或硬土層上，用樁端阻力支承建筑物的總荷載。 摩擦樁： 是用樁擠實(shí)軟弱土層，靠樁壁與土壤的摩擦力承擔(dān)總荷載。,樁基礎(chǔ),第一步：挖樁孔,第二步：放置鋼筋籠,第三步：灌漿振搗密室,第四步：澆筑樁承臺,由室外設(shè)計(jì)地面到基礎(chǔ)底面的距離，稱為基礎(chǔ)

6、的埋置深度，簡稱基礎(chǔ)的埋深。埋深大于等于4m為深基礎(chǔ)，小于4m為淺基礎(chǔ)。,6.1.3 基礎(chǔ)的埋置深度,1.上部荷載大小及性質(zhì) 2.地基土層性質(zhì) 3.地下水位 4.冰凍線深度 5.相鄰基礎(chǔ),影響基礎(chǔ)埋深的因素,地基土層性質(zhì) 設(shè)計(jì)之前應(yīng)進(jìn)行場地地質(zhì)勘察，在滿足地基穩(wěn)定和變形要求的前提下，基礎(chǔ)應(yīng)座在工程地質(zhì)性質(zhì)較好的持力層上，當(dāng)存在軟弱下臥層時(shí)，基礎(chǔ)應(yīng)盡量淺埋，加大基底與軟弱下臥層頂板的距離；當(dāng)土層分布明顯不均勻或各部位荷載差別很大時(shí)，同一建筑物的基礎(chǔ)可以采用不同的埋深對不均勻沉降進(jìn)行調(diào)整。,地下水位 一般宜落在地下常年水位和最高水位以上，或者應(yīng)埋在最低地下水位以下200mm，以使基礎(chǔ)處于較穩(wěn)定的水

7、壓狀態(tài)。,冰凍線深度 一般應(yīng)將基礎(chǔ)的墊層設(shè)置在土層凍結(jié)深度以下200mm，以避免土壤凍融交替對基礎(chǔ)的不利影響。,相鄰建筑物基礎(chǔ)的影響： L（12）d,6.1.4 基礎(chǔ)的類型,(一)按基礎(chǔ)形式分類 1.帶形基礎(chǔ)（條形基礎(chǔ)） 墻下條形基 、柱下條形基。 2.獨(dú)立基礎(chǔ) 臺階形、錐形、杯形、薄殼等。 3.聯(lián)合基礎(chǔ) 井格式(十字交叉)基礎(chǔ)、片筏(板式、梁板式)基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)。,基礎(chǔ)構(gòu)造,1.帶形基礎(chǔ)（條形基礎(chǔ)）,當(dāng)?shù)鼗鶙l件較好、基礎(chǔ)埋置深度較淺時(shí)，多采用條形基礎(chǔ)，便于傳遞連續(xù)的條形荷載。,柱下條基（可形成井格形又稱井格基礎(chǔ)）,墻下條基,2、 獨(dú)立式基礎(chǔ),獨(dú)立式基礎(chǔ)一般為柱墩式。當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)較差時(shí)，承載力較

8、低，上部荷載較大時(shí)，柱的基礎(chǔ)底面積增大，則相鄰柱基很近，為便于施工，可將柱基之間相互連通。形成條形基礎(chǔ)或井格式基礎(chǔ)。,獨(dú)立基礎(chǔ)常用的斷面形式有階梯形、錐形、杯形等。,獨(dú)立基礎(chǔ),聯(lián)合基礎(chǔ)類型較多。 當(dāng)房屋為骨架承重或內(nèi)骨架承重，且地基條件較差時(shí)，為提高建筑物的整體性，避免各承重柱產(chǎn)生不均勻沉降，常將柱下基礎(chǔ)沿縱橫方向連接起來，形成柱下條形基礎(chǔ)或十字交叉的井格基礎(chǔ)。,3、聯(lián)合基礎(chǔ),柱下條形基礎(chǔ),井格基礎(chǔ),片筏基礎(chǔ) 當(dāng)建筑物上部荷載較大，或地基土質(zhì)很差，承載能力小，采用獨(dú)立基礎(chǔ)或井格基礎(chǔ)不能滿足要求時(shí)，可采用筏片基礎(chǔ)。筏片基礎(chǔ)在構(gòu)造上像倒置的鋼筋混凝土樓蓋，分為板式和梁板式兩種。,有梁板式基礎(chǔ),平板

9、式板式基礎(chǔ),柱下片筏式基礎(chǔ)(板式、梁板式),箱形基礎(chǔ) 箱形基礎(chǔ)是一種剛度很大的整體基礎(chǔ)，它 是由鋼筋混凝土頂板、底板和縱、橫墻組成的。若在縱、橫內(nèi)墻上開門洞，則可做成地下室。箱形基礎(chǔ)的整體空間剛度大，能有效地調(diào)整基底壓力，且埋深大、穩(wěn)定性和抗震性好，常用做高層或超高層建筑的基礎(chǔ)。,箱型基礎(chǔ),澆注箱型基礎(chǔ)底板,利用箱型基礎(chǔ)的內(nèi)部空間,(二)按基礎(chǔ)的材料分類 磚基礎(chǔ)、石基礎(chǔ)、混凝土基礎(chǔ)、毛石混凝土基礎(chǔ)、鋼筋混凝土基礎(chǔ)等。,磚基礎(chǔ)示意圖,磚基礎(chǔ),素混凝土基礎(chǔ),石基礎(chǔ),石基礎(chǔ),按基礎(chǔ)傳力情況分：剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ) 剛性基礎(chǔ)：由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料做基礎(chǔ)時(shí)，基礎(chǔ)底寬應(yīng)根據(jù)材料

10、剛性角決定，凡受剛性角限制的基礎(chǔ)為剛性基礎(chǔ)。常用于建筑物荷載較小、地基承載力較好、壓縮性小的地基上，一般用于小型民用建筑。 由于地基承載能力有限，為了使基礎(chǔ)單位面積所傳遞的力與地基能承受的能力相適應(yīng)，可采用臺階式的形式逐漸擴(kuò)大基礎(chǔ)的傳力面積，這種做法稱為“大放腳”。,剛性角：在剛性基礎(chǔ)中，墻或柱傳來的壓力是沿一定角度分布的，這個角叫壓力分布角，又稱剛性角。,當(dāng)剛性基礎(chǔ)底部寬度超過剛性角控制范圍時(shí)，基礎(chǔ)底部就容易因受剪而開裂。 因此，剛性材料基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)為避免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)。 磚石基礎(chǔ)B/H：1:1.251:1.5 混凝土基礎(chǔ)B/H ：1:1,剛性角壓力分布角，以

11、表示,磚砌基礎(chǔ)的剛性角控制在2633之間,素混凝土基礎(chǔ)的剛性角應(yīng)控制在45以內(nèi),柔性基礎(chǔ)： 用鋼筋混凝土制作的基礎(chǔ)，能承受較大拉應(yīng)力，且不受剛性角限制，故稱鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ)。鋼筋混凝土的抗彎性能和抗剪性能良好，可在上部結(jié)構(gòu)荷載較大、地基承載力不高以及水平力和力矩等荷載的情況下使用，為了節(jié)約材料可將基礎(chǔ)做成錐形 。,基礎(chǔ)鋼筋綁扎、混凝土澆注,鋼筋混凝土基礎(chǔ)拆模,獨(dú)立基礎(chǔ)成型,地下室：位于地面以下的建筑使用空間。 按使用功能分為普通地下室和防空地下室； 按結(jié)構(gòu)材料分為磚墻地下室和鋼筋混凝土地下室； 按埋入地下深度可分為全地下室和半地下室。,6.2 地下室的防潮與防水,6.2.1 地下室的類型,1

12、、普通地下室 一般用作高層建筑的地下停車庫、設(shè)備用房,根據(jù)用途及結(jié)構(gòu)需要可做成一層或二、三層、多層地下室。 2、人防地下室 結(jié)合人防要求設(shè)置的地下空間,用以應(yīng)付戰(zhàn)時(shí)情況下人員的隱蔽和疏散,并有具備保障人身安全的各項(xiàng)技術(shù)措施。按人防地下室的使用功能和重要程度,將人防地下室分為六級。,地下室防潮 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壓水影響，只需做防潮處理。 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。,當(dāng)最高地下水位高于地

13、下室地坪時(shí)，地下水不僅可以浸入地下室，而且地下室外墻和底板還分別受到地下水的側(cè)壓力和浮力。水壓力大小與地下水高出地下室地坪高度有關(guān)，高差愈大，壓力愈大。這時(shí)，對地下室必須采取防水處理。 地下室防水工程分為四個等級，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6.1選定。,地下室的防水,表6.1 地下室防水工程設(shè)防表(待續(xù)),(續(xù))表6.1 地下室防水工程設(shè)防表,(續(xù))表6.1 地下室防水工程設(shè)防表,目前我國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

14、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)剛度較差或受振動影響的工程應(yīng)采用卷材、涂料等柔性防水材料。,1、防水混凝土防水 當(dāng)?shù)叵率业仄汉蛪w均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用抗?jié)B性能好的防水混凝土材料，常采用的防水混凝土有普通混凝土和外加劑混凝土。,混凝土構(gòu)件自防水,2、卷材防水 卷材防水是以瀝青基防水卷材和相應(yīng)的粘結(jié)劑分層粘貼，鋪設(shè)在地下室底板墊層至墻體頂端的基面上，形成封閉防水層的做法。 具體做法：在鋪貼卷材前，先將基面找平并涂刷基層處理劑，然后按確定的卷材層數(shù)分層粘貼卷材，并做好防水層的保護(hù)。 根據(jù)防水層鋪設(shè)位置的不同分為外包防水和內(nèi)包防水。,卷材鋪貼在地下室外墻外表面（即迎水面）的做法稱為外防水（又稱外包防水）。,材料防水,內(nèi)包防水 將防水卷材鋪貼在地下室外墻內(nèi)表面（即背水面）的內(nèi)防水做法（又稱內(nèi)包防水）。這種防水