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1、第三章 基础与地下室,地基的基本知识基础的基本知识和构造地下室的基本知识和构造,本章内容,3.1认识基础3.2常用基础的构造3.3基础的埋置深度3.4基础的防潮3.5地下室的构造,3.1认识基础,基础的定义地基的分类人工地基的加工方法基础的类型,一、基础的定义,基础:建筑物与土壤直接接接触的部分。即建筑物的墙或柱深入土中的扩大部分。基础是建筑物的组成部分，它承受着建筑物的上部荷载，并将这些荷载传递给地基，起承上启下的作用。x地基:支承建筑物重量的土层，地基不是建筑物的组成部分。,对地基的要求,建设地址应可能选择在地基情况好或较好的地段，即地基应具有足够的承载能力和均匀程度。好、较好的土可分为岩
2、石类、碎石类、砂性土类和粘性土类。（地基土的分类：岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土、特殊土）地基应有较好的持力层和下卧层。,（1）地基中应力、应变的变化,地基在荷载作用下产生应力（反力）与应变（变形），其应力与应变值随着土体深度的加深而慢慢减小，到一定深度后土体的应力与应变值就可以忽略不计了。,随着土层深度的不断增加，土层所承受的荷载越来越小。持力层以下的下卧层所承受的荷载基本可以忽略不计。,（2）持力层与下卧层,持力层是直接与基础底面接触且需要计算的土层。下卧层是持力层以下的土层，即应力与应变值可以忽略不记的土层。下卧层承受的荷载虽然可以忽略，但是如果下卧层是软弱下卧层的话，就要进
3、行处理。比如下卧层是淤泥质土，那么我们就要考虑计算下卧层承载能力。如果计算不能承受，那么要考虑地基处理，或者考虑桩基础设计。,二、地基的分类,什么是天然地基：天然状态下的土层具有足够的承载能力，不需要经人工改良或加固，可直接在上面建造房屋的地基。什么是人工地基：建筑物上部荷载较大或地基土的承载能力较弱，缺乏足够的稳定性，必须预先对地基土进行人工补强和加固才能在上面建造房屋的地基。,一、人工地基的加工方法,压实法换土法打桩法 地基加固的原理是：“将土质由松变实，将土的含水量由高变低”。,1）压实法,压实法是用重锤或压路机将较弱的土层夯实或压实，挤出土层颗粒的空气，提高土的密实度以增加土层的承载力
4、。,（1）强夯压实,定义：指的是为提高软弱地基的承载力，用重锤自一定高度自由下落夯击土层使地基迅速固结的方法适用范围：强夯压实法用于粘性土，湿陷性黄土及人工杂填土等软弱地基的深层加固，但必要时要采取防震措施。,（2）振动压实法,定义：将振动机械置于地基表面进行一定时间的振动，利用其激振力在土中产生的剪切压密作用，使一定深度内的土均匀增密，从而改善地基的力学性能。适用范围：振动压实法适用于处理砂性土及松散性杂填土（炉灰、炉渣、碎砖瓦等）。,振动压实法,（3）机械压实,定义：利用压路机、羊足碾、轮胎碾等机械碾压地基土壤，使地基压实排水固结。适用范围：机械压实适用于大面积浅层填土。,2）换土法（置换
5、法）,定义：当地基土的局部或全部为软弱土不宜采用压实法加固时（如淤泥、沼泽、杂填土、洞等），可将局部或全部软弱土清除，换以好土，如粗砂、中砂、砂石料、灰土等。,3）打桩法,打桩法桩基的组成桩基的分类桩基布点,（1）打桩法,定义：打桩法是在软弱土层中置入桩身，将建筑物建造在桩上，所以也可称为桩基础。,（2）桩基的组成,桩基础是一种常用的深基础形式，桩基由桩身和承台板（或梁）组成。,（3）桩基分类,端承桩：是将桩尖直接支承在岩石或硬土层上，用桩身支承建筑物的总荷载。摩擦桩：是用桩挤实软弱土层，靠桩壁与土壤的摩擦力承担总荷载。,（4）桩基布点,桩基布点是按承重结构的形式确定的。独立柱承重结构可采用点
6、式布置。点布置还可以根据桩的承载力和荷载大小选择单桩、双桩或多桩布置，并用承台板联合为一体共同承受独立柱的荷载。,第一步：挖桩孔,第二步：放置钢筋笼,第三步：灌浆振捣密室,第四步：浇筑桩承台,承重结构为带形墙或密集柱时，则应采用带形布置，并用带形承台梁联合为一体共同承受上部荷载。（课本P49 图3-12右）,四、基础的类型,1）按基础使用材料及其受力特点可分为：刚性基础柔性基础3）按构造可分为：条形基础独立柱基础板式基础箱型基础3）按材料分为：砖基础条石基础混凝土基础钢筋混凝土基础,刚性基础：由砖石、毛石、素混凝土等刚性材料制作的基础，这种基础抗压强度高而抗弯强度低。刚性角：在刚性基础中，墙或
7、柱传来的压力是沿一定角度分布的，这个角叫压力分布角，又称刚性角。,砖基础示意图,砖基础,素混凝土基础,石基础,柔性基础：用钢筋混凝土制作的基础，也叫柔性基础。钢筋混凝土的抗弯性能和抗剪性能良好，可在上部结构荷载较大、地基承载力不高以及水平力和力矩等荷载的情况下使用，为了节约材料可将基础做成锥形,基础钢筋绑扎、混凝土浇注,钢筋混凝土基础拆模,独立基础成型,同样的受力面积，柔性基础比刚性基础高度小很多。,3.2常用基础的构造,条形基础板式基础,一、条形基础,砖基础,砖砌条形基础由垫层、砖砌大放脚、基础墙组成垫层大放脚基础墙,垫层,一般为C10素混凝土，高100300mm，两端各挑出100mm。除用
8、混凝土垫层外，也可用三七灰土、碎砖三合土、砂垫层等。,大放脚,大放脚分为等高式和间隔式等高式（二皮一收法）是每两皮砖放出1/4砖，即高120mm，宽60mm间隔式（二一间隔收法）是每两皮砖放出1/4砖，与每皮砖放出1/4相间隔，即高120mm，宽60mm，又高60mm，宽60mm相间隔，但必须保证底层为二皮砖，即120mm高。,基础墙,基础墙墙厚一般同上部墙厚，或大于上部墙厚。基础经常埋于地下，经常受潮，而砖的抗冻性差，因此，砌筑基础的材料要求：砖不宜低于MU7.5，砂浆不低于M2.5，一般采用MU10砖，M5水泥砂浆砌筑。,毛石基础,毛石基础是用不规则的毛石砌成，主要用于荷载不大的低层建筑，
9、现已很少使用。,条石基础,条石基础是用人工加工的条形石块，用M2.5水泥砂浆或M5水泥砂浆砌筑而成的基础，剖面有矩形、阶梯型和梯形等多种形式,素混凝土基础,素混凝土基础是用不低于C10的混凝土浇捣而成。基础较小时，多采用矩形或台阶形；基础较宽时，多采用台阶形或梯形。,素混凝土基础,钢筋混凝土基础,钢筋混凝土因其受力钢筋抗拉能力较强，基础承受弯曲的能力较大，因此，基础宽度不受高宽比的限制。,独立柱基础,独立柱基础一般为柱墩式。当地基土质较差时，承载力较低，上部荷载较大时，柱的基础底面积增大，则相邻柱基很近，为便于施工，可将柱基之间相互连通。形成条形基础或井格式基础。,条形基础,独立基础,井格型基
10、础,二、板式基础,板式基础又称为伐式基础，由于布满整个建筑底部，所以又称满堂基础。板式基础适用于上部荷载较大，地质条件较差，采用其他形式基础不够经济时。为了连接成整体，板式基础一般为钢筋混凝土基础。钢筋混凝土板式基础分为有梁板式和平板式。,箱型基础,板式基础钢筋,平板式板式基础,有梁板式基础,三、壳体基础,定义：由正圆锥形及其组合形式构成的壳体基础，可用于一般工业与民用建筑柱基和筒形的构筑物（如烟囱，水塔，料仓，中小型高炉等）基础。优点：这种基础使径向内力转变为压应力为主，据报道，可比一般梁、板式的钢筋混凝土基础减少混凝土用量50%左右，节约钢筋30%以上，具有良好的经济效果。缺点：但壳体基础
11、施工时技术难度大，易受气候因素的影响，布置钢筋及浇捣混凝土施工困难，较难实行机械化施工,壳体基础,3.3基础的埋置深度,基础的埋置深度是由室外设计地面到基础底面的垂直距离。浅基础是指基础深度不超过5m的基础。深基础是指基础深度大于5m的基础。,影响基础埋深的因素,地基的土层构造（土质条件好、承载力高的土层，基础可以浅埋，一般来说基础底面应尽量选在常年未经扰动而且坚实平坦的土层或岩石上，俗称“老土层”）地下水位（地基土含水量的大小对其承载力影响很大，一般宜将基础落在地下常年水位和最高水位之上）土的冻结深度（一般将基础的垫层部分做在土层冻结深度以下200mm。若不能埋置于冰冻线以下的基础，应作保温
12、处理）相邻建筑的影响(新建建筑物的基础埋深不宜深于相邻的原有建筑物的基础；若埋深大于原建筑，应保持2倍基础底面高差的水平距离。或采取一定的措施加以处理，以保证原有建筑的安全和正常使用，上海楼倒倒),（一）地基土层构造,土层均匀，承载力较好的坚实土层：浅埋但埋深0.5m。土层不均匀，坚实土层离地面近，距地面2m，土方量不大，挖去软弱土层，埋在坚实土层上。土层不均匀，坚实土层距地面2m，且5m，分情况处理。土层不均匀，坚实土层距地面5m，地基加固处理。土层不均匀，坚实土层和软弱土层交替，荷载又大，则可用桩基。见下页图,地基土层对基础埋深的影响,（二）地下水位,基础埋深一般在地下水位以上。地下水位高
13、时，基础埋深在最低地下水位以下200mm。,（三）冻土深度,冰冻线：地面以下，冻结土与不冻结土的分界线称为冰冻线。冰冻线的深度称为冻结深度。冻胀与融陷。基础底面置于冰冻线以下100200mm。,（四）相邻基础埋深,一般情况下：新基础应尽量浅于原有基础。当新基础深于原有基础时，两基础间保持一定的距离L。L=2H 式中：H 为两基础底面的高差。,3.4基础的防潮,为了防止潮气沿墙上升使墙身受潮，通常在基础上面设防潮层。建筑防潮构造所要防的潮主要指的是地潮，也就是存在于地下水位以上的透水土层中的毛细水地潮的危害（影响结构、装修，影响使用）,补充：土中水,土中水分为结合水和自由水。1、结合水又可分为：
14、强结合水和弱结合水。结合水因离颗粒表面远近不同，受电场作用力的大小也不同，所以分为强结合水和弱结合水。1）、强结合水存在于最靠近土颗粒表面处，水分子和水化离子排列非常紧密，以致于密度大于1，并有过冷现象（即温度降到0度以下也不发生冻结现象）。2）、弱结合水距土粒表面较远地方的结合水，因为引力降低，弱结合水的水分子的排列不如强结合水紧密，可能从较厚水膜或浓度较低处缓慢地迁移到较薄的水膜或浓度较高处，亦可从土粒周围迁移到另一个土粒的周围，这种运动与重力无关，这层不能传递静水压力的水定义为弱结合水。,2、自由水分为重力水和毛细水 1）重力水是受重力作用，在土的孔隙中流动的水。重力水常处于地下水位以下
15、。与一般水一样，重力水可以传递静水压力和动水压力。具有溶解能力，可溶解土中的水溶盐，使土的强度降低，压缩性增大；可以对土颗粒产生浮托力，使土的重度减小；还可以在水头差的作用下形成渗透水流，并对土粒产生渗透力，使土体发生渗透变形。2）毛细水：毛细水是由于水分子与土粒表面之间的附着力和水表面张力的作用，地下水将沿着土中的细小通道逐渐上升，形成一定高度的毛细水水带。在工程实践中应注意：毛细水的上升可能使地基浸湿，使地下室受潮或使地基、路基产生冻胀，造成土地盐渍化等问题。,根据所用材料的不同，防潮层分为：卷材防潮层(油毡防潮层)防水砂浆防潮层细石混凝土带防潮层,卷材防潮层,卷材防潮层（油毡防潮层）具有
16、一定的韧性、延伸性和良好的防潮性能。其做法一般是沿墙脚水平方向一定位置处铺设一层1015mm砂浆找平层，1、干铺油毡一层；2、一毡二油（提高防潮效果），两种做法的油毡均应比墙身宽1020mm，油毡之间的搭接长度不小于70mm。油毡防潮层整体性差，降低了上下砖砌体之间的粘结力，对抗震不利，不应在刚度要求高或地震区采用。,防水砂浆防潮层,防水砂浆防潮层是在需要设置防潮层的位置铺设防水砂浆层或用防水砂浆砌筑1-2皮砖。防水砂浆是在1：2.5或1：2的水泥砂浆中，加入水泥用量3%5%的防水剂制成，其厚度为2025mm。防水砂浆能克服油毡防潮层的缺点，故较适用于抗震地区和一般的砖砌体中。此种做法构造简单
17、，但砂浆性脆，易断裂，地基有不均匀沉降时，会开裂失效。,细石混凝土防潮层,在防潮层位置铺设60mm厚细石混凝土，内配3638钢筋形成防潮带，或结合地圈梁的设置形成防潮层。这种防潮层抗裂性能好，且能与砌体结合为一体，故适用于整体刚度要求较高的建筑中。,3.5地下室的构造,地下室的类型地下室的防潮地下室的防水,地下室的类型,全地下室 全地下室的顶板与室外地坪大致相平。半地下室 半地下室埋置较浅，常利用侧墙外的采光井来解决采光问题。,地下室的防潮,地下室的防潮是在地下室外墙外面设置防潮层。具体做法是：在外墙外侧先抹20mm厚1:2.5水泥砂浆（高出散水300mm以上），然后涂冷底子油一道和热沥青两道
18、（至散水底），最后在其外侧回填隔水层。北方常用2:8灰土，南方常用炉渣，其宽度不少于500mm。地下室顶板和底板中间位置应设置水平防潮层，使整个地下室防潮层连成整体，以达到防潮目的。,当最高地下水位高于地下室地坪时，地下水不仅可以浸入地下室，而且地下室外墙和底板还分别受到地下水的侧压力和浮力。水压力大小与地下水高出地下室地坪高度有关，高差愈大，压力愈大。这时，对地下室必须采取防水处理。,地下室的防水,卷材防水是以沥青胶为胶结材料的一层或多层防水层。根据卷材与墙体的关系，可分为外防水和内防水。卷材铺贴在地下室外墙外表面（即迎水面）的做法称为外防水（又称外包防水）见下图。此外，还有将防水卷材铺贴在
19、地下室外墙内表面（即背水面）的内防水做法（又称内包防水）。这种防水方案对防水不太有利，但施工简便，易于维修，多用于修缮工程。地下室水平防水层的做法，先是在垫层上作水泥砂浆找平层，找平层上涂冷底子油，底面防水层就铺贴在找平层上。最后做好基坑回填隔水层（粘土或灰土）和滤水层（砂），并分层夯实。,卷材防水,钢筋混凝土防水,地下室作为隐蔽工程，应该先验收，后回填，并加强施工现场的管理，以保证防水层的质量。避免后期补救工作给使用带来的不便。,地下室防潮与防水的区别,当地下水常年水位和最高水位都在地下室地坪标高以下时，地下水不能直接侵入室内，墙和地坪仅受土层中地潮的影响，地下室仅需做防潮处理。当设计最高地下水位高于地下室地坪时，地下室的外墙和地坪被侵在水中，地下室必须做防水处理。,作业：思考题,1.什么是地基和基础?它们之间有何区别?2.什么是天然地基和人工地基?常用的人工地基处理方法有哪些?3.常见的基础类型有哪些?各有何特点?4.地下室有哪些类型?有哪些组成部分?5.为什么要对地下室进行防潮、防水处理?6.什么情况下防潮?什么情况下防水?构造要求如何?,本章结束,
