4.1基础与地下室.ppt

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基础与地下室v本章学习目标：

本章学习目标：

v地基与基础的概念地基与基础的概念v基础的构造基础的构造v地下室防潮防水构造地下室防潮防水构造1地基与基础的关系v地基、基础与荷载关系地基、基础与荷载关系基础是建筑物的墙或柱埋在地下的扩大部分。

基础的作用是承受上部结构的全部荷载，通过自身的调整，把它传给地基。

地基是指基础底面以下，受到荷载作用影响范围内的部分岩、土体。

基础是建筑物的重要组成部分，而地基只是承受建筑物荷载的土壤层。

v建筑物的全部荷载都是通过基础传给地基的。

作为地基的岩体、土体，以其强度（地基承载力）和抗变形能力保证建筑物的正常使用和整体的稳定性，并使地基在防止整体破坏方面有足够的安全储备。

地基承受荷载有一定的限度，每平方米面积所承受的最大垂直压力，称为地基的承载力。

为了保证建筑物的稳定和安全，必须满足建筑物基础底面的平均压力不过地基承载力。

地基上所承受的全部荷载是通过基础传递的，因此当荷载一定时，可通过加大基础底面积来减少单位面积上地基所受到的压力。

基础底面A可通过下式来确定：

v基础底面A可通过下式来确定：

vAN/fv式中N建筑物的总荷载；vf一地基承载力。

v从上式可以看出，当地基承载力不变时，建筑总荷载越大，基础底面积也要求越大。

或当建筑物总荷载不变时，地基承载力越小，基础底面积越大。

22地基的分类地基的分类v地基可分为天然地基和人工地基两种类型。

天然地基是指天然状态下即可满足承载力要求、不需经人工处理的地基。

可做天然地基的岩土体包括岩石、碎石、砂土、戮性土等。

当达不到上述要求时，可以对地基进行补强和加固。

经人工处理的地基称为人工地基。

处理方法有多种，如换填法、预压法、强夯法、振冲法、深层搅拌法等。

v换填法：

换填法：

是指用砂石、灰土、素土、工业废渣等强度较高的材料，置换地基浅层软弱土，并在回填土的同时，采用机械逐层压实。

v预压法：

预压法：

指在建筑基础施工之前，对地基土预先进行加载预压，使地基土被预先压实，从而提高地基土的强度和抵抗沉降的能力。

v强夯法：

强夯法：

是利用强大的夯击功，迫使深层土液化和动力固结而密实。

该方法用80一300kN的重锤和8一20m的落距，强力对地基施加冲击能。

强夯对地基土有加密作用、固结作用和预加变形作用，从而提高了地基承载力，降低了压缩性。

目前强夯法又拓展为强夯置换法，在加密的同时对部分软弱土用粗骨料取代，然后再夯实；或者是用砂石以及其他颗粒材料填人夯坑内，这样便形成夯扩短桩。

v深层搅拌法的定义深层搅拌法的定义：

利用水泥或石灰作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在一定深度范围内把地基土与水泥（或其他固化剂）强行拌和固化形成有水稳定和足够强度的水泥土，制成桩体块体和墙体等并与原地基共同作用，提高地基承载力，改善地基变形特性的一种地基处理技术。

3地基与基础的设计要求地基与基础的设计要求v1地基应具有足够的承载力和均匀程度v2基础应具有足够的强度和耐久性v3经济要求5基础的类型v基础埋深v1.基础埋深的概念基础埋深是指自设计室外地面至基础底面的深度，如图2.2。

基础按其埋置深度大小分为浅基础和深基础。

基础埋深5m时,开挖、排水用普通方法，此类基础称为浅基础。

如浅层土质不良，需将基础加大埋深，此时需采取一些特殊的施工手段和相应的基础形式来修建，如桩基、沉箱、沉井和地下连续墙等，这样的基础称深基础。

v2.基础埋深的影响因素v埋深大小关系到地基是否可靠、施工难易、及造价的高低，影响基础埋深的因素很多。

其主要影响因素如下：

v1、建筑物的使用要求，基础型式、荷载等。

v2、工程地质和水文地质条件v3、冻胀层深度v4、相邻建筑物的埋深v5、其他vl）地基土质分布均匀时，基础应尽量浅埋，但也不得低于500mm，如图8.3（a）所示。

v2）地基土层的上层为软土，厚度在2m以内，下层为好土时，基础应埋在好土层内，此时土方开挖量不大厂既可靠又经济，如图8.3（b）所示。

v3）地基土层的上层为软土，且高度在2-5m时，荷载小的建筑（低层、轻型）仍可将基础埋在软土内，但应加强上部结构的整体性，并增大基础底面积。

若建筑总荷载较大（高层、重型）时，则应将基础埋在好土上，如图8.3（c）所示。

v4）地基土层的上层软土的厚度大于5m时，对于建筑总荷载较小的建筑,应尽量利用上层的软弱土层做地基，将基础埋在软土内，必要时应加强土部结构，增大基础底面积或进行人工加固。

否则，是采用人工地基还是把基础埋至好土层内，应进行经济比较后确定，如图8.3（d）所示。

v5）地基土层的上层为好土,下层为软土，此时，应力争把基础埋在好土里,适当提高基础底面，以有足够厚度的持力层,并验算下卧层的应力和应变,确保建筑的安全,如图8.3（e）所示。

v6）地基土层由好土和软土交替组成，低层轻型建筑应尽可能将基础埋在好土内；总荷载大的建筑可采用打端承桩穿过软土层，也可将基础深埋到下层好土中，两方案可经技术经济比较后选定，如图8.3（f）所示。

v存在地下水时，基础埋深一般应考虑埋于最高地下水位以上不小于0.2m处。

当地下水位较高，基础不能埋置在地下水位以上时，宜将基础埋置在最低地下水位以上不少于0.2m的深度，且同时考虑施工时基坑的排水和坑壁的支护等因素。

地下水位以下的基础，选材时，应考虑地下水对地基有腐蚀性的可能而要采取防腐措旅，如图8.4所示。

5、其他、其他v为保护基础，一般要求基础顶面低于设计室外地面不少于0.1m，地下室或半地下室基础的埋置深度则要结合建筑设计的要求确定。

6基础的类型v1.按基础的材料及受力特点分类v

（1）刚性基础：

刚性基础是指由砖石、素混凝土、灰土等刚性材料制作的基础，这种基础抗压强度高而抗拉、抗剪强度低。

v

（2）柔性基础：

钢筋混凝土基础称为柔性基础。

v基础型式的选择与上部结构型式直接相关，另外与土层分布情况，地基承载力、荷载大小、受力方向等条件密切相关。

二、常用基础的构造v

（1）单独基础是独立的块状形式，常用断面形式有踏步形、锥形、杯形。

适用于多层框架结构或厂房排架柱下基础，地基承载力不低于80Kpa时，其材料通常采用钢筋混凝土、素混凝土等。

当柱为预制时，则将基础作成杯口形，然后将柱子插入，并嵌固在杯口内，故称杯口基础，如图2.8。

（2）条形基础基础是连续带形，也称带形基础。

有墙下条形基础和柱下条形基础。

墙下条形基础：

一般用于多层混合结构的承重墙下，低层或小型建筑常用砖、混凝土等刚性条形基础。

如上部为钢筋混凝土墙，或地基较差，荷载较大时，可采用钢筋混凝土条形基础。

（如图2.9）。

v柱下条形基础：

因为上部结构为框架结构或排架结构，荷载较大或荷载分布不均匀，地基承载力偏低，为增加基底面积或增强整体刚度，以减少不均匀沉降，常用钢筋混凝土条形基础，将各柱下基础用基础梁相互连接成一体，形成井格基础。

（如图2.10）v（3）片筏基础建筑物的基础由整片的钢筋混凝土板组成，板直接由地基土承担，称为片筏基础。

（如图2.11）。

v（4）箱形基础当上部建筑物为荷载大、对地基不均匀沉降要求严格的高层建筑、重型建筑以及软弱土地基上多层建筑。

为增加基础刚度，将地下室的底板、顶板和墙整体浇成箱子状的基础，称为箱形基础。

（如图2.12）。

v（5）桩基础当浅层地基上不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求，而又不适宜采取地基处理措施时，就要考虑以下部坚实土层或岩层作为持力层的深基础，桩基应用最为广泛（如图2.13）。

三、地下室v地下室一般由墙体、底板、顶板、门窗、楼梯五大部分组成。

v地下室的分类v地下室按使用性质分，有普通地下室（普通的地下空间，一般按地下楼层进行设计）和防空地下室（有人民防空要求的地下空间，应妥善解决紧急状况下的人员隐蔽与疏散，应有保证人身安全的技术措施）；按顶板标高分，有半地下室（埋深为1/31/2倍的地下室净高）和全地下室（埋深为地下室净高的1/2以上）；按结构材料分，有砖混结构地下室和钢筋混凝土结构的地下室。

8.4.2地下室的组成地下室的组成v墙体v地下室的外墙不仅承受垂直荷载，还承受土、地下水和土壤冻胀的侧压力。

因此地下室的外墙应按挡土墙设计，如用钢筋混凝土或素混凝土墙，应按计算来确定，其最小厚度除应满足结构要求外，还应满足抗渗厚度的要求。

其最小厚度不低于30Omm，外墙应做防潮或防水处理，如用砖墙（现在较少采用），其厚度不小于490mmv底板v底板处于最高地下水位以上，并且无压力作用时，可按一般地面工程处理，即垫层上现浇混凝土60一80mm厚，再做面层；如底板处于最高地下水位以下时，底板不仅承受上部垂直荷载，还承受地下水的浮力荷载，因此应采用钢筋混凝土底板，并双层配筋，底板下垫层上还应设置防水层，以防渗漏。

v顶板v可用现浇板、预制板或者预制板上做现浇层（装配整体式楼板）。

如为防空地下室，必须采用现浇板，并按有关规定决定厚度和混凝土强度等级，在无采暖的地下室顶板上，即首层地板处应设置保温层，以利于首层房间的使用舒适。

v门窗v普通地下室的门窗与地上房间门窗相同，地下室外窗如在室外地坪以下时，应设置采光井和防护算，以利室内采光、通风和室外行走安全。

防空地下室一般不允许设窗，如需开窗，应设置战时堵严措施。

防空地下室的外门应按防空等级要求。

设置相应的防护构造。

v楼梯v可与地面上房间结合设置，层高小或用作输助房间的地下室，可设置单跑楼梯，有防空要求的地下室，至少要设置两部楼梯通向地面的安全出口，并且必须有一个是独立的安全出口，这个安全出口周围不得有较高建筑物，以防空袭倒塌，堵塞出口，影响安全疏散。

8.4.3地下室的防潮、防水构造v地下室外墙和底板都埋于地下，地下水通过地下室围护结构渗人室内、，不仅影响使用，而且当水中含有酸、碱等腐蚀性物质时，还会对结构产生腐蚀，影响其耐久性。

因此防潮、防水往往是地下室构造处理的重要问题。

v当设计最高地下水位高于地下室底板标高或有地面水下渗的可能时，应采用防水做法。

当设计最高地下水位低于地下室底板300一500mm，且地基范围内的土雄及回填土无形成上层滞水可能时，应采用防潮做法。

1.地下室防潮地下室防潮v地下室防潮的构造要求：

砖墙必须采用水泥砂浆砌筑，灰缝必须饱满汇在外墙外侧设垂直防潮层，做法一般为1：

2.5水泥砂浆找平、刷冷底子油一道、热沥青两道，防潮层做至室外散水处，然后在防潮层外侧回填低渗透性土壤如薪土、灰土等，并且逐层夯实，底宽500mm左右；此外，地下室所有墙体，必须设两道水平防潮层，一道设在底层地坪附近，一般设置在结构层之间，另一道设在室外地面散水以上150200mm的位置1.地下室防水地下室防水v当设计最高地下水位高于地下室地层时，需做好地下室外墙和地层的防水处理。

目前采用的防水措施有自防水和材料防水两类。

自防水是用防水混凝土作外墙和地板，使承重、围护、防水功能三者合一。

这种防水措施施工较为简便。

材料防水是在外墙和地板表面敷设防水材料，如卷材、涂料、防水水泥砂浆等，以阻止地下水的渗人。

卷材防水是常用的一种防水材料，根据卷材与墙体的关系，可分为外防水和内防水，如图8.17和图8.18所示。

v卷材防水层设在地下工程围护结构外侧（即迎水面）时，称为外防水，这种方法防水效果好，采用较多，但维修困难。

外防水的具体作法是：

先在混凝土垫层上将油毡满铺整个地下室，在其上浇筑细石混凝土或水泥砂浆保护层，以便浇筑钢筋混凝土底板。

底层防水油毡须留出足够的长度，以便与墙面垂直防水油毡搭接。

v墙体防水是先在外墙外侧抹20mm厚1:

2.5水泥砂浆找平层，涂刷冷底子油一道，再按一层油毡一层沥青胶顺序粘贴好防水层。

油毡从底板下包上来沿墙身由上而下连续密封粘贴，在设计水位以上0.5-1m处收头。

然后在防水层外侧砌厚为120mm的保护墙以保护防水层并使防水层均匀受压，在保护墙与防水层之间缝隙中灌以水泥砂浆，保护墙下干铺油毡一层并沿其长度方向每隔3一5m设一通高竖向断缝，以保证紧压防水层。

v卷材粘贴于结构内表面时称为内防水，这种作法防水效果较差，但施工简单，便于修补