2章-地基与地下室.

基础与地下室建筑构造学习目标本章重点介绍地基和基础的基本概念、建筑基础类型、地下室的分类、防潮防水处理。学习要求1、掌握地基和基础的基本概念；2、了解影响基础埋深的因素；3、了解建筑基础的分类依据、类型、各自特点和适用条件；4、了解建筑地下室的分类方法和类型；5、掌握地下室需要进行防潮防水处理的条件以及构造处理措施。建筑构造案例分析上海市闵行区莲花小区在建住宅楼倒塌事故建筑构造基础：建筑物地面以下的承重构件。它承受建筑物上部结构传下来的荷载，并把这些荷载连同本身的自重一起传给地基。地基：承受由基础传下来荷载的土层。地基不是基础的一部分，也不是建筑物的一部分。持力层：直接承受建筑荷载的土层。持力层以下的土层为下卧层。基础埋深：从设计室外地坪至基础底面的垂直距离。2.1地基与基础概述上部结构室内地坪室外地坪地基（上部荷载）基础埋深图0.1地基及基础示意图持力层下卧层基础建筑构造基础宽度：（基槽宽度）即基础底面的宽度。基础宽度由计算决定。大放脚：基础增大加厚的部分，用砖、混凝土、灰土等材料制作的基础均应作大放脚。建筑构造建筑物总荷载、基础底面积和地基承载力三者之间的关系如何？建筑物总荷载一定，基础底面积越大，单位面积承载力越小。建筑构造从上式可以看出，当建筑物总荷载不变时，地基承载力f越小，基础底面积A越大。建筑构造（一）天然地基：天然土层具有足够的承载力，不需进行人工加固，可直接在其上建造房屋的地基称为天然地基。（岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土）（二）人工地基：当土层的承载力较差或虽然土层较好，但上部荷载很大时，为使地基具有足够的承载力，可对土层进行加固，这种经人工处理的土层，称为人工地基。天然地基与人工地基建筑构造压实法：用各种机械对土层进行夯打、碾压、振动来压实松散土的方法。换土法：当地基土比较软弱或部分土比较软弱，不能满足上部荷载对地基的要求时，可将软弱土层全部挖去，换成其他较坚硬的土层。桩基：当建筑物荷载较大、建筑物很高而地基土层很弱，地基承载力不能满足要求时，可采用桩基。人工加固地基的方法建筑构造压实法：用重锤或压路机将软弱土层夯实或压实。适用于设计要求相差不大的情况。建筑构造换土法：适用与地基土中全部或局部为软弱土。*换土时应避免挖成陡坡锅底状，造成应力集中。*换土应就地取材，与周围土质接近，防止不均匀沉降。建筑构造打桩法—桩基础组成:承台梁（板）、桩身*寒冷地区应在承台下铺设100mm厚的粗砂或焦渣，防止土壤冻涨引起承台反拱破坏。尺寸：承台宽不小于500mm厚不小于300mm建筑构造地基基础的设计要求：1、承载能力、稳定性、均匀沉降的要求基础位于建筑物底最底部，是建筑物承载系统的重要组成部分，对建筑物的安全起着根本性的作用；而地基虽然不是建筑物的组成部分，但它直接支撑着整个建筑，对整个建筑的安全使用起着保证作用。因此，基础本身应该具有足够的承担能力来承受和传递整个建筑物的载荷，而地基则应该具有足够的地耐力和良好的稳定性，并保证整个建筑物的均匀沉降。2、耐久性的要求3、经济方面的要求2.1.2基础的概念建筑构造2.2基础的埋置深度及影响因素2.2.1基础的埋置深度基础埋深:是指自设计室外地坪至基础底面的垂直距离。建筑构造2.2.2影响基础埋深的因素1.地基土层构造基础应建造在坚实的土层上。如果地基土层为均匀好土，则应尽量浅埋。如果地基土层不均匀，既有好土，又有软土，若坚实土层离地面近，土方开挖量不大，可挖去软土，将基础埋在好土层上；若坚实土层很深，可做地基加固处理，或将基础埋在好土上，或采用桩基础，具体方案应在作技术经济比较后确定。建筑构造图2-2地基土层对基础埋深的影响建筑构造2.建筑物自身构造3.地下水位基础埋深一般在地下水位以上。地下水位高时，基础埋深在最低地下水位以下200mm。建筑构造图2-3地下水位对基础埋深的影响建筑构造4.冻结深度冰冻线：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。基础底面置于冰冻线以下。基础尽量埋于冰冻线以下200mm。冻土深度小于0.5m基础埋深不受影响建筑构造5.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。图相邻基础埋深的影响L≥2HH新建基础原有基础图2.3基础埋深与相邻基础的关系建筑构造阳台与墙体之间的裂缝2009年3月8日济南南全福近10座居民楼墙体开裂能看清隔壁室内一户居民家中的地板砖出现了错层断裂阳台墙体裂缝案例分析建筑构造居民楼开裂的原因是什么，为什么开裂部位仅仅是一层阳台，为什么附近的其他建筑阳台没有出现开裂情况？事故原因分析：一是地质原因。开裂楼体的地下土质十分复杂，经了解，该处原为藕池地和稻田地，土层中淤泥、流沙占较大比例，地下水位较高，由于天气干旱及其他因素造成地下水位发生变化时，就会连锁引发地表土及附带地上建筑物产生沉降；二是基础原因。专家核对原施工图纸后，断定该小区住宅楼基础为钢筋混凝土沉管灌注桩，但一层阳台及相关附属房屋地基属于条形基础，二者之间沉降不均，施工及后续使用过程中极易产生裂缝。由此，也可以解释为何其他楼体一楼阳台及一楼附属房屋没有出现开裂问题。建筑构造浅基础深基础一、基础的埋深分为2.3基础的类型和构造浅基础：基础埋深不超过5m时，此类基础称为浅基础。深基础：基础埋深超过5m时,此类基础称为深基础，如桩基、沉箱、沉井和地下连续墙等。基础埋深应≥500mm。二、按所用材料及受力特点可分为：刚性基础和柔性基础。•刚性基础：指用砖、灰土、混凝土、三合土等抗压强度大，而抗拉和抗剪强度较低的刚性材料做成的基础。（此种基础适合受压而不适合承受弯、拉、剪力。）•无筋扩展基础：《建筑地基基础设计规范》GB5007-2012规定：由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的，且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。刚性基础：由刚性材料建造的受刚性角限制的基础。当刚性基础底部宽度超过刚性角控制范围时，基础底部就容易因受剪而开裂。因此，刚性材料基础设计时为避免受拉或受剪而破坏必须使基底宽度在刚性角控制范围内。刚性角用b／h表示:砖石基础b／h=1:1.25--1.5混凝土基础b／h=1:1。•扩展基础：《建筑地基基础设计规范》GB5007-2012规定：为扩散上部结构传来的荷载，使作用在基底的压应力满足地基承载力的设计要求，且基础内部的应力满足材料强度的设计要求，通过向侧边扩展一定底面积的基础。（墙下钢筋混凝土条形基础或柱下钢筋混凝土独立基础）柔性基础：由钢筋混凝土建造的，不仅能承受压应力，还能承受较大拉应力，且基础宽度加大不受刚性角限制的基础建筑构造砖基础是指用砖砌筑的基础。大放角：砖基础的逐步放阶形式称为大放角。作用：增加基础底面的宽度，使上部荷载能均匀的传到地基上建筑构造砖基础砖基础建筑构造砖基础砖基础建筑构造是指用开采下来未经雕琢形成的毛石和砂浆砌筑的基础。优点：可以就地取材，但整体性欠佳，故有振动的房间采用少。毛石基础建筑构造2.3基础的类型毛石基础建筑构造2.3基础的类型毛石基础建筑构造2.3基础的类型毛石基础建筑构造素混凝土基础多采用C10混凝土。一般有阶梯形和锥形两种。混凝土基础的刚性角45度,宽高比应小于1∶1或1:1.5扩展基础：《建筑地基基础设计规范》GB5007-2012规定：为扩散上部结构传来的荷载，使作用在基底的压应力满足地基承载力的设计要求，且基础内部的应力满足材料强度的设计要求，通过向侧边扩展一定底面积的基础。（墙下钢筋混凝土条形基础或柱下钢筋混凝土独立基础）柔性基础：由钢筋混凝土建造的，不仅能承受压应力，还能承受较大拉应力，且基础宽度加大不受刚性角限制的基础建筑构造钢筋混凝土基础垫层目的：保证基础钢筋和地基之间有足够的距离，以免钢筋锈蚀；而且还可以作为绑扎钢筋的工作面。作法：C10素混凝土，厚度100mm；垫层两边应伸出底板各100mm。建筑构造钢筋混凝土基础底板：基础主要受力构件，厚度和配筋均由计算确定。受力筋直径不得小于8mm，间距不大于200mm，混凝土强度等级不宜低于C15。建筑构造钢筋混凝土锥形基础底板边缘厚度：不小于200mm且不宜大于500mm。钢筋混凝土锥形基础建筑构造钢筋混凝土阶梯形基础每阶厚度300～500mm。基础高度在500～900mm时采用两阶。基础高度超过900mm时采用三阶。钢筋混凝土阶梯形基础(a)单阶(b)两阶(c)三阶宽基浅埋建筑构造⒉按构造形式分类基础独立基础条形基础筏片基础桩基础箱形基础井格基础4.按构造形式分可分为独立基础、条形基础、筏式基础、桩基础、箱形基础等。建筑构造1）独立基础当建筑物上部采用框架结构或单层排架结构承重，且柱距较大时，基础常采用方形或矩形的单独基础，这种基础称独立基础。建筑构造当地基承载能力较高时，上部结构为框架结构且荷载较小时采用。土方量小，施工简便。易发生地基不均匀沉降。适用范围：优点：缺点：建筑构造独立基础（a）阶梯形（b）锥形（c）杯形建筑构造山东财政学院国际交流学院基础工程2004年10月：独立基础与筏形基础建筑构造武夷学院基础工程2012.05：独立基础建筑构造建筑构造建筑构造优点：纵向整体性好。•缺点：土方量大，施工场地开挖纵横沟槽，搬运不方便。当上部结构采用砖墙或石墙承重时,基础沿墙身设置,多做成长条形，故称条形基础或带形基础。建筑构造2004年11月潍坊市坊子区普利城市花园别墅工地条形基础、单独基础建筑构造适用于：高层建筑。特点：可以克服独立基础下沉不均的弊病。但造价高，施工复杂。井格基础特点：适用范围：建筑构造当上部结构荷载较大，而所在地的地基承载力又较软弱时，常将墙或柱下基础连成一片，使整个建筑物的荷载作用在一块整板上，这种基础称为筏片基础。适用于：高层建筑筏片基础建筑构造（a）平板式（b）梁板式筏形基础建筑构造伟东新都工地筏片基础建筑构造箱式基础：将筏片基础的四周和顶部用钢筋混凝土浇筑成盒状的整体基础。特点：既可提高建筑物和基础的刚度，又可利用基础的空间作为地下室。适用于：高层或超高层建筑建筑构造箱形基础建筑构造图2-9箱形基础(a)构造图(b)正在施工的箱形基础建筑构造箱形基础（5）桩基础•一般多层建筑物当地基较好时多采用天然浅基础，它造价低、施工简便。如果天然浅土层较弱，可采用机械压实、强夯、堆载预压、深层搅拌、化学加固等方法进行人工加固，形成人工地基。•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，就可考虑以下部坚实土层或岩层作为持力层的深基础，其中桩基应用最为广泛。承台桩身基础类型—按基础构造形式分•桩基础特点：承载力高；稳定性好；沉降稳定快和沉降变形小；抗震能力强；能适应各种复杂地质条件。•桩基础除主要用来承受竖向抗压荷载，还用于承受水平荷载和竖向荷载。•桩基础的组成：桩基础由桩和承台两部分组成。桩基的组成•（1）、按基桩数量可分为：•单桩基础：采用单根桩的形式以承受和传递上部结构荷载的独立桩基础称单桩基础。•群桩基础：由2根或以上的多根桩组成桩群，由承台将桩群在上部联结成一个整体，建筑物的荷载通过承台分配给各根桩，桩群再把荷载传给地基，称群桩基础。群桩基础中的单桩称基桩。（大多数情况如此）一、桩基的分类•（2）、根据承台与地面的相对位置，一般可分为低承台桩基和高承台桩基。•当承台底面位于土中时，称低承台桩基；在一般房屋建筑和水工建筑物中最常用。•当承台底面高出土面以上时，称高承台桩基；常用于桥梁工程、港口码头及海洋工程中。上部结构承台桩坚硬土层低承台桩基础按照承台位置分低承台桩高承台桩端承桩摩擦桩桩基础按照受力状态不同分为桩基础的类型：3、按桩的受力情况分为：摩擦桩和端承桩（1）摩擦桩：桩顶竖向荷载主要由桩侧摩擦力承受（2）端承桩：桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受锤击预应力高强混凝土管桩2、根据施工方法，桩可分为预制桩和灌注桩。预制桩可以在施工现场预制，也可以在工厂制作，然后运至施工现场。常用预制桩有：木桩、钢桩、混凝土预制桩（含预应力混凝土桩）等。施工方法有：锤击、震动、静压或旋入