房屋建筑学 基础与地下室

基础是建筑物的墙或柱深入土中的扩大部分，是建筑物的构造组成部分。地基：基础下部的土层，它不是建筑物的构造组成部分。基础与地基的关系：基底产生压应力≤地基承载力。二、对地基的要求1、基础设计对地基有如下要求：（1）建筑物的建造地址应尽可能选择在地基情况好或较好的地段。（2）地基的承载力要力求均匀。（3）地基应有较好的持力层和下卧层。（4）尽可能采用天然地基。一、基础和地基的含义及关系第一节概述第一节概述2、人工地基的加工方法（1）压实法（2）换土法（3）打桩法打桩法是在软弱土层中置入桩身，将建筑物建造在桩上，所以也称为桩基础。（a）桩基的组成：桩身和承台梁（或板）（如图2-1）（b）桩基受力情况分类：端承桩和摩擦桩（如图2-2a、b）桩基按施工方法分：预制桩、钻孔灌注桩、振动沉管灌注桩和爆扩桩。（如图2-2）（c）桩基布点：按承重结构的形式而定柱承台板桩柱墙承台梁桩柱（a）端承桩软土硬土层软土（b）摩擦桩图2-1图2-2承台钻孔灌注桩硬土第一节概述(f)(e)(d)（a）钻孔直径约50mm（c）爆扩成孔，清除松土（f）放钢筋骨架浇混凝土（e）爆扩成桩头（d）放炸药包，填50%桩头混凝土（b）放炸药管爆扩桩钻孔灌注桩图2-2第一节概述三、对基础的要求1、具有足够的强度和耐久性。2、在基础施工过程中，必须在标高、尺寸、材料等方面严格把关。3、尽可能选择土质较好的土层作为持力层，使用地方材料以节省运输费用。第二节基础的埋置深度一、基础埋置深度的定义1、定义基础的埋置深度是指由室外坪标高至基础底面标高的垂直距离。（如图2-3）2、浅基础与深基础在天然地基上，一般把埋置深度在5m以内的基础称为浅基础，把埋置深度大于5m的基础称为深基础。3、基础埋置深度一般不宜小于0.5m基底标高基础埋深（按要求设置）防潮层室外标高下卧层持力层室内标高基顶标高图2-3第二节基础的埋置深度二、基础埋置深度的选择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：1、建筑物荷载的大小2、地基土质的好坏3、地下水位的高低4、冻土深度的影响5、新旧建筑物的影响第三节基础的构造一、基础类型1、按基础材料受力特点分类①刚性基础：当采用砖、石、混凝土、灰土等抗压强度好而抗拉、抗剪强度较低的材料作基础时，基础底面宽度应根据材料的刚性角来决定。刚性角指的是基础放宽的引线与墙体垂直线之间的夹角，它用基础放阶的级宽与级高之比值来表示（如图2-4）。常见的刚性基础有砖基础、毛石基础、混凝土基础、毛石混凝土基础。bBBoHBbBoHααbbBoBoBBHH图2-4第三节基础的构造②柔性基础（扩展基础）：在混凝土基础中放上钢筋，形成钢筋混凝土基础，使混凝土和钢筋共同发挥作用，既可承受压应力，又可承受拉应力，这样基础就不受材料的刚性角限制，故称这种不受刚性角限制的基础为柔性基础（如图2-5）。BHC7.5～10混凝土垫层C7.5～10混凝土垫层BH图2-52、按构造形式分类①独立基础：独立的块状基础，它有台阶形、锥形、杯形、折壳和圆锥壳等形式，（如图2-6b、c、d、e、f、g）。这种基础一般被用于柱下，在地基承载力较弱或基础埋置深度较大的墙承式建筑中也可采用，但需在独立式基础上设置梁或拱等连续构件，以支承上部的墙体。第三节基础的构造垫层(a)条形基础1-1轴剖图(f)独立式基础-圆锥壳(e)独立式基础-折壳(c)独立式基础-锥形(b)独立式基础-台阶形(d)独立式基础-杯形1平面大放脚墙身1a条形基础b独立式基础-台阶形c独立式基础-锥形d独立式基础-杯形e独立式基础-折壳f独立式基础-圆锥壳图2-6第三节基础的构造(g)柱下独立基础图2-6第三节基础的构造②条形基础：它的平面形式为连续的条形基础是连续带形，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2-6a、b、c）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。第三节基础的构造垫层(a)条形基础1-1轴剖图(f)独立式基础-圆锥壳(e)独立式基础-折壳(c)独立式基础-锥形(b)独立式基础-台阶形(d)独立式基础-杯形1平面大放脚墙身1a条形基础b独立式基础-台阶形c独立式基础-锥形d独立式基础-杯形e独立式基础-折壳f独立式基础-圆锥壳梁柱板梁板柱柱柱柱柱下井字格基础(e)箱形基础底板顶板(d)板式基础(c)梁板式基础(a)柱下条形基础(b)柱下井字格基础柱下条形基础（a）柱下条形基础（b）柱下井字格基础（c）梁板式基础（d）板式基础（e）箱形基础图2-6第三节基础的构造图2-6（b）墙下条形基础第三节基础的构造（c）柱下条形基础图2-6第三节基础的构造③井格基础：柱下基础纵横相连组成井字格状，叫井格基础。它可克服独立基础下沉不均的弊病，适用于荷载较复杂、地质情况较差的工程。井格基础造价较高，施工复杂，多用于高层建筑。（如图2-7b）梁柱板梁板柱柱柱柱柱下井字格基础(e)箱形基础底板顶板(d)板式基础(c)梁板式基础(a)柱下条形基础(b)柱下井字格基础柱下条形基础（a）柱下条形基础（b）柱下井字格基础（c）梁板式基础（d）板式基础（e）箱形基础图2-7第三节基础的构造④筏片基础：由整片的钢筋混凝土板承受整个建筑的荷载并传给地基，这种基础形似筏片，故称筏片基础，也称满堂基础。它又分为梁板式和板式。(如图2-7c、d)梁柱板梁板柱柱柱柱柱下井字格基础(e)箱形基础底板顶板(d)板式基础(c)梁板式基础(a)柱下条形基础(b)柱下井字格基础柱下条形基础（a）柱下条形基础（b）柱下井字格基础（c）梁板式基础（d）板式基础（e）箱形基础梁柱板梁板柱柱柱柱柱下井字格基础(e)箱形基础底板顶板(d)板式基础(c)梁板式基础(a)柱下条形基础(b)柱下井字格基础柱下条形基础（a）柱下条形基础（b）柱下井字格基础（c）梁板式基础（d）板式基础（e）箱形基础图2-7第三节基础的构造⑤箱式基础：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2-7e、f）梁柱板梁板柱柱柱柱柱下井字格基础(e)箱形基础底板顶板(d)板式基础(c)梁板式基础(a)柱下条形基础(b)柱下井字格基础柱下条形基础（a）柱下条形基础（b）柱下井字格基础（c）梁板式基础（d）板式基础（e）箱形基础图2-7第三节基础的构造（f）箱形基础图2-7第一节基础⑥桩基础：属于深基础，当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基稳定性不能满足建筑物的要求时，常采用桩基础。3、按基础与上部结构连接方式分类①整体连接:在基础中埋入钢筋骨架并伸出基础顶端，上部结构施工时，将其主筋与基础预埋筋衔接，然后支模板、浇筑混凝土。②杯口连接：在基础上端预留上大下小的杯形插口，将预制柱的下端插入杯口并调整、打楔、定位后，在柱与杯口的空隙中浇注细石混凝土。第三节基础的构造第一节基础1、混凝土基础：混凝土基础就是指用混凝土材料制作的基础。优点是强度高、整体性好、防水性能好，常在有水或潮湿的地基中使用。混凝土基础的断面有阶梯形和锥形两种形式。混凝土的强度等级为C15，基础的厚度一般为300mm～500mm。（如图2-8a、b）二、刚性基础构造第三节基础的构造（a）阶梯形hh（b）锥形h45°b≤200b≤200h≥(1.25～1.5)b≥400h≥（1.25～1.5）b≥400hhhb≤200b≤20045°图2-8第一节基础2、毛石混凝土基础：是在大体积混凝土基础中加入20%～30%的毛石。毛石混凝土基础也可做成台阶形，但每阶宽度不应小于400mm，毛石的尺寸不宜大于300mm。（如图2-9）第三节基础的构造毛石混凝土砖墙图2-93、砖基础是用砖砌筑成的基础，砖的强度等级不应低于MU10，砌筑的砂浆强度等级不应低于M5。基础墙的下部需做成台阶状，使基础与地基的接触面积变大，以便均匀传递上部荷载。通常称基础墙以下放大的部分为大放脚。（如图2-10）第一节基础第三节基础的构造60大放脚606060120120601201206060606060图2-10第一节基础4、毛石基础：是指用开采下来未经雕琢成形的石块砌筑成的基础，砌筑的砂浆强度等级不应低于M5。毛石基础的厚度和台阶高度均不宜小于400mm，每个台阶伸出宽度不宜大于200mm（如图2-11）。为便于砌筑上部砖墙，需在毛石基础的顶面浇铺一层60mm厚C15混凝土找平层。第三节基础的构造（a）台阶形（b）锥形图2-115、灰土基础：为了节省砖基础的材料，可将砖基础下部做成灰土垫层，形成灰土砖基础，亦称灰土基础。（如图2-12）6、三合土基础：三合土由石灰、砂和碎砖组成，施工方法与灰土近似。第三节基础的构造砖墙6020060300（450）1203∶7灰土（300）60图2-12三、扩展基础（钢筋混凝土基础）的构造钢筋混凝土基础由底板和基础墙（柱）组成。基础底板有锥形和阶梯形两种形式。其构造要求墙下条形基础底板边缘厚度不宜小于150mm；柱下锥形基础底部边缘厚度不宜小于200mm；阶梯形基础的每阶高度宜为300mm～500mm。混凝土的强度等级不应低于C20；受力钢筋的最小直径不宜小于10mm，间距为100mm～200mm。受力钢筋的保护层厚度，有垫层时不小于40mm，无垫层时不小于70mm.（如图2-13）第三节基础的构造第三节基础的构造基础宽度B100垫层100100100250～500250～500基础高度垫层100基础宽度B10010050h5075h=柱长边150～200250～500250～500≥200≥h≥500100100100100100B250～500100250～500250～500250～500150～20010075hh=≥h≥500≥200B5050图2-13四、常用基础的比较第三节基础的构造第四节基础构造中的特殊问题一、相邻建筑基础处理1、同时新建房屋的相邻基础宜埋置在同一深度上，并设置沉降缝。2、新建房屋与原有房屋相邻是，新基础应浅于原基础或持平，以保证原房屋的安全。3、新建房屋与原有房屋相邻，但新基础必须深于原基础时，为了不破坏原基础下扩散角内土层，保证原房屋的安全，必须使新基础离开旧基础底面高差的2倍，并于新基础上用挑梁支承墙梁及外墙，新旧墙体间留出沉降缝。二、不同埋深的基础处理因受地形、层高或内外墙交接等条件要求，连续的基础会出现不同埋深。这个高差应做成踏步形逐台下跌，每踏步高不大于500mm。踏步长不小于1000mm，以防止在陡然高差处墙体断裂或发生不均匀下沉。第五节地下室构造一、地下室的类型（如图2-14）1、按使用功能分，有普通地下室和防空地下室2、按顶板标高分，有半地下室和全地下室3、按结构材料分，有砖墙结构地下室和混凝土墙地下室地下室类型图2-14第五节地下室构造二、地下室的构成地下室由墙体、底板、顶板、门窗、楼梯五大部分组成。三、地下室采光构造地下室的外窗处，可按其与室外地坪的高差情况设置采光井。采光井可单独设置，也可联合设置，视外窗的间距而定。四、地下室防潮与防水做法第五节地下室构造1、地下室的防潮做法（如图2-15）水平防潮层设计最高水位隔水层水平防潮层垂直防潮层油膏嵌缝地下室地坪图2-15第五节地下室构造2、地下室的防水构造做法（1）外防水做法（如图2-16）AA60120干铺油毡一层15厚1：3水泥砂浆20厚1：3水泥砂浆卷材防水层设计最高水位干铺油毡一层永久保护墙30070100100150420300120厚保护墙混凝土垫层钢筋混凝土底板1206042030015010010070300120A2