7.1基础的类型与构造

7.1基础的类型与构造地基和基础的基本概念基础的作用：基础是建筑物的主要承重构件。（1）基础：建筑物与土层直接接触的部分。它是建筑物的组成部分，承受建筑物的全部荷载。（2）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。简单的说地基就是支撑建筑物重量的土层。它不是建筑物的组成部分。一、基础与地基的区别：二、地基承载力和基础底面积地基承载力：地基承受荷载有一定的限度，每平方米面积所能承受的最大垂直压力。A≥N/fA:代表基础的底面积N：代表房屋的总荷载f:表示地基承载力地基的分层直接承受建筑物荷载，必须经过计算的土层。持力层以下的土层，一般不须计算。三、对地基和基础的要求1.地基应具有良好的稳定性2.基础应具有足够的强度3.基础应满足耐久性要求4.基础工程应注意经济效果四、地基土的分类按土层性质不同分为：天然地基和人工地基两大类。天然地基指天然土层具有足够的地基承载力，不需要经人工改良或加固可以直接在上面建造房屋的地基。岩石、碎石、粉土、和粘性土等，一般均可作为天然地基。人工地基指土层的承载力差（如淤泥、人工填土等），直接在上面建造房屋时，缺乏足够的坚固性和稳定性，必须对土层进行人工加固后，才能在上面建造房屋。常用的人工地基加固方法1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。在开挖基坑后，为改善土层表面松软状况、保证地基质量，往往采用木夯、蛙式打夯机进行夯打、压实。若提高地基的承载能力则应用重锤夯实机、压路机进行夯实、碾压，或用振动压实机压实。2换土法：挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层，换成其他较坚硬的材料。换土常用材料一般选用压缩性低的无侵蚀性材料，如砂、碎石、矿渣、石屑等。3打桩法：是采用砂桩、碎石桩、灰土桩和水泥土桩等把土挤实，由桩与桩间土一起组成复合地基，从而提高地基承载力减少沉降量。基础的埋深深度一、基础埋深概念是指自设计室外地面至基础底面的深度，如左图所示。注意：基础的埋置深度一般不应500mm，基础顶面宜低于室外设计地面0.1米以上。二、影响基础埋深的因素•1.建筑物的使用要求，基础型式、荷载等•2.工程地质条件•3.水文地质条件•4.地基土壤冻胀深度•5.相邻建筑物的埋深一、按基础的材料的受力特点分类（一）刚性基础（二）柔性基础（钢筋砼基础）基础的类型1.刚性基础：由刚性材料建成的基础，受刚性角限制。2.刚性材料：抗压强度高，抗拉、抗剪强度较低的材料。如砖、砼、石。（一）刚性基础3.刚性角：在刚性材料建成的基础中，压力是沿一定角度扩散的，在此范围内材料不会受拉破坏。此压力扩散线与竖直面的夹角即为刚性角。4.刚性角的限制（台阶宽高比的限制）：tgα=[tgα]或台阶宽/台阶高=[tgα]5.刚性基础的适用范围：适用在承载力高的地基上建造的低层和多层房屋。注意不同材料的其它特点，如砖、灰土、三合土基础用于地下水位低的地基；毛石耐水性、抗冻性好；砼基础耐水性、抗冻性好，有可塑性，节约材料。6.常用刚性基础构造（1）砖基础(图7.4)：一般由垫层、大放脚和基础墙三部分组成。多用于地基土质好、地下水位低、五层以下的砖木结构或砖混结构建筑。为了满足刚性角的限制，大放脚的宽高比应≤1：1.5。砖基础大放脚形式：•间隔式•等高式大放脚下需加设垫层一般不小于100mm;如地基是老土时，一般在大放脚下铺30-50厚水泥砂浆起找平作用的垫层;若上部荷载较大或地基较软弱，北方地区多用450mm厚三七灰土（石灰：黄土为3：7）做传力垫层；南方潮湿地区多采用1：3：6（石灰：矿渣：碎石或碎砖）三合土做传力垫层，厚度不小于300mm。注：砖基础中，砖的强度等级不低于MU10，砂浆应为强度等级不低于M5的水泥砂浆（2）毛石基础：毛石和水泥砂浆砌筑而成的基础。可以用于地下水位较高、冻结深度较深的低层及多层民用建筑，不宜用于有震动的房屋。基础顶面要比基础墙宽100mm以上，基础墙的宽度和每个台阶的高度不宜小于400mm，每个台阶伸出的宽度不宜大于200mm。（3）混凝土基础(图7.5)混凝土基础是用不低于C15的混凝土（水泥、砂、石子加水）浇捣而成，具有坚固、耐久、耐水、刚性角大的特点，常用于有地下水和冰冻作用的地方。其剖面形式有矩形和阶梯形，当底面宽b≥2000mm时，还可做成锥形。其刚性角为４５°，阶梯形断面台阶的宽高比≤1：1—1：1.5，锥形断面的斜面与水平面夹角β应≥４５°。为了节约水泥，可以在混凝土中加入毛石。所用毛石的尺寸，不得大于基础宽度的1/3，且粒径不超过３００ｍｍ。填入石块的总体积不得大于基础总体积的30%。（二）柔性基础（钢筋砼基础）(图7.6)利用钢筋抗拉，基础宽度的加大不受刚性角限制。钢筋混凝土基础相当于一个受均布荷载的悬臂梁，所以它的截面高度向外逐渐变小，但最薄处的厚度不应小于200mm，基础混凝土的强度等级不宜低于C15。为了使基础底面均匀传递对地基的压力，基础下用强度等级为C7.5或C10的混凝土做一个垫层，其厚度为70-100mm。受力钢筋的保护层厚度：有垫层时，不宜小于40mm；无垫层时，不宜小于70mm。二、按构造型式分类1.条形基础2.独立式基础3.井格式基础4.片筏式基础5.箱形基础6.桩基础1.条形基础（图7.3）条形基础呈连续的带状，故也称带条形基础。适用于墙承重的结构中，如砖混结构。埋深较浅，土方工程量较小，较经济。可以采用刚性、钢筋砼基础。墙下刚性条形基础墙下钢筋混凝土条形基础2.独立基础（图7.7）承独立的块状，形式有台阶形、锥形、杯形等。适用于柱承重的结构中，如框架、排架结构。埋深较浅，土方工程量较小，较经济。一般采用钢筋砼基础。3.井格式基础（图7.8）将柱下基础沿纵横两个方向扩展起来的基础。适用于地基条件较差的框架、排架结构，可以减少地基不均匀沉降。常采用钢筋砼基础。4.片筏基础（图7.9）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。适用于适用在上部荷载大，地基较弱的情况（包括柱、墙承重结构）。具有较好的整体性，减小地基不均匀沉降。柱下片筏基础(板式、梁板式)片筏基础5.箱形基础（图7.10）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。适用于当钢筋混凝土伐型基础埋置深度较大，高层建筑设地下室或软弱地基上建造的重型建筑物的情况。利用深埋和“空腹”能大大减少地基不均匀沉降。箱形基础6.桩基础由承台和桩柱组成。适用于建筑物荷载较大，而地基的弱土层较厚，地基承载力不能满足要求，采取其他措施又不经济的情况。桩基组成示意图其它类型的基础形式薄壳基础(壳体基础)