地基与基础

•基础的构造类型与建筑物的上部结构形式、荷载大小、地基的承载力以及它所选用的材料性能有关。基础的类型与构造•按材料分：砖基础、毛石基础、混凝土基础、毛石混凝土基础、灰土基础和钢筋混凝土基础•按构造形式分：条形基础、独立基础、井格基础、筏式基础、箱形基础和桩基础等•无筋扩展基础：由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料制成的墙下条形基础或柱下独立基础•扩展基础：由钢筋混凝土制成的柱下独立基础和墙下条形基础用于基础的砖，其强度等级应在MU7.5以上，砂浆强度等级一般应不低于M5。基础墙的下部要做成阶梯形，如图所示。这种逐级放大的台阶形式习惯上称之为大放脚，其具体砌法有两皮一收（图a）和二一间隔收（图b）两种。1.砖基础（a）两皮一收（b）二、一间隔收采用不小于M5砂浆砌筑,其断面多为阶梯型。基础墙的顶部要比墙或柱身每侧各宽100mm以上,基础墙的厚度和每个台阶的高度不应该小于400mm,每个台阶挑出宽度不应大于200mm。2.毛石基础毛石基础构造示意图（a）立体图（b）剖面图也称为素混凝土基础，它具有整体性好、强度高、耐水等优点。（b）毛石混凝土基础3.混凝土基础和毛石混凝凝土基础（a）混凝土基础混凝土基础构造示意图4.灰土基础灰土基础是用一定比例的石灰与粘土，在最佳含水量情况下，充分拌合，分层铺设夯实或压实而成的基础。基础构造形式参见下图。石灰与土的比例一般为4：6或3：7。施工时每层虚铺厚度220mm，夯至150mm，称为“一步灰土”，一般可铺二至三步，即厚度为300mm或450mm。三合土基础厚度不应小于300mm，条形基础的灰土垫层宽度不小于600mm，独立基础的宽度不小于700mm。灰土基础有一定的强度、水稳性和抗渗性且施工工艺简单，取材容易，费用较低。灰土基础一般适用于地下水位较低，基槽经常处于干燥状态的基础。灰土基础构造图5.三合土基础三合土基础是由石灰、砂和骨料（矿渣、碎砖或碎石）按体积1：2：4或1：3：6加水搅拌后铺设夯实而成，在我国南方地区常用。适用于四层以下建筑。基础构造形式如图所示。三合土基础构造图1.无筋扩展基础（刚性基础）•无筋扩展基础是指用砖、石、混凝土、灰土、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。这种基础的特点是抗压性能好，整体性、抗拉、抗弯、抗剪性能差。它适用于地基坚实、均匀、上部荷载较小，六层和六层以下的一般民用建筑和墙承重的轻型厂房。为保证在基础内的拉应力、剪应力不超过基础的容许抗拉、抗剪强度，一般通过构造上加以限制。无筋扩展基础的截面形式有矩形、阶梯形、锥形等。H0≥（b-b0）/（2tanα）式中：b—基础底面宽度；b0—基础顶面的墙体宽度或柱脚宽度；H0—基础高度；tanα—基础台阶宽高比b2:H0，其允许值可按下表选用。无筋扩展基础构造无筋扩展基础构造示意图d—柱中纵向钢筋直径无筋扩展基础台阶宽高比的允许基础材料质量要求台阶宽高比的允许值Pk≤100100k≤200100k≤200200k≤300混凝土基础C15混凝土1:1.001:1.001:1.25毛石混凝土基础C15混凝土1:1.001:1.251:1.50砖基础砖不低于MU10、砂浆不低于M51:1.501:1.501:1.50毛石基础砂浆不低于M51:1.251:1.50—灰土基础体积比为3:7或2:8的灰土，其最小干密度：粉土为1.55t/m3；粉质粘土为1.50t/m3；粘土为1.45t/m3。1:1.251:1.50—三合土基础体积比比1:2:4～1:3:6（石灰:砂:骨料），每层约虚铺220mm，夯至150mm。1:1.501:1.20—注：①Pk为荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值（kPa）；②阶梯形毛石基础的每阶伸出宽度，不宜大于200mm；③当基础由不同材料叠合组成时，应对接触部分作抗压验算；④基础底面处的平均压力值超过300kPa的混凝土基础，尚应进行抗剪验算。无筋扩展基础中压力沿着一定角度分布——压力分布角（刚性角α）。不同材料刚性角不同：砖石砌体：26°-33°；混凝土基础：45°以内。若上部荷载增大只能通过增大基础底面（以及基础埋深）才能满足要求。提问：如何解决α的限制？柔性基础——钢筋混凝土基础柔性基础——用钢筋混凝土制成的抗压、抗拉强度均比较大的基础解决方法：在混凝土基础底部配置钢筋，利用钢筋承受拉力，基础宽度就不再受刚性角的限制2.钢筋混凝土扩展基础（柔性基础）•钢筋混凝土扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础，具有结构强度高、抗冻性好耐久性高等优点。这类基础常用于荷载较大或地基土质软弱的情况。柔性基础•柔性基础，是指钢筋混凝土基础。•这种基础是在其底板上配有受力钢筋，用以承受所产生的弯曲应力。基础底板厚度一般有300mm即能满足，而底板宽度可达2m以上。因此，柔性基础适用于需要“宽基浅埋”的场合。柱肋梁砼垫层•砖条形基础砖条形基础一般由垫层、大放脚和基础墙三部分组成。大放脚的做法有间隔式和等高式两种(图2.5)。1、条形基础条形基础：基础沿墙体连续设置成长条状，是砌体结构建筑墙下基础的基本形式。基础的类型和构造•毛石基础毛石基础是用毛石和水泥砂浆砌筑而成，其剖面形状多为阶梯形(图2.6)。•混凝土基础混凝土基础是用不低于C15的混凝土浇捣而成，其剖面形式有阶梯形和锥形(图2.7)。•钢筋混凝土基础因配有钢筋，可以做得宽而薄，其剖面形式多为扁锥形(图2.8)。当房屋为骨架承重或内骨架承重，且地基条件较差时，为提高建筑物的整体性，避免各承重柱产生不均匀沉降，常将柱下基础沿纵横方向连接起来，形成柱下条形基础(图2.9)或十字交叉的井格基础(图2.10)。钢筋混凝土基础注意事项：•需在基础底板下均匀浇注一层素混凝土垫层，目的是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。•钢筋混凝土基础中的混凝土标号应不低于C15，受力钢筋一般用Ⅰ级和Ⅱ级钢筋，钢筋直径一般为φ8～φ10，间距为100mm～200mm。•采用柔性基础可节约大量混凝土材料和挖土工作量。•独立基础一般用于柱子下面，每一根柱子一个基础，往往单独存在，所以称为独立基础。其形式有阶梯形、锥形、杯形等。•它是柱下基础的基本形式。2、独立基础中等职业教育工业与民用建筑专业系列教材——建筑构造图2.11柱下单独基础(a)阶梯形基础；(b)锥形基础；(c)杯形基础•整片基础包括筏形基础和箱型基础•当上部结构荷载较大，地基承载力较低，可选用整片筏形基础，以减少基底压力，降低地基沉降。•整片筏形基础按结构形式分为板式结构和梁板式结构两类，如图4.6（a）、（b）所示。当钢筋混凝土基础埋深很大，为了加强建筑物的刚度，可用钢筋混凝土筑成有底板、顶板和四壁的箱型基础。箱型基础内部可用作地下室，如图4.6（c3、整片基础图4.6整片基础(a)板式；(b)梁板式；(c)箱型筏形基础当上部荷载较大，地基又比较弱时，常将墙或柱下基础连成一片，使整个建筑物荷载落在一块整板上，即筏板基础。分梁板式和平板式。中等职业教育工业与民用建筑专业系列教材——建筑构造梁板式基础示意图箱型基础由钢筋混凝土底板、顶板和若干纵横墙组成，形成空心箱体的整体结构。基础中空部分可用做地下室，箱体空间刚度大，可以抵抗地基不均匀沉降。适用于高层或软弱地基上建造的重型建筑物。箱形基础•箱形基础刚度极大，可以避免因地基变形使建筑物开裂。•此外，箱形基础的内部空间代替了大量的回填土．能减小基础底部土的自重压力。•箱形基础适合于高层建筑和有地下室的建筑。•当建筑物荷载较大，地基的软弱土层厚度在5m以上，基础不能埋在软弱土层内时，可采用桩基础。•桩基础由承台和桩柱组成(图2.13)。4、桩基础•桩基础按其受力性能可分为端承桩和摩擦桩两种。端承桩是将建筑物的荷载通过桩端传给坚硬土层，而摩擦桩是通过桩侧表面与周围土壤的摩擦力传给地基。目前采用最多的是钢筋混凝土桩，