1、2/22/2020,1,8 基础和地下室,2/22/2020,2,内容提要,能力要求,通过本章的学习，学生应掌握基础的类型及构造；掌握地下室防潮和防水构造。,本章讲述了基础和地下室两大部分，其中基础类型、基础构造和地下室的防潮、防水是本章的重点；教学难点为地下室防潮、防水构造。,2/22/2020,3,8 基础和地下室,8.1 概述 8.2 基础的类型和构造 8.3 地下室的类型与构造 典型例题 案例分析 知识归纳 独立思考 参考文献,下页,上页,2/22/2020,4,目录,8.1.1 基础与地基的含义 在建筑工程中，建筑物与土层直接接触的部分称为基础。 基础底面以下，受到荷载作用影响范围内
2、的岩、土体称为地基。 图8-1 基础与地基,下页,上页,2/22/2020,5,地基每平方米所能承受的最大压力称为地基承载力。为了保证建筑物的稳定和安全，必须控制建筑物基础底面的平均压力不超过地基承载力。 基础底面积与荷载和地基承载力的关系如下： AFf 从上式可以看到：当地基承载力f不变时，建筑物总荷载F愈大，基础底面积A也要求愈大；或者说，当建筑物总荷载F不变时，地基承载力f愈小，则基础底面积A要求愈大。,目录,下页,上页,2/22/2020,6,8.1.2 天然地基与人工地基,8.1.2.1 天然地基 天然土层具有足够的承载力，不需要经过人工加固，可直接在其上建造房屋的土层，称为天然地基
3、。包括岩石、碎石、砂性土和粘性土等,由勘察部门实测提供。 当土层的承载力较差或虽然土层较好，但上部荷载较大时，为使地基具有足够的承载能力，应对土体进行人工加固，这种经人工处理的土层，称为人工地基。,目录,下页,上页,2/22/2020,7,人工地基的处理方法有三大类： (1)压实法 (2)换土法 (3)打桩法 桩基的组成 图8-2 桩基组成,目录,下页,上页,2/22/2020,8,按桩基受力情况分类 桩基可分端承桩和摩擦桩。 图8-3 桩基受力类型 （a）摩擦桩 （b）端承桩 按桩基所采用的材料和施工方法分类 桩基可分为钢筋混凝土预制桩、灌注桩和其他桩。,目录,下页,上页,2/22/2020
4、,9,8.1.3 对地基与基础的要求,8.1.3.1 地基应具有足够的承载力和均匀沉降 8.1.3.2 基础应具有足够的强度和耐久性 8.1.3.3 基础应满足经济性要求 8.1.4 基础的埋置深度及其影响因素 8.1.4.1 基础的埋置深度 由室外设计地面到基础底面的距离，称基础埋深。不超过5m时称为浅基础，超过5m时称为深基础。浅基础构造简单，施工方便，造价低，应优先选用浅基础。基础埋深至少不应小于0.5m。,目录,下页,上页,2/22/2020,10,8.1.4.2 影响基础埋深的主要因素,（1）工程地质条件的影响 图8-7 工程地质条件对基础埋深的影响,目录,下页,上页,2/22/20
5、20,11,（2）地下水位的影响 地基土含水量的大小对承载力影响很大，且含有侵蚀性物质的地下水对基础还将产生腐蚀。所以，基础应争取埋置在地下水位以上。 （3 土的冻结深度的影响 土的冻结深度即冰冻线。各地区的气温不同，冻结深度也不同。基础原则上应埋在冰冻线以下200mm。土的冻胀现象主要与地基土颗粒的粗细程度、土冻结前的含水量、地下水位高低等有关。,目录,下页,上页,2/22/2020,12,8.2.1 按所用材料及受力特点分类 8.2.1.1 无筋扩展基础（刚性基础） 为了满足地基容许承载力的要求，基础底宽b一般都大于上部墙体的宽度，当采用砖、石、混凝土、灰土等抗压强度好，但抗拉、抗弯、抗剪
6、等强度很低的材料时，如基础底宽很宽，即挑出部分很长，而基础又没有足够的高度，基础将因受弯曲或冲切而破坏。为了保证安全，基础就必须有相应的高度。实践证明基础的宽高比(b/H或用其夹角表示），如果控制在一定范围之内，则基础不会拉裂，其夹角称为无筋扩展角（刚性角）。由无筋扩展材料制作、受无筋扩展角限制的基础称为无筋扩展基础（刚性基础）。,目录,下页,上页,2/22/2020,13,图8-8 无筋扩展基础的受力、传力特点,常见无筋扩展基础有混凝土基础、毛石混凝土基础、砖基础、毛石基础、灰土基础和三合土基础等。无筋扩展基础的优点是有利于使用地方材料，成本较低，施工简便，应用广泛。适用于土质均匀、地下水位
7、较低、6层以下的砖墙承重建筑。,目录,下页,上页,2/22/2020,14,目录,下页,上页,表8-1 无筋扩展基础台阶宽高比（bH）容许值,2/22/2020,15,（1）混凝土及毛石混凝土基础 混凝土基础坚固耐久、抗水抗冻，多用于地下水位较高或有冰冻情况的建筑。其断面可做成矩形、阶梯形和锥形 。 图8-9 混凝土基础 （a）矩形（b）阶梯型（c）锥形,目录,下页,上页,2/22/2020,16,为了施工方便，当基础厚度小于350mm时，一般做成矩形；大于350mm时做成阶梯形，每阶厚约350400mm，阶梯形支模和浇筑较方便，但混凝土的用量较大；当基础大于三阶时，为了节约材料和减轻自重，常
8、做成锥形，但锥形截面混凝土基础的斜面模板支设较难，浇筑时易将其拱起。 基础底面可设置垫层，垫层多用低强度等级的混凝土（C7.5或C10）或三合土，厚度80100mm，每侧加宽80100mm。作用是找平基坑，便于放线和传递荷载。,目录,下页,上页,2/22/2020,17,当混凝土基础体积过大时，为节省混凝土用量和减缓大体积混凝土在凝固过程中产生大量热量不易散发而引起开裂，可加入适量毛石，称为毛石混凝土基础。加入毛石粒径不得超过300mm，也不得大于每台宽度或高度的13，加入的毛石体积为总体积的20%30%，且应分布均匀。,目录,下页,上页,2/22/2020,18,（2）砖基础 施工简便、价格
9、低廉，但因其强度、耐久性、抗冻性和整体性均较差，一般多用于五层以下砖混结构房屋。砖基础砌成阶梯形，每砌筑二皮砖退一台，这种砌法叫等高式，其宽高比为12，符合要求且偏于安全，但材料用量较多，埋深较大。另一种砌法是砌二皮退一台，紧接着砌一皮退一台，依次类推，最底一台必须是二皮砖，这种砌法称为间隔式，其宽高比为11.5，刚好符合刚性角最低要求，该砌法虽稍复杂，但在材料消耗、埋置深度和土方量等方面有明显优势。砖基础砌筑时基底应先铺砂或灰土等垫层。,目录,下页,上页,2/22/2020,19,图8-10 砖基础 （a）等高式（b）间隔式,目录,下页,上页,2/22/2020,20,（3）毛石基础,强度、
10、抗水、抗冻、抗腐蚀性均较好，但体积较大、自重大、操作要求高、劳动强度大，多用于临近山区石材丰富的一般标准的砖混结构的建筑基础工程中。一般应选用未经风化的硬质岩石，如石灰石、石英岩、片麻岩等。毛石基础常砌成阶梯形，每阶伸出的长度不宜大于200mm，毛石基础台阶的高度和基础墙的宽不宜小于400mm。,目录,下页,上页,2/22/2020,21,（4）灰土及三合土基础,为了节约材料，常在砖基础下设灰土垫层，灰土垫层按基础计算，所以称为灰土基础。灰土是用粉状生石灰和松散的粘土加少量水拌合而成。石灰与粘土的比例，用于基础的多为37或46；用作垫层的可为28，施工时灰土每次虚铺220250mm厚,夯实至1
11、50mm厚（俗称一步），夯实后洒少许清水润湿，再继续铺灰土。基础在夯实、碳化后坚如石材，且随时间推移而提高强度，故被广泛应用。但其抗冻、防水性能较差，不宜将灰土基础做到地面，宜将其置于下部作为垫层，在灰土垫层上改用砖或毛石砌筑大放脚。 有些地区常用三合土代替灰土，称为三合土基础。三合土是用石灰、砂、骨料（碎砖、碎石或矿渣）拌合而成，石灰、砂、骨料的体积配合比为124或136，加水拌合夯实而成，施工方法与灰土近似，适合于三层以下的建筑物。基础应埋在地下水位以上。,目录,下页,上页,2/22/2020,22,图8-12 灰土及三合土基础 （a）灰土基础（b）三合土基础,目录,下页,上页,2/22/
12、2020,23,8.2.1.2 扩展基础（柔性基础）,用钢筋混凝土建造的基础抗弯能力强，不受无筋扩展角限制，称扩展基础（柔性基础）。 为了节约材料，钢筋混凝土基础常做成锥形，但最薄处不应小于200mm；如做成阶梯形，每步高宜为300500mm。扩展基础属于受弯构件，混凝土的强度等级不宜低于C20，配筋需经过计算求得，但板内受力钢筋直径不宜小于10mm，间距不大于200mm。基础下常用C10混凝土做70100mm的垫层，可以起找平、传力和隔潮作用。基础底部钢筋保护层不应小于40mm，如果不设垫层，保护层不宜小于70mm，以保护钢筋免遭锈蚀 。,目录,下页,上页,2/22/2020,24,扩展基础
13、大放脚矮、体积小、挖方少、埋置浅，但耗用钢材、水泥和模板量大，且技术要求高。适用于土质较差、荷载较大、地下水位较高等条件下的大中型建筑。 图8-13 扩展基础 （a）混凝土与钢筋混凝土基础比较 （b）钢筋混凝土基础配筋情况,目录,下页,上页,2/22/2020,25,8.2.2 按基础的构造形式分类,8.2.2.1 独立基础 当建筑物上部为柱承重且柱距较大时，基础常采用方形或矩形的独立基础，其形式有阶梯形、锥形等。为了支承上部墙体，在独立基础上可设梁或拱等连续构建。独立基础土方量小，施工简便。但基础与基础之间无构件连接，个别基础如发生不均匀沉降，相互不能制约。适合于地质均匀、荷载均匀的框架结构
14、、排架结构建筑。,目录,下页,上页,2/22/2020,26,图8-14 独立基础 （a）阶梯形基础 （b）锥形基础,目录,下页,上页,2/22/2020,27,8.2.2.2 条形基础,条形基础为连续的带形，也叫带形基础。 （1）墙下条形基础 一般多用于混合结构的墙下，低层或小型建筑常用砖、混凝土等刚性条形基础。如上部为钢筋混土墙，或地基容许承载力较小、荷载较大时，可采用钢筋混凝土条形基础。 图8-15 墙下条形基础,目录,下页,上页,2/22/2020,28,（2）柱下条形基础,柱下基础纵横相连组成井字格状，又称为井格基础。它可克服独立基础下沉不均匀的弊病，适用于荷载较大或荷载分布不均匀、
15、地质情况较差的工程。柱下条形基础造价较高，施工复杂，多用于高层建筑。 图8-16 柱下条形基础,目录,下页,上页,2/22/2020,29,8.2.2.3 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，这种基础形如筏片，故称为筏片基础，也称为满堂基础。分为板式和梁板式两大类。前者板的厚度较大、构造简单；后者板厚度较小，但增加了双向梁，构造复杂。适用于地基承载力较差、荷载较大的房屋，如高层建筑。 图8-17 筏片基础,目录,下页,上页,2/22/2020,30,8.2.2.4 箱形基础,由钢筋混凝土的底板、顶板和若干纵横墙组成的，形成空心箱体的整体结构，共同承受上部结构荷载。整体空
16、间刚度大，对抵抗地基的不均匀沉降有利，可利用作地下室，适用于总荷载很大，浅层地质情况较差需要大幅度的深埋，并需设一层或多层地下室的高层或超高层建筑。 图8-18 箱形基础,目录,下页,上页,2/22/2020,31,8.3.1 地下室的组成与分类,8.3.1.1 地下室的组成 建筑物下部的地下使用空间称为地下室。地下室一般由墙体、顶板、底板、门窗、楼梯五大部分组成。 右图为地下室采光井构造。,目录,下页,上页,2/22/2020,32,8.3.1.2 地下室的分类,（1）按使用功能分 普通地下室 人防地下室 （2）按顶板标高分 全半地下室 半地下室 （3）按墙体结构材料分 砖墙地下室 混凝土墙
17、地下室,目录,下页,上页,2/22/2020,33,8.3.2 地下室防潮构造,当设计最高地下水位低于地下室地面垫层下皮标高时，上层又无形成滞水可能时，地下水不会直接侵入室内，外墙和地层仅受土壤中潮气的影响（如毛细水和地表水下渗而造成的无压水），只需做防潮处理。,目录,下页,上页,2/22/2020,34,地下室外墙的防潮做法：如为砖墙，需用水泥砂浆砌筑，并做到灰缝饱满避免空隙。外墙面用13水泥砂浆抹20mm厚，刷成品防水涂料两道。如浇筑混凝土墙，防潮效果更好。 外墙外侧回填土做法：在防潮层外侧应回填不宜透水的土壤，如粘土、低比例灰土等，并分层夯实，以减轻地面水下渗对地下室外墙的渗透危害。这部
18、分回填土的宽度应不小于500mm，其余的回填土可使用原地挖方土，以降低造价。 底板的防潮做法：在灰土或三合土垫层上浇筑6080mm厚的C15混凝土，然后再做地面面层 。,目录,下页,上页,2/22/2020,35,8.3.3 地下室防水构造,8.3.3.1外防水做法 将防水层设置在地下室外墙的外侧，也称为外包法。先浇筑混凝土垫层，在垫层上粘贴卷材防水层（卷材层数视水压大小选定），在防水层上抹2030mm厚水泥砂浆保护层，再在保护层上浇筑钢筋混凝土底板。在铺粘防水卷材时，须在底板四周预留甩茬，以便与垂直防水卷材衔接。外墙应砌筑在底板四周之上，墙外皮抹水泥砂浆20mm厚，刷结合剂一道，粘贴卷材防水
19、层。卷材必须与底板卷材甩茬叉接牢靠。在垂直防水层外侧紧贴砌筑半砖厚保护墙，每隔810m设垂直通缝，保护墙根部与底板相交处干铺卷材防水条一层，以利回填土的侧向挤压促使保护墙贴紧防水层。垂直防水层和保护墙要做到散水处，邻近保护墙500mm范围内的回填土应选用弱透水性土，并逐层夯实 。,目录,下页,上页,2/22/2020,36,图8-22 地下室外防水构造,目录,下页,上页,2/22/2020,37,8.3.3.2 内防水做法,将防水层做在地下室室内，也称作内包法。内防水是将防水层置于背水面，防水效果不如外防水（位于迎水面）效果好，且保护墙设在室内，减少了使用面积。但这种做法施工简便，便于修补，一
20、般多用于修缮工程。 当地下室的外墙和底板均为钢筋混凝土结构时，可采用防水混凝土浇筑。防水混凝土是通过对混凝土中骨料进行科学的级配、水灰比精确的计算及严格的振捣要求而起到防水作用的，也可在普通混凝土中掺入膨胀剂，以提高抗渗性能而达到防水目的。,目录,下页,上页,2/22/2020,38,图8-23 地下室内防水构造,目录,下页,上页,2/22/2020,39,【典型例题】 【例8.1】地基软弱的多层砌体结构，当上部荷载较大且不均匀时，一般采用（ C ）。 A.柱下条形基础 B.柱下独立基础 C.筏片基础 D.箱形基础 【例8.2】确定地下室防潮或防水的依据是什么？ 解：主要依据是地下水位的高低，
21、当设计最高水位低于地下室底板且周围无形成滞水可能时，地下室的外墙、底板需做防潮处理；当设计最高水位高于地下室底板时，其外墙、底板均需做防水处理。,目录,下页,上页,2/22/2020,40,【案例分析】,某学生实习综合楼建筑面积13490m2，结构体系为砼结构，结构类型为框架结构，地上6层，主体高度22.65m，地基基础设计等级为丙级，基础形式为独立基础（图7-24）。基础工程设计说明如下：（1）由勘察部门提供勘察报告，本工程采用柱下独立基础，基础尺寸及底部配筋见基础一览表，地基持力层为2层粘土，进入该层土不少于200，地基承载力特征值fak=280kPa，压缩模量Es=14.00MPa ；（
22、2）基坑开挖时必须降水至施工面以下500，并应采取完善的支护措施确保边坡稳定和周围建筑物、道路的安全。基槽采用机械开挖时，只挖至基础设计标高以上300，余下由人工开挖，以保证基底置于未扰动的土层。,目录,下页,上页,2/22/2020,41,基槽挖至设计标高上100200时应通知设计和勘探人员到场验槽后方可清除预留土，浇筑基础垫层；（3）基槽开挖后，应组织排水工作，严禁积水浸泡和长期曝晒；（4）基础施工完毕应及时回填，柱四周应同时回填并分层夯实，每层厚度不超过300按压实系数0.94，待回填至室外地坪后方可进行上部结构施工；（5）基础底板的钢筋保护层厚度为40，垫层厚度为100；（6）柱插筋和
23、底层柱钢筋相同；（7）凡边长大于2.5m的单柱基础，该方向底板受力钢筋的长度减少10%，并交错放置；（8）施工时如发现地质情况与设计不符，应通知设计人员与勘探人员共同研究处理；（9）相邻基础底面高差不得大于其间距的12。,目录,下页,上页,2/22/2020,42,单柱独立基础平面 AA 图8-24 独立基础构造,目录,下页,上页,2/22/2020,43,想一想：基础的形式有哪些？独立基础的特点？,目录,下页,上页,2/22/2020,44,【知识归纳】,1.建筑物与土层直接接触的部分称为基础，而地基是基础下面的土层。地基的承载力愈小，所需的基底面积愈大。地基分天然地基和人工地基，一般工程应
24、优先选用天然地基。 2.基础的埋置深度是从室外设计地面到基础底面的距离。影响埋深的三个因素是工程地质条件、地下水位和土的冻结深度。一般工程应选用浅基础。 3.基础按材料受力特点分为无筋扩展基础和扩展基础。无筋扩展基础的构造受无筋扩展角限制，多用于荷载一般、层数不高的混合结构建筑。而扩展基础不受无筋扩展角限制，多用于荷载较大、层数较多的较重要建筑。,目录,下页,上页,2/22/2020,45,4.基础按构造形式有独立基础、条式基础、筏片基础和箱形基础等。 5.地下室由墙体、顶板、底板、门窗和楼梯组成。 6.地下室的防潮或防水做法取决于设计最高地下水位。防水比防潮的做法复杂严密，地下室防水分为外防
25、水做法和内防水做法。,目录,下页,上页,2/22/2020,46,【独立思考】,1.什么是地基和基础？地基和基础有何区别？ 2.天然地基和人工地基有何不同？人工地基的处理方法有哪些？ 3.对地基与基础的要求有哪些？ 4.什么是基础的埋置深度？其影响因素有哪些？ 5.什么是无筋扩展基础和扩展基础？二者有何特点？ 6.基础按构造形式分哪几类？一般适用什么情况？ 7.地下室由哪些部分组成？有哪些种类？ 8.地下室防潮构造要点有哪些？防水构造要点有哪些？,目录,下页,上页,2/22/2020,47,【参考文献】,1金虹.建筑构造.北京：清华大学出版社，2005. 2孙鲁.甘佩兰.建筑构造.北京：高等教育出版社，2007. 3赵研.房屋建筑学.北京：高等教育出版社，2007. 4赵西平.房屋建筑学. 北京：中国建筑工业出版社，2006. 5李必瑜.魏宏杨.建筑构造（上册）. 北京：中国建筑工业出版社，2005.,目录,下页,上页,
