1、第六章第六章 基础与地下室基础与地下室 第一节概述第一节概述第第 2页页 一、地基与基础的关系一、地基与基础的关系 n基础基础在建筑工程中，位于建筑的最下部位、在建筑工程中，位于建筑的最下部位、直接作用于土层的承重构件。直接作用于土层的承重构件。n地基地基基础下面支承建筑总荷载的那部分土基础下面支承建筑总荷载的那部分土层。层。n基础是建筑物的组成部分。地基则不是。基础是建筑物的组成部分。地基则不是。第第 3页页地基承载力地基承载力n地基承载力地基承载力每平方米地基所能承受的最大每平方米地基所能承受的最大垂直压力。垂直压力。n基础底面的平均压力不得超过地基承载力基础底面的平均压力不得超过地基承载
2、力。n以以f表示地基承载力，表示地基承载力，N代表建筑的总荷载，代表建筑的总荷载，A代表基础的底面积，则代表基础的底面积，则 NAf第第 4页页二、地基的分类二、地基的分类 n按按土层性质土层性质不同，分为不同，分为n天然地基天然地基具有足够的承载力、可以直接在其上建造基础具有足够的承载力、可以直接在其上建造基础的天然土层。的天然土层。n人工地基人工地基必须预先对土层进行人工加固后才能承受建筑必须预先对土层进行人工加固后才能承受建筑物荷载的地基。物荷载的地基。n加固地基的方法加固地基的方法n压实法压实法利用人工方法挤压土壤，排走土中的空气，提高利用人工方法挤压土壤，排走土中的空气，提高土的密实
3、性。如土的密实性。如重锤夯实法重锤夯实法、机械碾压法机械碾压法n换土法换土法将地基中的软弱土全部或部分挖除，换以承载力将地基中的软弱土全部或部分挖除，换以承载力高的好土。高的好土。n打桩法打桩法将钢筋混凝土桩打入或灌注入土中，把土挤实，将钢筋混凝土桩打入或灌注入土中，把土挤实，由桩和桩间土一起组成复合地基。由桩和桩间土一起组成复合地基。n化学加固法化学加固法水泥硅化加固法水泥硅化加固法第第 5页页对地基和基础的要求对地基和基础的要求 n（一）地基应具有较高的承载能力且分布均（一）地基应具有较高的承载能力且分布均匀匀n建筑物的建造地址应尽量选在地基承载力较高且建筑物的建造地址应尽量选在地基承载力
4、较高且分布均匀的地段。分布均匀的地段。n（二）基础应具有足够的强度且满足耐久性（二）基础应具有足够的强度且满足耐久性要求要求n基础所用的材料和构造的选择应与上部结构的耐基础所用的材料和构造的选择应与上部结构的耐久性相适应。久性相适应。n（三）基础工程应注意经济效益（三）基础工程应注意经济效益n基础工程约占建筑总造价的基础工程约占建筑总造价的10104040。第第 6页页三、基础的埋置深度三、基础的埋置深度 n基础埋置深度基础埋置深度是指室外设计地面到基础底面的距离。是指室外设计地面到基础底面的距离。n根据基础埋置深度不同，基础分为根据基础埋置深度不同，基础分为n浅基础浅基础埋置深度埋置深度不超
5、过不超过4m4m；n深基础深基础埋置深度埋置深度超过超过4m4m；n不埋基础：不埋基础：基础直接做在地表面上。基础直接做在地表面上。第第 7页页比萨斜塔比萨斜塔n正是由于地基土质正是由于地基土质较差，基础埋置较较差，基础埋置较浅，仅浅，仅3.05米米,在建在建到第三层时到第三层时,基础基础发生不均匀沉降。发生不均匀沉降。塔顶中心点偏离中塔顶中心点偏离中心线心线2.1米米,现已偏现已偏离离5.2米米,终成斜塔。终成斜塔。第第 8页页确定基础埋置深度要考虑的因素确定基础埋置深度要考虑的因素 n工程地质与水文地质情况工程地质与水文地质情况n基础应尽量埋置得浅些，但不能小于基础应尽量埋置得浅些，但不能
6、小于0.50.5米。米。n基础埋深尽可能设在地下水位以上。基础埋深尽可能设在地下水位以上。n地基土冻胀和融陷的影响地基土冻胀和融陷的影响n季节性冻土季节性冻土是一年内冻结和解冻交替出现的土层。是一年内冻结和解冻交替出现的土层。n基础埋置的基础埋置的深度一般应大于冻结深度深度一般应大于冻结深度。n房屋的使用情况房屋的使用情况n如有无地下室、地下设施，基础的形式和构造等。如有无地下室、地下设施，基础的形式和构造等。n相邻建筑物和构筑物的基础理深相邻建筑物和构筑物的基础理深n当深于原有建筑物或构筑物的基础时，两基础间应保持一当深于原有建筑物或构筑物的基础时，两基础间应保持一定距离，一般可采取两基础底
7、面高差的定距离，一般可采取两基础底面高差的1 12 2倍。倍。第第 9页页第第 10页页第第 11页页 第二节第二节 基础构造基础构造 第第 13页页一、按材料和受力特点分类一、按材料和受力特点分类 n（一）刚性基础（一）刚性基础。凡受刚性角限制的基础称为刚性基础。凡受刚性角限制的基础称为刚性基础。第第 14页页刚性基础台阶宽高比的允许值刚性基础台阶宽高比的允许值 第第 15页页1.1.砖基础砖基础 n主要材料为普通粘土砖。多用于地基土质好、地下水位较低、主要材料为普通粘土砖。多用于地基土质好、地下水位较低、五层以下的砖混结构建筑中。五层以下的砖混结构建筑中。第第 16页页灰土基础与三合土基础
8、灰土基础与三合土基础 n在地下水位比较低的地区，常在砖在地下水位比较低的地区，常在砖基础下做灰土垫层，该灰土层的厚基础下做灰土垫层，该灰土层的厚度不小于度不小于100mm100mm。由于灰土垫层按基。由于灰土垫层按基础计算，故称础计算，故称灰土基础灰土基础。n灰土基础灰土基础是由粉状石灰与粘土加适是由粉状石灰与粘土加适量水拌合夯实而成的。石灰与粘土量水拌合夯实而成的。石灰与粘土的体积比为的体积比为3 37 7或或2 28 8，灰土每层，灰土每层均虚铺均虚铺220mm220mm，夯实后厚度为，夯实后厚度为150mm150mm左右。左右。n三合土基础三合土基础石灰、砂、集料（碎石灰、砂、集料（碎砖
9、、碎石或矿渣），按体积比砖、碎石或矿渣），按体积比1 13 36 6或或1 12 24 4加水拌合夯实而成的。加水拌合夯实而成的。通常其总厚度通常其总厚度 H H0 0300mm300mm，宽度，宽度b600mmb600mm。三合土基础适用于四层。三合土基础适用于四层以下建筑。以下建筑。第第 17页页2.2.石基础石基础 n由未经加工的石材和砂浆由未经加工的石材和砂浆砌筑而成的。用于地下水砌筑而成的。用于地下水位较高、冻结深度较深的位较高、冻结深度较深的低层和多层民用建筑中。低层和多层民用建筑中。n剖面形式多呈阶梯形。剖面形式多呈阶梯形。n基础的顶面要比墙或柱每基础的顶面要比墙或柱每边宽出边宽
10、出100mm100mm，基础的宽，基础的宽度、每个台阶的高度均不度、每个台阶的高度均不宜小于宜小于400mm400mm；每个台阶；每个台阶挑出的宽度不应当大于挑出的宽度不应当大于200mm200mm。第第 18页页3.3.混凝土基础混凝土基础 n混凝土基础的断面可以做成矩形、阶梯形和锥形。混凝土基础的断面可以做成矩形、阶梯形和锥形。当基础宽当基础宽度小于度小于350mm350mm时，多做成矩形；大于时，多做成矩形；大于350mm350mm时，多做成阶梯形。时，多做成阶梯形。n常在混凝土中加入粒径不超过常在混凝土中加入粒径不超过300mm300mm的毛石，这种混凝土称为的毛石，这种混凝土称为毛石
11、混凝土毛石混凝土。第第 19页页（二）非刚性基础（二）非刚性基础 n钢筋混凝土基础称为非刚性基础或称为钢筋混凝土基础称为非刚性基础或称为柔性基础柔性基础第第 20页页钢筋混凝土基础的形式钢筋混凝土基础的形式n柱下和墙下柱下和墙下钢筋混凝土基础一般做成钢筋混凝土基础一般做成锥形和台阶形锥形和台阶形。n对于墙下钢筋混凝土基础，当地基不均匀时，还要对于墙下钢筋混凝土基础，当地基不均匀时，还要考虑墙体纵向弯曲的影响。这种情况下，为了增加考虑墙体纵向弯曲的影响。这种情况下，为了增加基础的整体性和加强基础纵向抗弯能力，墙下钢筋基础的整体性和加强基础纵向抗弯能力，墙下钢筋混凝土基础可采用有肋的基础形式。混凝
12、土基础可采用有肋的基础形式。钢筋混凝土基础锥形锥形 台阶形台阶形有肋的扩展基础有肋的扩展基础第第 21页页二、按基础的构造形式分类二、按基础的构造形式分类 n基础的构造形式主要取决于：基础的构造形式主要取决于：n建筑物建筑物上部结构形式上部结构形式n荷载的大小荷载的大小n地基土壤性质地基土壤性质n在一般情况下，上部结构形式直接影响基础在一般情况下，上部结构形式直接影响基础的形式，但当上部荷载大且地基承载能力有的形式，但当上部荷载大且地基承载能力有变化时，基础的形式也随之变化。变化时，基础的形式也随之变化。n基础按构造形式可分为基础按构造形式可分为五种基本类型：五种基本类型：第第 22页页（一）
13、条形基础（一）条形基础 n当建筑物上部结构为墙承重结构时，基础沿墙身设置，多做当建筑物上部结构为墙承重结构时，基础沿墙身设置，多做成长条形，这种基础称为成长条形，这种基础称为条形基础或带形基础条形基础或带形基础。该类基础多。该类基础多用于砖混结构，其基础常选用砖、石、灰土、三合土等材料，用于砖混结构，其基础常选用砖、石、灰土、三合土等材料，也可采用钢筋混凝土条形基础。也可采用钢筋混凝土条形基础。第第 23页页（二）独立基础（二）独立基础 n当建筑物上部采用框架结构或单层排架结构当建筑物上部采用框架结构或单层排架结构承重时，基础常采用承重时，基础常采用方形方形或或矩形矩形的单独基础，的单独基础，
14、这种基础称为这种基础称为独立基础或柱式基础独立基础或柱式基础。独立基。独立基础础是柱下基础的基本形式。是柱下基础的基本形式。n常用的常用的断面形式：断面形式：阶梯形、锥形、杯形。阶梯形、锥形、杯形。n优点：优点：减少土方工程量、节约基础材料。减少土方工程量、节约基础材料。n缺点：缺点：基础之间无构件连接件，整体刚度较基础之间无构件连接件，整体刚度较差。差。第第 24页页柱下独立基础示意图柱下独立基础示意图第第 25页页柱下独立基础柱下独立基础第第 26页页（三）井格式基础（三）井格式基础 n将柱下基础沿纵、横方向连接起来，做成十将柱下基础沿纵、横方向连接起来，做成十字交叉的井格基础，故字交叉的
15、井格基础，故又称十字带形基础。又称十字带形基础。第第 27页页（四）筏式基础（四）筏式基础 n用整片的筏板承受建筑物的荷载，这种基础用整片的筏板承受建筑物的荷载，这种基础形似筏子形似筏子。n筏式基础按结构形式可分为筏式基础按结构形式可分为板式结构板式结构和和梁板式结构梁板式结构两类。两类。第第 28页页不埋板式基础不埋板式基础n在天然地表上，将场地平整并用压路机将地在天然地表上，将场地平整并用压路机将地表土碾压密实后，在较好的持力层上，浇灌表土碾压密实后，在较好的持力层上，浇灌钢筋混凝土平板。钢筋混凝土平板。第第 29页页（五）箱形基础（五）箱形基础 n一般适用于高层建筑或在软弱地基上建造重型
16、建筑物。当箱一般适用于高层建筑或在软弱地基上建造重型建筑物。当箱形基础的内部空间较大时，可用作地下室。形基础的内部空间较大时，可用作地下室。第第 30页页（六）桩基础（六）桩基础 n当建筑物上部荷载较大、地基的软弱土层当建筑物上部荷载较大、地基的软弱土层较厚、地基承载力不能满足要求且做成人较厚、地基承载力不能满足要求且做成人工地基又不具备条件或不经济时，常采用工地基又不具备条件或不经济时，常采用桩基础。桩基础。n采用桩基础能节省基础材料，减少挖填土采用桩基础能节省基础材料，减少挖填土方工程量，改善工人的劳动条件，缩短工方工程量，改善工人的劳动条件，缩短工期。期。第第 31页页1.1.桩的种类桩
17、的种类n根据根据材料不同材料不同可分为：可分为：木桩、钢筋混凝土桩、钢桩和其它组木桩、钢筋混凝土桩、钢桩和其它组合材料桩合材料桩 a.a.木桩木桩 b.b.预制混凝土桩预制混凝土桩 c.c.预制混凝土管桩预制混凝土管桩 g.g.复合桩复合桩第第 32页页n根据根据施工方法不同施工方法不同分为：分为：n打入桩打入桩n压入桩压入桩n振入桩振入桩n灌注桩灌注桩n钻孔桩钻孔桩第第 33页页第第 34页页沉管灌注桩施工过程沉管灌注桩施工过程:就位就位沉套管沉套管开始灌注混凝土开始灌注混凝土下钢筋骨架继续下钢筋骨架继续浇灌混凝土浇灌混凝土拔管成型拔管成型第第 35页页n根据根据受力性能不同受力性能不同可可
18、分为：分为：n端承桩端承桩n摩擦桩摩擦桩 第第 36页页桩的组成桩的组成 n桩由桩由桩身桩身及及承台梁承台梁组成。组成。n桩的上端浇注钢筋混凝桩的上端浇注钢筋混凝土承台梁，承台梁上接土承台梁，承台梁上接墙体。墙体。n在在寒冷地区寒冷地区，为了防止，为了防止承台梁下的土受冻膨胀承台梁下的土受冻膨胀使承台梁破坏，一般在使承台梁破坏，一般在承台梁下承台梁下铺设铺设100mm100mm200mm200mm的粗砂或炉渣的粗砂或炉渣。第第 37页页第三节第三节 地下室的构造地下室的构造n地下室地下室是指建筑物底层以下的房间。是指建筑物底层以下的房间。n1 1、地下室的组成、地下室的组成n地下室一般由墙身、
19、底板、顶板、门窗、楼梯和采光井六部分组成。第第 38页页n2 2、地下室的分类、地下室的分类n按顶板标高按顶板标高可分为：可分为：n全地下室全地下室即地下室地面低于室外地面的高度，即地下室地面低于室外地面的高度，超过该房间净高一半时称全地下室。超过该房间净高一半时称全地下室。n半地下室半地下室即地下室地面低于室外地面的高度超即地下室地面低于室外地面的高度超过该房间净高过该房间净高1/3，且不超过，且不超过1/2时称为半地下室。时称为半地下室。n按使用功能按使用功能分有分有普通地下室普通地下室和和人防地下室人防地下室；n按结构材料按结构材料可分为可分为砖墙地下室砖墙地下室和和混凝土墙地混凝土墙地
20、下室下室。第第 39页页 第第 40页页二、地下室的防潮与防水构造二、地下室的防潮与防水构造 n地下室构造设计的主要任务地下室构造设计的主要任务：保证地下室在：保证地下室在使用时不受潮、不渗漏。使用时不受潮、不渗漏。第第 41页页（）地下室防潮（砖墙）（）地下室防潮（砖墙）第第 42页页（二）地下室防水（二）地下室防水 n当地下水的设计最高水位高于地下室底板标高当地下水的设计最高水位高于地下室底板标高时，地下室的底板和部分外墙将浸在水中，这时，地下室的底板和部分外墙将浸在水中，这时地下室外墙受到地下水的侧压力，地坪受到时地下室外墙受到地下水的侧压力，地坪受到水的浮力的影响。水的浮力的影响。地下
21、水的侧压力的大小以水地下水的侧压力的大小以水头大小为标准头大小为标准。n所谓所谓水头水头是指最高地下水位至地下室地面的垂是指最高地下水位至地下室地面的垂直高度，以米为单位。直高度，以米为单位。水头越大，侧压力越大水头越大，侧压力越大，因此，必须对地下室外墙和地坪作防水处理。因此，必须对地下室外墙和地坪作防水处理。第第 43页页1.地下工程防水等级标准地下工程防水等级标准n地下室防水工程分为四个等级，各地下工程的防水方案应根据工程的重要性和使用要求按表6-1选定防水等级适用范围标准设防做法选择要求一级一级 人员长期停留的场所；因有少量湿渍会使物品变质、失效的储物场所及严重影响设备正常运转和危及工
22、程安全运营的部位；极重要的战备工程 不允许漏水，结构表面无湿渍 多道设防，其中应有一道钢筋混凝土结构自防水和一道柔性防水，其他各道可采取其他防水措施 1.自防水钢筋混凝土；2.优先选用合成高分子卷材；3.增加其他防水措施，如架空层或夹壁墙等 表6-1 地下室防水工程设防表(待续)第第 44页页(续)表6-1 地下室防水工程设防表防水等级防水等级适用范围适用范围标准标准设防做法设防做法选择要求选择要求二级二级人员经常活人员经常活动的场所；动的场所；在有少量湿在有少量湿渍的情况下渍的情况下不会使物品不会使物品变质、失效变质、失效的储物场所的储物场所及基本不影及基本不影响设备正常响设备正常运转和工程
23、运转和工程安全运营的安全运营的部位；重要部位；重要战备工程战备工程 不允许漏水结构表面有少量不允许漏水结构表面有少量湿渍；工业与民用建筑总湿湿渍；工业与民用建筑总湿渍面积不应大于总防水面积渍面积不应大于总防水面积（包括顶板、墙面、地面）（包括顶板、墙面、地面）的的1/10001/1000；任意；任意100m100m2 2防水防水面积上的湿渍不超过面积上的湿渍不超过1 1处，处，单个湿渍面积不大于单个湿渍面积不大于0.1m0.1m2 2；其他地下工程总湿渍面积不其他地下工程总湿渍面积不应大于总防水面积的应大于总防水面积的6/10006/1000；任意任意100m100m2 2防水面积上的湿防水面
24、积上的湿渍不超过渍不超过4 4处，单个湿渍面处，单个湿渍面积不大于积不大于0.2m0.2m2 2 两道设防，两道设防，一般为一一般为一道钢筋混道钢筋混凝土结构凝土结构自防水和自防水和一道柔性一道柔性防水防水 1.1.自防水自防水钢筋混凝钢筋混凝土；土；2.2.合成高合成高分子卷材分子卷材一层，或一层，或高聚物改高聚物改性沥青防性沥青防水卷材水卷材第第 45页页防水等级 适用范围标准设防做法选择要求三级人员临时活动场所；一般战备工程 有少量漏水点，不得有线流和漏泥砂；任意100m2的防水面积上的漏水点数不超过7处，单个漏水点的最大漏水量不大于2.5L/(m2d)，单个湿渍面积不大于0.3m2 可
25、采用一道设防或两道设防；也可对结构做抗水处理，外做一道柔性防水层 合成高分子卷材一层或高聚物改性沥青防水卷材 四级对漏水无严格要求的工程 有漏水点，不得有线流和漏泥砂；整个工程平均漏水量不大于2L/(m2d)，任意100m2防水面积上的平均漏水量不大于4L/(m2d)一道设防，也可做一道外防水层 高聚物改性沥青防水卷材(续)表6-1 地下室防水工程设防表第第 46页页2.地下室的防水构造主要有材料防水和混凝土自防水两地下室的防水构造主要有材料防水和混凝土自防水两大类大类（1）材料防水材料防水材料防水是在外墙和底板表面敷材料防水是在外墙和底板表面敷设防水材料，借材料的高效防水特性阻止水的设防水材
26、料，借材料的高效防水特性阻止水的渗人，常用卷材、涂料和防水砂浆等。渗人，常用卷材、涂料和防水砂浆等。1）卷材防水）卷材防水第第 47页页防水层的卷材层数防水层的卷材层数n采用油毡防水层时，油毡的层数应根据地下采用油毡防水层时，油毡的层数应根据地下水的最大水头选用。水的最大水头选用。第第 48页页第第 49页页2)涂料防水第第 50页页3)水泥砂浆防水水泥砂浆防水n水泥砂浆防水水泥砂浆防水。水泥砂浆防水是采用合格材。水泥砂浆防水是采用合格材料，通过严格分层次交替操作形成的多防线料，通过严格分层次交替操作形成的多防线整体防水层。整体防水层。可用于结构主体的迎水面或背可用于结构主体的迎水面或背水面水
27、面。n但是，由于目前水泥砂浆防水以手工操作为但是，由于目前水泥砂浆防水以手工操作为主，质量难以控制，加上砂浆的干缩性大，主，质量难以控制，加上砂浆的干缩性大，故仅适用于故仅适用于结构刚度大结构刚度大、建筑变形小建筑变形小、面积面积较小较小的工程。的工程。第第 51页页（3 3）防水混凝上防水）防水混凝上防水 n常采用的防水混常采用的防水混凝土有凝土有集料级配集料级配混凝土混凝土和和外加剂外加剂混凝土混凝土。n地下室的地下室的墙板和墙板和底板的厚度不应底板的厚度不应小于小于200mm。第第 52页页人工降排水措施人工降排水措施第第 53页页三、采光井构造三、采光井构造n采光井采光井由由侧墙侧墙和
28、和底板底板构成。构成。n侧墙侧墙一般用一般用砖砌筑砖砌筑，井底板井底板则用则用混凝土浇注混凝土浇注。采光井的深度由地下室窗台的高度而定，采采光井的深度由地下室窗台的高度而定，采光井的宽度视采光井的深度而定，光井的宽度视采光井的深度而定，第第 54页页第第 55页页思考题思考题n1.1.地基和基础各指什么？它们之间有何关系？地基和基础各指什么？它们之间有何关系？n3.3.何谓基础的埋置深度？影响基础的埋置深何谓基础的埋置深度？影响基础的埋置深度的因素有哪些？度的因素有哪些？n4.4.常见的基础类型有哪些？各有何特点？常见的基础类型有哪些？各有何特点？n5.5.何谓刚性基础？何谓刚性角？刚性基础为何谓刚性基础？何谓刚性角？刚性基础为什么要考虑刚性角？什么要考虑刚性角？n6.6.地下室在什么情况下要防水或防潮？试述地下室在什么情况下要防水或防潮？试述地下室防潮的构造要求。地下室防潮的构造要求。第第 56页页第第 57页页
