第二章基礎(chǔ)構(gòu)造課件

第二章基礎(chǔ)構(gòu)造

12.1地基與基礎(chǔ)的基本概念2.1.1、地基、基礎(chǔ)及其關(guān)系

基礎(chǔ)是建筑物與土壤直接接觸的部分是建筑物的組成部分?；A(chǔ)承受上部結(jié)構(gòu)的全部荷載，并把它傳給地基。

地基是指基礎(chǔ)底面以下，受到建筑物全部荷載作用影響范圍內(nèi)的巖石、土壤層（見圖）。第二章基礎(chǔ)構(gòu)造2.1地基與基礎(chǔ)的基本概念第二章基礎(chǔ)構(gòu)造2

持力層是直接支承基礎(chǔ)，持有一定承載能力的土層下臥層是持力層以下的土層

第二章基礎(chǔ)構(gòu)造持力層是直接支承基礎(chǔ)，持有一定承載能力的土層第二章基礎(chǔ)3

地基按照土層性質(zhì)不同分為天然地基和人工地基兩大類人工加固地基方法有壓實(shí)法、換土法、打樁法以及化學(xué)加固法2.1.2、地基與基礎(chǔ)的設(shè)計要求1．地基應(yīng)具有足夠的承載力和均勻程度建筑物應(yīng)盡量選擇建在地基承載力較高而且均勻地基按照土層性質(zhì)不同分為天然地基和人工地基兩大類4的地段，地基土質(zhì)應(yīng)均勻，否則會加大基礎(chǔ)設(shè)計的難度。當(dāng)基礎(chǔ)處理不當(dāng)時，會使建筑物發(fā)生不均勻沉降，嚴(yán)重時會影響建筑物的正常使用。2．基礎(chǔ)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度基礎(chǔ)是建筑物的重要承重構(gòu)件，它承受著上部結(jié)構(gòu)的全部荷載，是建筑物安全的取要保證。因此基礎(chǔ)必須有足夠的強(qiáng)度，

的地段，地基土質(zhì)應(yīng)均勻，否則會加大基礎(chǔ)設(shè)計的難度。當(dāng)基礎(chǔ)5才能確保將建筑物的荷載可靠地傳給地基。3.基礎(chǔ)工程應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理

基礎(chǔ)工程約占建筑總造價的10％～40％，合理降低基礎(chǔ)工程的造價是減少建筑總投資的有效方法。才能確保將建筑物的荷載可靠地傳給地基。6基礎(chǔ)的埋置深度由室外設(shè)計地面到基礎(chǔ)底面的距離2.2基礎(chǔ)的埋置深度及影響因素基礎(chǔ)的埋置深度由室外設(shè)計地面到基礎(chǔ)底面的距離2.2基礎(chǔ)的埋7

由室外設(shè)計地面到基礎(chǔ)底面的距離，叫做基礎(chǔ)的埋置深度。圖2.1為基礎(chǔ)的埋置深度。基礎(chǔ)的埋深大于5m時，稱為深基礎(chǔ)。基礎(chǔ)的埋深不超過5m時，稱為淺基礎(chǔ)，基礎(chǔ)直接做在地表上的叫不埋基礎(chǔ)，一般民用建筑優(yōu)先使用淺基礎(chǔ)但埋深最小不能少于500mm。

2.2基礎(chǔ)的埋置深度及影響因素由室外設(shè)計地面到基礎(chǔ)底面的距離，叫做基礎(chǔ)的埋置深度。圖28

影響基礎(chǔ)埋置深度的因素主要包括：（1）土層構(gòu)造對基礎(chǔ)埋深的影響a地基土層為均勻好土?xí)r，基礎(chǔ)盡量淺埋，但不能淺于500mm。b地基土層的上層為軟土，且厚度在2m以內(nèi)，下層為好土?xí)r，基礎(chǔ)應(yīng)在好土層之上，此時既經(jīng)濟(jì)又可靠。c

地基土層的上層為軟土，且厚度在2-5m以內(nèi)，對低層或荷載小的輕型建筑，在加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的整體性和加寬基礎(chǔ)底面積后仍可埋在軟土層內(nèi)，而對高層，荷載較大的重型建筑，應(yīng)將基礎(chǔ)埋于好土上，以保證安全。2.2基礎(chǔ)的埋置深度及影響因素影響基礎(chǔ)埋置深度的因素主要包括：2.2基礎(chǔ)的埋置深度9d地基土層的上層軟土厚度大于5m時，荷載小的建筑應(yīng)盡量利用原狀土，將基礎(chǔ)埋于軟土層中，此時應(yīng)加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)，增大基礎(chǔ)底面積，荷載較大建筑可作地基加固處理。e地基土層的上層為好土，下層為軟土?xí)r，應(yīng)力爭將基礎(chǔ)埋于好土內(nèi)，適當(dāng)增大基礎(chǔ)底面積，同時對下臥層的應(yīng)力和應(yīng)變進(jìn)行驗(yàn)算。

2.2基礎(chǔ)的埋置深度及影響因素d地基土層的上層軟土厚度大于5m時，荷載小的建筑應(yīng)10f地基土層的上層為好土與軟土交替構(gòu)成時，總荷載小的低層輕型建筑應(yīng)盡可能把基礎(chǔ)埋于好土內(nèi)，總荷載較大建筑可采用人工地基或?qū)⒒A(chǔ)埋于下層好土中。（2）地下水位的影響a建筑物的基礎(chǔ)應(yīng)盡量埋在地下水以上b如必須埋在地下水以下時應(yīng)將基礎(chǔ)底面埋置在低于地下水位200mm以下，使基礎(chǔ)避免水位及水浮力影響，埋置在低于地下水位以下2.2基礎(chǔ)的埋置深度及影響因素f地基土層的上層為好土與軟土交替構(gòu)成時，總荷載11的基礎(chǔ)材料應(yīng)是良好的耐水材料，當(dāng)?shù)叵滤g性物質(zhì)時基礎(chǔ)應(yīng)采取防腐措施（3）地基土的凍結(jié)深度影響土的地基遇水會使基礎(chǔ)下沉，因此基礎(chǔ)應(yīng)埋置深一些，避免被地表水浸濕。凍結(jié)是指土中水分受冷結(jié)成冰使土體膨脹的現(xiàn)象冰凍線---土的凍結(jié)深度是地面以下凍結(jié)土與非凍結(jié)土的分界線地基土凍脹時，會使基礎(chǔ)隆起，冰凍消失又會使基礎(chǔ)

2.2基礎(chǔ)的埋置深度及影響因素的基礎(chǔ)材料應(yīng)是良好的耐水材料，當(dāng)?shù)叵滤g性物質(zhì)時基礎(chǔ)應(yīng)采12下陷，久而久之，基礎(chǔ)就會被破壞?；A(chǔ)最好深埋在冰凍線以下200mm地方。（4）相鄰建筑的基礎(chǔ)埋深

基礎(chǔ)埋深最好小于原有建筑的基礎(chǔ)埋深。當(dāng)基礎(chǔ)深于原有建筑基礎(chǔ)時，則新舊基礎(chǔ)間的凈距一般為相鄰基礎(chǔ)底面高差的1～2倍。（5）連接不同埋深基礎(chǔ)影響（6）建筑物有無地下室、設(shè)備基礎(chǔ)，基礎(chǔ)的形式及構(gòu)造作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)等影響下陷，久而久之，基礎(chǔ)就會被破壞?；A(chǔ)最好深埋在冰凍線以下2013基礎(chǔ)的構(gòu)造類型與建筑物的上部結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、地基的承載力以及它所選用的材料性能有關(guān)?；A(chǔ)按受力特點(diǎn)分有剛性基礎(chǔ)和非剛性(柔性)基礎(chǔ)；按其使用材料分有磚基礎(chǔ)、毛石基礎(chǔ)、混凝土基礎(chǔ)、鋼筋混凝土基礎(chǔ)等；按構(gòu)造形式分有獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏片基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)等。2.3、基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造基礎(chǔ)的構(gòu)造類型與建筑物的上部結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、地基的承14

當(dāng)建筑物上部結(jié)構(gòu)采用墻體承重時，基礎(chǔ)常采用連續(xù)的條形基礎(chǔ)。（1）剛性基礎(chǔ)（無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)）由剛性材料制作的基礎(chǔ)稱剛性基礎(chǔ)剛性材料一般是指抗壓強(qiáng)度高，抗拉和抗剪強(qiáng)度低的材料。

2.3.1基礎(chǔ)按使用材料及受力特點(diǎn)劃分當(dāng)建筑物上部結(jié)構(gòu)采用墻體承重時，基礎(chǔ)常采用連續(xù)的條形基礎(chǔ)15

磚砌條形基礎(chǔ)由墊層、磚砌大放腳、防潮層和基礎(chǔ)墻四部分組成。如圖2.2所示。基礎(chǔ)墊層一般有灰土墊層、碎磚三合土墊層和混凝土墊層等。磚基礎(chǔ)臺階的寬高比為1∶1.5，如圖2.3所示。磚砌條形基礎(chǔ)一般多用于地基土質(zhì)好、五層以下的房屋。

2.3.1基礎(chǔ)按使用材料及受力特點(diǎn)劃分磚砌條形基礎(chǔ)由墊層、磚砌大放腳、防潮層和基礎(chǔ)墻四部分16大放腳每一階梯挑出的長度為磚長的1／4(即60mm)。為保證基礎(chǔ)外挑部分在基底反力作用下不至發(fā)生破壞，大放腳的砌法有兩皮一收和二一間隔收兩種。在相同底寬的情況下，二一間隔收可減少基礎(chǔ)高度。

大放腳每一階梯挑出的長度為磚長的1／4(即60mm)。為保證17第二章基礎(chǔ)構(gòu)造課件18圖2.3基礎(chǔ)寬度與高度關(guān)系

剛性基礎(chǔ)的基底寬度不能超過一定限度，否則基礎(chǔ)底面將會因受拉而折裂破壞。折裂的方向與垂直面的夾角a稱為剛性角(即保護(hù)材料不因受拉、受剪而破壞的度)。

圖2.3基礎(chǔ)寬度與高度關(guān)系19

剛性基礎(chǔ)基底放大范不應(yīng)超過剛性角控制的范圍。一般，磚、石基礎(chǔ)的剛性角在30度以內(nèi)，混凝土基礎(chǔ)的剛性角在45度以內(nèi)。剛性基礎(chǔ)多用于中、小型磚混建筑。

20（2）非剛性基礎(chǔ)（鋼筋混凝土基礎(chǔ)）當(dāng)墻下條形基礎(chǔ)的上部荷載較大時，可采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。由于這種基礎(chǔ)底部配有鋼筋，鋼筋的抗拉性能好，不受剛性角的限制。因此，不受剛性角限制的基礎(chǔ)也稱非剛性基礎(chǔ)（柔性基礎(chǔ)），（2）非剛性基礎(chǔ)（鋼筋混凝土基礎(chǔ)）21

如圖2.4所示。鋼筋混凝土基礎(chǔ)最薄處的厚度不小于200mm，鋼筋直徑不宜小于8mm，間距不宜大于200mm。基礎(chǔ)混凝土的強(qiáng)度等級不宜低于C15，墊層厚度宜為70～100mm。如圖2.4所示。鋼筋混凝土基礎(chǔ)最薄處的厚度不小于20022圖2.5鋼筋混凝土基礎(chǔ)

墊層一般是c10，條形基礎(chǔ)素混凝土一般是c20，獨(dú)立柱式基礎(chǔ)和筏板式基礎(chǔ)一般是c30。圖2.5鋼筋混凝土基礎(chǔ)墊層一般是c10，條形基礎(chǔ)素23

（1）獨(dú)立基礎(chǔ)是獨(dú)立的塊狀形式，一般用于柱子下面，每一根柱子一個基礎(chǔ)，往往單獨(dú)存在，所以稱為獨(dú)立基礎(chǔ)。

當(dāng)建筑物上部結(jié)構(gòu)采用框架結(jié)構(gòu)或單層排架及門架結(jié)構(gòu)承重時，常采用鋼筋混凝土、素混凝土等方形或矩形的單獨(dú)基礎(chǔ)，基礎(chǔ)斷面形式有踏步形、錐形、杯形。2.3.2、基礎(chǔ)按構(gòu)造形式劃分（1）獨(dú)立基礎(chǔ)是獨(dú)立的塊狀形式，一般用于柱子下面，每一24

當(dāng)柱為預(yù)制柱時，將基礎(chǔ)做成杯口形，然后將柱子插入，并嵌固在杯口內(nèi)，這種基礎(chǔ)稱為杯形基礎(chǔ)。（見課本P19頁圖2-5)2.3.2、基礎(chǔ)按構(gòu)造形式劃分2.3.2、基礎(chǔ)按構(gòu)造形式劃分25（2）條形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)又稱帶形基礎(chǔ)，有墻下條形基礎(chǔ)和柱下條形基礎(chǔ)兩類。①墻下條形基礎(chǔ)：一般用于多層磚混結(jié)構(gòu)的墻下，低層或小型建筑常用磚、石、混凝土等剛性條形基礎(chǔ)。

（2）條形基礎(chǔ)26②柱下條形基礎(chǔ)：當(dāng)建筑上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)或排架結(jié)構(gòu)、荷載較大時，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)已不能滿足荷載要求，常采用鋼筋混凝土柱下條形基礎(chǔ)，將柱下基礎(chǔ)沿縱、橫方向連接起來，又稱井格基礎(chǔ)或十字帶形基礎(chǔ)。

②柱下條形基礎(chǔ)：27

（3）筏形基礎(chǔ)(筏片基礎(chǔ))當(dāng)建筑物上部荷載較大且不均勻、而地基承載能力又比較弱時，采用簡單的條形基礎(chǔ)或井格式基礎(chǔ)已不能適應(yīng)地基變形的需要，常將墻或柱下基礎(chǔ)連成一片，使整個建筑物的荷載承受在一整塊梁板上，這種滿堂式的梁板式基礎(chǔ)稱筏式基礎(chǔ)，按其結(jié)構(gòu)布置形式分為梁板式和無梁式兩種。（3）筏形基礎(chǔ)(筏片基礎(chǔ))28

（4）箱形基礎(chǔ)當(dāng)上部建筑物為荷載大、對地基不均勻沉降要求嚴(yán)格的高層建筑、重型建筑以及軟弱土地基上的多層建筑時，為增加基礎(chǔ)剛度，用鋼筋混凝土的底板、頂板和若干縱橫墻組成空心箱體的整體結(jié)構(gòu)，共同承受上部結(jié)構(gòu)荷載，這就是箱形基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)的剛度較大，抗震性能好；在高層建筑中，基礎(chǔ)的中空部分常用作地下室、地下車庫等。（4）箱形基礎(chǔ)29當(dāng)建筑物荷載較大，地基的軟弱土層厚度在5m以上，基礎(chǔ)不能埋在軟弱土層內(nèi)時，可采用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)是以下部堅實(shí)土層或巖層作為持力層的深基礎(chǔ)

（5）樁基礎(chǔ)（5）樁基礎(chǔ)30樁基礎(chǔ)按其受力性能可分為端承樁和摩擦樁兩種。端承樁是將建筑物的荷載通過樁端傳給堅硬土層，而摩擦樁是通過樁側(cè)表面與周圍土壤的摩擦力傳給地基。目前采用最多的是鋼筋混凝土樁，包括預(yù)制樁和灌注樁兩大類。（5）樁基礎(chǔ)（5）樁基礎(chǔ)31端承樁與摩擦樁區(qū)別：一、定義的區(qū)別：端承型樁，是指樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承受，但樁端阻力分擔(dān)較多的樁，其樁端一般進(jìn)入中密以上的砂類、碎石類土層，或位于中等風(fēng)化、微風(fēng)化及新鮮基巖頂面。這類樁的側(cè)摩阻力雖屬次要，但不可忽略。端承樁為端承型樁的一種，它是指樁身穿越軟弱土層、樁端設(shè)置在密實(shí)砂類、碎石類土層中或位于中等風(fēng)化、微風(fēng)化及未風(fēng)化硬質(zhì)巖石頂面，樁頂豎向荷載絕大部分由樁端阻力承受，而樁側(cè)阻力很小可以忽略不計的樁。

（5）樁基礎(chǔ)端承樁與摩擦樁區(qū)別：（5）樁基礎(chǔ)32二、施工中的區(qū)別：樁是靠摩阻力和端阻力來承擔(dān)樁頂荷載的，摩阻力就是樁在承受樁頂荷載后，樁身產(chǎn)生彈性壓縮向下位移，這時在樁身和樁周的巖土之間所產(chǎn)生的摩檫阻力；端阻力就是樁端(樁底)放在強(qiáng)度比較高的巖土層(也叫地基持力層)上，當(dāng)樁頂荷載傳到樁端以后，由樁端下的巖土層來承擔(dān)荷載。

（5）樁基礎(chǔ)二、施工中的區(qū)別：樁是靠摩阻力和端阻力來承擔(dān)樁頂荷載的33由此可見，摩擦樁和端承樁施工中區(qū)別：施工端承樁時,不能擾動和破壞樁端土的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度,努力保護(hù)樁端土的強(qiáng)度,不要讓樁端土被水侵蝕,樁端的虛土和浮渣一定要清理干凈,否則樁會產(chǎn)生沉降。樁端要做得平整或做成臺階狀,不能有斜坡，樁端巖石里如果有松動的石塊要去掉。施工摩擦樁時,要保護(hù)摩阻力和努力提高摩阻力，把樁周的土壁做得粗糙些，不要擾動和破壞樁周土的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度，不要讓樁周土被水侵蝕等等。

（5）樁基礎(chǔ)由此可見，摩擦樁和端承樁施工中區(qū)別：施工端承樁時,不能34清孔后的區(qū)別：在樁基成孔后，將鋼筋籠下好，導(dǎo)管安裝好，開始進(jìn)行清孔，清孔后端承樁和摩擦樁最大的區(qū)別就是沉渣厚度，端承樁為：≤5cm；摩擦樁為：≤20cm；端承樁沉渣厚度若過大，則會產(chǎn)生沉降，所以沉渣厚度一定要進(jìn)行控制，要控制在5cm以內(nèi)；而摩擦樁組要靠側(cè)阻力承受荷載，沉渣厚度一般控制在20cm以內(nèi)。

（5）樁基礎(chǔ)清孔后的區(qū)別：在樁基成孔后，將鋼筋籠下好，導(dǎo)管安裝好，35當(dāng)房屋相鄰部分的高度荷載和結(jié)構(gòu)形式差別很大，而地基又較弱時，房屋有可能產(chǎn)生不均勻沉降，致使薄弱部分開裂，因此應(yīng)按要求設(shè)置基礎(chǔ)沉降縫。條形基礎(chǔ)的沉降縫通常采用雙墻式和懸挑式沉降縫。沉降縫與伸縮縫的不同之處是除屋頂、墻身、樓板都斷開外，基礎(chǔ)也必須斷開。使相鄰部分可自由沉降，沉降縫寬度要根據(jù)房屋的層數(shù)決定，五層以上時不能少于120mm。2.3.3基礎(chǔ)沉降縫構(gòu)造當(dāng)房屋相鄰部分的高度荷載和結(jié)構(gòu)形式差別很大，而地基又較362.4.1、地下室的分類地下室是建筑物首層以下的房間。地下室可用作設(shè)備間、儲藏間、旅館、餐廳、商場、車庫以及戰(zhàn)備人防工程。高層常利用深基礎(chǔ)(如箱形基礎(chǔ))建造一層或多層地下室。

（1）、按使用功能分：普通地下室和防空地下室。

（2）、按頂板標(biāo)高分：半地下室(埋深為1／3—1／2倍的地下室凈高)和全地下室(埋深為地下室凈高的1／2以上)。

2.4、地下室2.4.1、地下室的分類2.4、地下室37（3）、按結(jié)構(gòu)材料分：磚混結(jié)構(gòu)地下室和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地下室。地下室的基礎(chǔ)一般是c35混凝土另帶抗?jié)B（p8）抗?jié)B等級，是指材料抵抗壓力水滲透的等級?；炷恋目?jié)B性用抗?jié)B等級（P）或滲透系數(shù)來表示。GB50164《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》根據(jù)混凝土試件在抗?jié)B試驗(yàn)時所能承受的最大水壓力，混凝土的抗?jié)B等級劃分為P4、P6、P8、P10、P12等五個等級。

抗?jié)B等級P8，其最大水灰比為：0.55（3）、按結(jié)構(gòu)材料分：磚混結(jié)構(gòu)地下室和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地下室。38地下室示意地下室示意39（1）、墻體--同時承受垂直和水平荷載，墻體厚度應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)和抗?jié)B要求，最小厚度要求（2）、頂板--地下室頂板應(yīng)考慮防水、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、保溫等功能上的需要（3）、底板--地下室底板應(yīng)考慮地下水滲透問題，結(jié)構(gòu)上除了考慮上部荷載外還涉及到地下水的浮力2.4.2、地下室構(gòu)造組成（1）、墻體--同時承受垂直和水平荷載，2.4.2、地下室構(gòu)40（4）、門窗--主要解決地下室的采光、通風(fēng)問題，防空地下室還應(yīng)考慮防空的等級和條件（5）、樓梯--一般與上部構(gòu)造樓梯直接連接，防空地下室有單獨(dú)的設(shè)計要求（6）、采光井--地下室在室外地平一下，考慮采光問題一般設(shè)置有采光井，設(shè)計中要考慮采光井的高度、寬度、防護(hù)等2.4.2、地下室構(gòu)造組成（4）、門窗--主要解決地下室的采光、通風(fēng)問題，防空地下室還41地下室防潮構(gòu)造當(dāng)設(shè)計最高地下水位低于地下室底板時，地下水不能直接侵入地下室內(nèi)，墻和地坪僅受到土層中地潮的影響(所謂地潮是指土層中的毛細(xì)管水和地面雨水下滲而造成的無壓水)，這時地下室需做防潮處理，構(gòu)造要求如下：(1)采用磚墻體時必須用水泥砂漿砌筑，灰縫必須飽滿；

2.4.3、地下室的防潮、防水構(gòu)造地下室防潮構(gòu)造2.4.3、地下室的防潮、防水構(gòu)造42(2)在外墻外側(cè)設(shè)垂直防潮層，防潮層做法一般為：1：2水泥砂漿找平、刷冷底子油一道、熱瀝青兩道；防潮層做至室外散水處，然后在防潮層外側(cè)回填低滲透性土壤如粘土、灰土等，并逐層夯實(shí)，底寬500mm左右。(3)所有墻體必須設(shè)兩道水平防潮層，一道設(shè)在地下室底層地坪以下附近，一般設(shè)置在地面結(jié)構(gòu)厚度之間對應(yīng)的位置，見圖。另一道設(shè)在室外地面散水以上150-200mm、一層樓板支承的位置。2.4.3、地下室的防潮、防水構(gòu)造(2)在外墻外側(cè)設(shè)垂直防潮層，防潮層做法43第二章基礎(chǔ)構(gòu)造課件44

2.4.4地下室防水構(gòu)造當(dāng)設(shè)計最高地下水位高于地下室地坪時，地下室的外墻和地坪受到地下水(有壓水)壓力影響(壓力的大小以水頭為標(biāo)準(zhǔn))。所謂水頭是指最高地下水位至地下室地面的垂直高度，以米計；這時，必須對地下室外墻和地坪作防水處理。防水方式有以下幾種方法：(1)隔水法（材料防水）材料防水是在外墻和底板表面敷設(shè)2.4.4地下室防水構(gòu)造當(dāng)設(shè)計最高45防水材料，如卷材、涂膜、防水砂漿等，以阻上地下水的滲入。卷材防水是常用的一種防水材料，按防水層鋪貼位置不同，分為外