建筑構(gòu)造與施工學(xué)習(xí)情境二

建筑構(gòu)造與施工學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程學(xué)習(xí)單元1了解地基與基礎(chǔ)學(xué)習(xí)單元2掌握地下室構(gòu)造學(xué)習(xí)單元3掌握地基的施工處理學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程學(xué)習(xí)單元1了解地基與基礎(chǔ)

一、地基與基礎(chǔ)的概念地基是承受由基礎(chǔ)傳下來的荷載的土層，它不是建筑物的組成部分。在建筑中，將建筑上部結(jié)構(gòu)所承受的各種荷載傳到地基上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件稱為基礎(chǔ)。支承基礎(chǔ)的土體或巖體稱為地基。地基可分為天然地基和人工地基兩大類。

（一）天然地基如果天然土層具有足夠的承載力，不需要經(jīng)過人工改良和加固，就可直接承受建筑物的全部荷載并滿足變形要求，就可稱這種地基為天然地基。巖石、碎石土、砂土、粉土、黏性土等，一般均可作為天然地基。

（二）人工地基當(dāng)土層的承載能力較低或雖然土層較好，但因上部荷載較大，土層不能滿足承學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程受建筑物荷載的要求時，必須對土層進(jìn)行地基處理，以提高其承載能力，改善其變形性質(zhì)或滲透性質(zhì)，這種經(jīng)過人工方法進(jìn)行處理的地基稱為人工地基。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

二、對地基與基礎(chǔ)的要求

（一）對地基的要求1.地基應(yīng)具有一定的承載力和較小的壓縮性。2.地基的承載力應(yīng)分布均勻。在一定的承載條件下，地基應(yīng)有一定的深度范圍。3.要盡量采用天然地基，以降低成本。

（二）對基礎(chǔ)的要求1.基礎(chǔ)要有足夠的強(qiáng)度，能夠起到傳遞荷載的作用。2.基礎(chǔ)的材料應(yīng)具有耐久性，以保證建筑的持久使用。因?yàn)榛A(chǔ)處于建筑物最下部并且埋在地下，對其維修或加固是很困難的。3.在選材上盡量就地取材，以降低造價。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

三、地基、基礎(chǔ)與荷載的關(guān)系地基承受著由基礎(chǔ)傳來的建筑物的全部荷載。地基在建筑物荷載作用下的應(yīng)力和應(yīng)變隨著土層深度的增加而減小，在達(dá)到一定深度后就可以忽略不計。直接承受荷載的土層稱為持力層，持力層以下的土層稱為下臥層，如下圖所示。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

四、基礎(chǔ)的埋置深度及影響因素

（一）基礎(chǔ)的埋置深度為確保建筑物的堅固安全，基礎(chǔ)要埋入土層中一定的深度。一般把自室外設(shè)計地面標(biāo)高至基礎(chǔ)底部的垂直高度稱為基礎(chǔ)的埋置深度，簡稱埋深，如下圖所示。根據(jù)埋置深度的不同，基礎(chǔ)常分為深基礎(chǔ)和淺基礎(chǔ)。其實(shí)深基礎(chǔ)與淺基礎(chǔ)并無明顯的界限，通常把埋置深度大于5m的稱為深基礎(chǔ)，埋置深度小于5m的稱為淺基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程（二）基礎(chǔ)埋置深度的影響因素1建筑物自身的特性3工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件2地基土凍脹和融陷的影響4相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋深5作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

五、基礎(chǔ)的分類

（一）按構(gòu)造形式分類按構(gòu)造形式，可以將基礎(chǔ)劃分為條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、井格基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)等。1.條形基礎(chǔ)當(dāng)建筑物為磚或石墻承重時，承重墻下一般采用條形基礎(chǔ)。條形基礎(chǔ)呈連續(xù)的帶狀，也稱帶形基礎(chǔ)，如下圖所示。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程2.獨(dú)立基礎(chǔ)當(dāng)建筑物承重體系為梁、柱組成的框架、排架或其他類似結(jié)構(gòu)時，其柱下基礎(chǔ)常采用的基本形式是獨(dú)立基礎(chǔ)。常見的斷面形式有階梯形、錐形等。3.井格基礎(chǔ)當(dāng)?shù)鼗鶙l件較差或上部荷載較大時，在承重的結(jié)構(gòu)柱下使用獨(dú)立柱基礎(chǔ)已不能滿足其承受荷載和整體要求，可將同一排柱子的基礎(chǔ)連在一起。為了提高建筑物的整體剛度，避免不均勻沉降，常將柱下獨(dú)立基礎(chǔ)沿縱向和橫向連接起來，形成井格基礎(chǔ)，如下圖所示。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程4.筏形基礎(chǔ)當(dāng)建筑物上部荷載較大，而建造地點(diǎn)的地基承載能力又比較差，以致墻下條形基礎(chǔ)或柱下條形基礎(chǔ)已不能適應(yīng)地基變形的需要時，可將墻或柱下基礎(chǔ)面擴(kuò)大為整片的鋼筋混凝土板狀基礎(chǔ)形式，形成筏形基礎(chǔ)，如下圖所示。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程5.箱形基礎(chǔ)當(dāng)筏形基礎(chǔ)埋置深度較大時，為了避免回填土增加基礎(chǔ)上的承受荷載，有效地調(diào)整基底壓力和避免地基的不均勻沉降，可將筏形基礎(chǔ)擴(kuò)大，形成鋼筋混凝土的底板、頂板和若干縱橫墻組成的空心箱體作為房屋的基礎(chǔ)，這種基礎(chǔ)叫箱形基礎(chǔ)，如下圖所示。箱形基礎(chǔ)具有剛度大、整體性好、內(nèi)部空間可用作地下室的特點(diǎn)。因此，其適用于高層公共建筑、住宅建筑及需設(shè)地下室的建筑中。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程6.樁基礎(chǔ)當(dāng)?shù)鼗鶞\層土質(zhì)不良，無法滿足建筑物對地基變形和強(qiáng)度方面的要求時，常采用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)是由承臺和樁群組成的，如下圖所示。

（二）按所用材料及受力特點(diǎn)分類

1.剛性基礎(chǔ)剛性材料制作的基礎(chǔ)稱剛性基礎(chǔ)，如圖2-14所示。剛性材料指抗壓強(qiáng)度高而抗拉和抗剪強(qiáng)度低的材料，如磚、石、混凝土等。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程2.柔性基礎(chǔ)在混凝土基礎(chǔ)的底部配以鋼筋，利用鋼筋來抵抗拉應(yīng)力，可使基礎(chǔ)底部能夠承受較大彎矩，基礎(chǔ)的寬度就可以不受剛性角的限制，稱為柔性基礎(chǔ)，如下圖所示。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

六、基礎(chǔ)特殊問題的處理

（一）埋置深度不同基礎(chǔ)的處理受地基上部荷載、地基承載力或使用要求等因素的影響，連續(xù)的基礎(chǔ)會出現(xiàn)不同的埋深，此時，應(yīng)將不同埋深的連續(xù)基礎(chǔ)做成臺階形逐漸過渡，過渡臺階的高度不應(yīng)大于500mm，長度不宜小于1000mm，以防止因埋深的變化太突然，使墻體斷裂或發(fā)生不均勻沉降，如下圖所示。(a)縱剖面；(b)平面學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

（二）沉降縫處基礎(chǔ)的處理當(dāng)建筑物設(shè)置了沉降縫時，在沉降縫對應(yīng)位置上的基礎(chǔ)必須斷開，以滿足自由沉降的需要。在沉降縫處，基礎(chǔ)的構(gòu)造形式有雙墻式、交叉式和懸挑式三種。(a)雙墻式；(b)交叉式；(c)懸挑式學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

（三）管道穿越基礎(chǔ)時的處理室內(nèi)給排水管道、供熱采暖管道和電氣管路等一般不允許沿建筑物基礎(chǔ)底部設(shè)置。當(dāng)管道必須穿越基礎(chǔ)時，應(yīng)在基礎(chǔ)施工時按照圖紙上標(biāo)明的管道位置(一般應(yīng)注明管道的平面位置和標(biāo)高位置)設(shè)置；管頂上部到孔頂?shù)膬艨詹坏眯∮诮ㄖ锏某两盗?，一般不小?50mm，在濕陷性黃土地區(qū)則不宜小于300mm。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程學(xué)習(xí)單元2掌握地下室構(gòu)造

一、地下室的構(gòu)造組成地下室一般由墻體、底板、頂板、門窗、采光井等部分組成，如下圖所示。地下室的墻體不僅要承受上部傳來的垂直荷載，還要承受土、地下水、土壤凍結(jié)時的側(cè)壓力。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

（一）墻體墻體的主要作用是承受上部結(jié)構(gòu)的垂直荷載，并承受土、地下水和土壤凍脹的側(cè)壓力。因此，它必須具有足夠的強(qiáng)度和防潮、防水功能。一般采用磚墻、混凝土墻或鋼筋混凝土墻。

（二）頂板頂板與樓板基本相同，常采用現(xiàn)澆或預(yù)制的鋼筋混凝土板。如為人防地下室，必須采用現(xiàn)澆板，并按有關(guān)規(guī)定決定板的厚度和混凝土強(qiáng)度等級。在無采暖的地下室頂板上，即首層地板處應(yīng)設(shè)置保溫層，以利首層房間使用時的舒適。

（三）底板當(dāng)?shù)装逄幱谧罡叩叵滤灰陨希⑶覠o壓力產(chǎn)生作用的可能時，可按一般地面工程處理，即在墊層上現(xiàn)澆混凝土60～80mm厚，再做面層。當(dāng)?shù)装逄幱谧罡叩叵滤灰韵聲r，底板不僅承受上部垂直荷載，還承受地下水的浮力荷載，因此應(yīng)采用鋼筋混凝土底板，并雙層配筋，底板下墊層上還應(yīng)設(shè)置防水層，以學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程防滲漏。

（四）門窗普通地下室的門窗與地上房間門窗相同，地下室外窗若在室外地坪以下，應(yīng)設(shè)置采光井和防護(hù)箅，以利室內(nèi)采光、通風(fēng)和室外行走安全。防空地下室一般不允許設(shè)窗，若需開窗，應(yīng)設(shè)置戰(zhàn)時堵嚴(yán)設(shè)施。防空地下室的外門應(yīng)按防空等級要求設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)構(gòu)造。

（五）樓梯樓梯可與地面上房間結(jié)合設(shè)置，層高小或用作輔助房間的地下室，可設(shè)置單跑樓梯。有防空要求的地下室至少要設(shè)置兩部樓梯通向地面的安全出口，并且必須有一個是獨(dú)立的安全出口。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

二、地下室的分類

（一）按地下室的使用功能分按使用功能，地下室可以分為普通地下室和人防地下室。普通地下室一般用作設(shè)備用房、儲藏用房、商場、餐廳、車庫等；人防地下室主要用于戰(zhàn)備防空，考慮到和平年代的使用，人防地下室在功能上應(yīng)能夠滿足平戰(zhàn)結(jié)合的使用要求。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

（二）按頂板標(biāo)高與室外地面的位置分按頂板標(biāo)高與室外地面的位置，地下室可分為半地下室和全地下室。地下室頂板標(biāo)高超出室外地面標(biāo)高，或地下室地面低于室外地坪高度為該房間凈高的1/3～1/2的地下室叫作半地下室。半地下室相當(dāng)一部分在地面以上，易于解決采光、通風(fēng)的問題，可作為辦公室、客房等普通地下室使用。當(dāng)?shù)叵率翼敯鍢?biāo)高低于室外地面標(biāo)高，或地下室地面低于室外地坪高度且超過該房間凈高的1/2時，稱全地下室。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

三、地下室的防潮措施當(dāng)?shù)叵滤淖罡咚坏陀诘叵率业仄?00～500mm時，地下室的墻體和底板會受到土中潮氣的影響，所以需作防潮處理，即在地下室的墻體和底板中采取防潮構(gòu)造。

（一）墻體防潮墻體防潮的具體做法是：1.墻體垂直防潮層，先在墻外側(cè)抹20mm厚1∶2.5的水泥砂漿找平層，延伸到散水以上300mm，找平層干燥后，上面刷一道冷底子油和兩道熱瀝青，然后在墻外側(cè)回填低滲透性的土壤，如黏土、灰土等，并逐層夯實(shí)，寬度不小于500mm。2.水平防潮層有兩道，一道是在外墻與地下室地坪的交界處，另一道是外墻與首層地板層的交界處，以防止土層中的潮氣因毛細(xì)管作用沿基礎(chǔ)和地下室墻身入侵地下室或上部結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

（二）底板防潮當(dāng)?shù)叵率倚璺莱睍r，底板可采用非鋼筋混凝土。對于底板防潮，一般做法是在灰土或三合土墊層上澆筑密實(shí)的混凝土。當(dāng)最高地下水位距地下室地坪較近時，應(yīng)假想地坪的防潮效果，一般是在地面面層與墊層間假設(shè)防水砂漿或油氈防潮層。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

四、地下室的防水措施當(dāng)?shù)叵滤淖罡咚桓哂诘叵率业装鍟r，地下室的外墻和底板必須采取防水措施。具體做法有降排水法和隔水法(堵)。

（一）降排水法1.外排法外排法是在建筑物四周地下設(shè)置永久性降排水設(shè)施，以降低地下水位。如盲溝排水，將帶孔洞的陶管水平埋設(shè)在建筑四周地下室地坪標(biāo)高以下，以截流地下水。地下水滲入地下陶管內(nèi)后，再排至城市排水總管，從而使建筑物局部地區(qū)地下水位降低。2.內(nèi)排法內(nèi)排法是在地下室底板上設(shè)排水間層，使外部地下水通過地下室外壁上的預(yù)埋管流入室內(nèi)排水間層，再排至集水溝內(nèi)，然后用水泵將水排出。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

（二）隔水法隔水法是利用各種材料的不透水性來隔絕外圍水及毛細(xì)管水的滲透，其分為卷材防水和混凝土構(gòu)件自防水兩種。1.卷材防水卷材防水層一般采用高聚物改性瀝青防水卷材或合成高分子防水卷材與相應(yīng)的膠粘材料粘結(jié)形成防水層。按照防水層的位置不同，卷材防水分為外防水和內(nèi)防水兩種。2.混凝土構(gòu)件自防水當(dāng)?shù)叵率业膲w和地坪均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，可通過增加混凝土的密實(shí)度或在混凝土中添加防水劑、加氣劑等方法，來提高混凝土的抗?jié)B性能，這種防水做法稱為混凝土構(gòu)件自防水。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程學(xué)習(xí)單元3掌握地基的施工處理

一、換填地基

（一）灰土地基加固地基分為天然地基和人工加固處理地基兩類。未經(jīng)加固處理直接支撐建筑物的地基稱為天然地基；采用人工加固達(dá)到設(shè)計要求承載能力的地基稱為人工加固處理地基。地基加固處理的方法有換填法、強(qiáng)夯法、注漿法、擠密法等多種方法。

（二）砂和砂石地基的加固砂和砂石地基具有應(yīng)用范圍廣泛，適于處理3.0m以內(nèi)的軟弱、透水性強(qiáng)的黏性土地基；不宜用于加固濕陷性黃土地基及滲透系數(shù)小的黏性土地基。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

二、強(qiáng)夯地基強(qiáng)夯法是利用起重設(shè)備將8～40t重的夯錘吊起，從6～30m的高處自由落下，對土體進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)的地基處理方法。強(qiáng)夯法屬高能量夯擊，其用巨大的沖擊能，使土中出現(xiàn)沖擊波和很大的應(yīng)力，迫使土顆粒重新排列，排除孔隙中的氣和水，從而提高地基強(qiáng)度，降低其壓縮性，改善砂性土抵抗振動液化的能力。

（一）施工機(jī)具1.起重設(shè)備起重機(jī)是強(qiáng)夯法的主要設(shè)備，施工時宜選用起重能力大于100kN的履帶式起重機(jī)，為防止起重機(jī)起吊夯錘時傾翻和彌補(bǔ)起重量的不足，也可在起重機(jī)臂桿的端部設(shè)置輔助門架。2.夯錘夯錘的形狀有方形、圓柱形和圓臺形。夯錘是用整個鑄鋼（或鑄鐵）制成，學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程或在鋼板殼內(nèi)填筑混凝土制成，夯錘的質(zhì)量為8～40t。

（二）強(qiáng)夯施工方法1.施工前場地應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)勘探，通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定強(qiáng)夯施工技術(shù)參數(shù)(試夯區(qū)尺寸不小于20m×20m)。2.強(qiáng)夯前應(yīng)平整場地，周圍作好排水溝，按夯點(diǎn)布置測量放線確定夯位。地下水位較高應(yīng)在表面鋪0.5～2.0m中(粗)砂或砂石墊層，以防設(shè)備下陷和便于消散強(qiáng)夯產(chǎn)生的孔隙水壓，或采取降低地下水位后再強(qiáng)夯。3.強(qiáng)夯應(yīng)分段進(jìn)行。順序從邊緣夯向中央。對廠房柱基也可一排一排夯，吊車直線行駛，從一邊向另一邊進(jìn)行，每夯完一遍，用推土機(jī)整平場地，放線定位，即可接著進(jìn)行下一遍夯擊。4.夯擊時，落錘應(yīng)保持平穩(wěn)，夯位應(yīng)準(zhǔn)確，夯擊坑內(nèi)積水應(yīng)及時排除。坑底土含水量過大時，可鋪砂石后再進(jìn)行夯擊。離建筑物小于10m時，應(yīng)挖防震溝。5.夯擊前后應(yīng)對地基土進(jìn)行原位測試，包括室內(nèi)土分析試驗(yàn)、野外標(biāo)準(zhǔn)貫入、學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程靜力(輕便)觸探、旁壓儀(或野外荷載試驗(yàn))，測定有關(guān)數(shù)據(jù)，以確定地基的影響深度。檢查點(diǎn)數(shù)，每個建筑物的地基不少于3處，檢測深度和位置按設(shè)計要求確定，同時現(xiàn)場測定每遍夯擊點(diǎn)后的地基平均變形值，以檢驗(yàn)強(qiáng)夯效果。

（三）強(qiáng)夯施工技術(shù)參數(shù)1.錘重和落距錘重(t)與落距是影響夯擊能和加固深度的重要因素。2.夯擊能和平均夯擊能錘重與落距的乘積稱為夯擊能，一般取600～500kJ。夯擊能的總和(由錘重、落距、夯擊坑數(shù)和每一夯擊點(diǎn)的夯擊次數(shù)算得)除以施工面積稱為平均夯擊能，一般對砂質(zhì)土取500～1000kJ／m2；對黏性土取1500～3000kJ／m2。3.夯擊點(diǎn)布置及間距夯擊點(diǎn)布置對大面積地基，一般采用梅花形或正方形網(wǎng)格排列；對條形基礎(chǔ)學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程夯點(diǎn)可成行布置；對工業(yè)廠房獨(dú)立柱基礎(chǔ)，可按柱網(wǎng)設(shè)置單夯點(diǎn)。夯擊點(diǎn)間距取夯錘直徑的3倍，一般為5～15m，一般第一遍夯點(diǎn)的間距宜大，以便夯擊能向深部傳遞。4.夯擊遍數(shù)與擊數(shù)一般為2～5遍，前2～3遍為“間夯”，最后一遍以低能量(為前幾遍能量的1/4～1/5)進(jìn)行“滿夯”(即錘印彼此搭接)，以加固前幾遍夯點(diǎn)之間的黏土和被振松的表土層，每夯擊點(diǎn)的夯擊數(shù)，以使土體豎向壓縮量最大面?zhèn)认蛞苿幼钚』蜃詈髢蓳舫两盗恐钚∮谠嚭淮_定的數(shù)值為準(zhǔn)。5.兩遍之間的間隔時間通常待土層內(nèi)超孔隙水壓力大部分消散，地基穩(wěn)定后再夯下一遍，一般時間間隔1～4周。對黏土或沖積土常為3周，若無地下水或地下水位在5m以下，含水量較少的碎石類填土或透水性強(qiáng)的砂性土，可采取間隔1～2d或采用連續(xù)夯擊，而不需要間歇。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程6.強(qiáng)夯加固范圍對于重要工程應(yīng)比設(shè)計地基長()、寬()各大出一個加固深度()，即(+)×(+)；對于一般建筑物，在離地基軸線以外3m布置一圈夯擊點(diǎn)即可。7.加固影響深度加固影響深度H(m)與強(qiáng)夯工藝有密切關(guān)系，一般按梅那氏(法)公式估算：

（四）夯點(diǎn)布置及施工數(shù)據(jù)1.夯點(diǎn)布置夯點(diǎn)布置見右圖所示。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程2.施工有關(guān)數(shù)據(jù)見下表。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

三、其他較常見的地基施工處理方法其他較常見的地基施工處理方法可歸納為“壓”“擠”“拌”三個字。

（一）壓壓是指將地基壓實(shí)，壓實(shí)主要是用壓路機(jī)等機(jī)械對地基進(jìn)行碾壓，使地基壓實(shí)排水固結(jié)，也可在地基范圍的地面上預(yù)先堆置重物預(yù)壓一段時間，以增加地基的密實(shí)度，提高地基的承載力，減少沉降量。常用的方法有砂井堆載預(yù)壓法、袋裝砂井堆載預(yù)壓法、塑料排水帶堆載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

（二）擠（擠密地基）擠主要是用沉管、沖擊或爆炸等方法在地基中擠土，形成一定直徑的樁孔，然后向樁孔內(nèi)夯填灰土、砂石、石灰和水泥粉煤灰等，形成灰土擠密樁、砂石擠密樁、石灰擠密樁和水泥粉煤灰擠密樁。成孔時，樁孔部分的土被橫向擠開，形成橫向擠密，與換土墊層相比，不必大量開挖和回填，施工的工期較短，費(fèi)用較低，處理深度較大，樁體與擠密土共同組成人工復(fù)合地基。這是一種深層地基加密處理方法，常用的有水泥粉煤灰碎石擠密樁法、振沖法。學(xué)習(xí)情境二地基與地下室工程

四、換填地基的施工工藝流程

（一）檢驗(yàn)土料和石灰粉的質(zhì)量首先檢查土料種類和質(zhì)量以及石灰材料的質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，然后分別過篩。