民用建筑构造3章地基基础

3 地基基础和地下室,3.1 地基与基础 3.1.1 有关概念 基础是建筑地面以下的承重构件，是建筑的重要组成部分。地基是承受由基础传下的荷载的土层（岩层），包括持力层和下卧层。地基土的种类有岩石、碎石土、砂土、粘性土和人工填土 。,地基与基础,（2）天然地基与人工地基 天然地基：不需经过人工加固，具有足够的承载力的天然岩层或土层。,人工地基：经人工处理、加固的土层。 地基的处理方法视具体情况有多种选择，如换土法 、预压法 、强夯法 、振冲法、砂石桩法、石灰桩法、柱锤冲扩桩法、土挤密桩法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、单液规划法、碱液法等。,换 土法加固的地基,换土法是指将地基范围内的软土清除，用稳定性好的土、石回填并压实或夯实。,对地基堆载预压,强夯法加固地基,（3）基础埋深 基础埋置深度是由室外设计地面到基础底面（不含垫层）的垂直距离。 基础的埋置深度至少0.5m；深基础5m；浅基础5m 。,基础埋深与以下因素有关： 建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的形式和构造，对埋深都有影响； 作用在地基上的荷载大小和性质，基础应埋置在坚硬的土层上； 工程地质和水文地质条件。基础应埋在地下水位以上，当地下水位较高时，当埋置在全年最低地下水位以下，且不少于200；,基础埋深与地下水位,相邻建筑物的基础埋深 存在相邻建筑物时，新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑基础。 当埋深大于原有建筑基础时，两基础间应保持一定净距，通常新基础埋深是两者基础垫层净距的1到2倍。,为避免冻土层长年周期性膨胀和塌陷的不良影响，基础应埋置在冰冻线以下，不小于200处。 与基础埋深有关的更为具体的规定，详建筑地基基础设计规范GB50007-2011。,基础埋深与冻土层 的关系,3.1.2 基础的类型和适用范围 （1）基础类型 以形式分：带（条）形、独立式、桩基础、筏形基础（满堂基础）、箱型基础、壳体基础和联合基础等,带（条）形基础,墙下条形基础,以材料分：砖、石、混凝土、毛石砼、钢筋砼基础 以传力特点分：刚性基础、柔性基础。 以埋置深度分：浅基础、深基础。 （2）基础的特点和适用范围： 条形基础 基础长度远远大于宽度的一种基础形式。按上部结构分为墙下条形基础和柱下条形基础。一般用于采用砖混结构的居住建筑和低层公共建筑。,柱下条形基础,独立基础 适用于框架及排架结构的柱基础；常见的有台阶形、锥形基础和杯口基础等。 台阶形的踏步高300500；锥形或杯口基础边缘的厚度不小于200，混凝土强度不低于C20。 基础垫层厚度不小于70。,独立基础,台阶形,锥形,杯口基础,桩基础 桩基础由基桩和联接于桩顶的承台板或梁共同组成。 按照基础的受力原理可分为摩擦桩和端承桩。桩型主要有预制钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钻（冲）孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、钢管桩等。,桩基础,预制桩基础在软土地基广泛采用。特点是在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中，上面再做承台或梁来承担建筑荷载。 预制桩类型有预应力钢筋混凝土管桩（PC）、高强预应力钢筋混凝土管桩（PCH）、预应力钢筋混凝土方管桩桩（KFZ）、钢筋混凝土方桩等。,预制方桩,用沉桩设备将桩打入地下,灌注桩适用于地质条件复杂、持力层埋藏深、地下水位高等不利于人工大规模开挖施工基础的情况。 灌注桩有挖孔桩和钻孔桩两种类型，孔形成并达到设计要求后，再植入钢筋网，浇筑混凝土。,灌注桩挖孔,灌注桩钻孔,爆扩桩是指用爆破方法将孔底端部扩大，然后就地浇灌混凝土而成短桩，顶端再设平台或梁承担建筑荷载，这样即对地基进行了处理，又提高了桩基础的承载力。,爆扩桩,壳体基础 烟囱、水塔、贮仓、中小型高炉等各类筒形构筑物基础，因为平面尺寸较大，为节约材料并使基础结构有较好的受力特性，常将基础做成壳体形式的独立基础，称为壳体基础。 其常用形式有正圆锥壳、M型组合壳、内球外锥组合壳等。,壳体基础,筏形基础 将墙或柱下基础连成一片，使建筑物的荷载承受在一块整板上，做成筏形基础，也称满堂基础。 特点是底面积大，基底压强小，同时提高地基土的承载力，并能更有效地增强基础的整体性，调整不均匀沉降。,筏形基础,筏形基础施工,筏形基础,箱形基础 箱形基础是由钢筋混凝土的底板、顶板和若干纵横墙组成的，形成一个中空的箱形整体结构，以共同承受上部的荷载。 箱形基础整体空间刚度大，对抵抗地基的不均匀沉降有利，适用于高层建筑或在软弱地基上建造的上部荷载较大的建筑物。,箱形基础绑扎钢筋,箱形基础支模,箱形基础成型,（3）刚性基础及柔性基础 刚性基础 受刚性角限制的基础称为刚性基础。特点是抗压好，抗拉、弯、剪差。常见有砖基础、毛石混凝土基础和石基础等。 基础底面积越大其底面压强越小，对地基的负荷越有利，但放大的尺寸超过一定范围，超过基础材料本身的抗拉，抗剪能力，就会引起破坏，折裂的方向不是沿柱或墙的外侧垂直向下的，而是与垂线形成一个角度，这个角度就是材料刚性角。,刚性基础及刚度角,在设计中应使基础大放脚与基础材料的刚性角相一致，这样刚性基础底面不产生拉应力，能最大限度地节约基础材料。,刚性基础,柔性基础 柔性基础是指钢筋混凝土材料做的基础，抗拉、抗压、抗弯、抗剪均较好的，不受刚性角的限制。 可做成条形或独立形基础，一般用于地基承载力较差、上部荷载较大、设有地下室且基础埋深较大的工程。 柔性基础还可节省大量的混凝土材料和挖方。,柔性基础,柔性基础,3.2 地下室 3.2.1地下室构造一般原则 建筑物底层以下的房间叫地下室。 （1）地下室类型 按功能分：有普通与防空地下室； 按结构材料分，有砖墙与混凝土结构地下室； 按构造形式分，有全地下室（地下室地面与室外地坪的高差超过该房间净高的1/2，图33）和半地下室（地下室地面与室外地坪的高差仅为该房间净高的1/31/2，），和多层地下室。,（2）地下室防水设计 地下室经常受到地表水下渗和地下水的影响，必须做防水处理。 地下室防水设计应遵循“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则。,（3）地下室防水等级 地下室防水设计与施工，根据建筑的重要性分为四个等级，见表1。,不同的防水等级，在设计与施工时，设防要求不同，见表2。,地下室防水措施：主要是借助防水混凝土和防水卷材进行防水，其质量要求分别表3和表4。,表6.4 防水卷材厚度，引自地下工程防水技术规范GB50108.2008,3.2.2地下室的防水、排水构造 （1）地下室防水 地下室防水主要是以防为主，以排为辅。一般地下室防水，是在外墙迎水面做卷材或涂料外防水，有“外防内贴法”和“外防外贴法”两种。,“外防内贴法”是先浇筑混凝土垫层，在垫层上砌筑永久性保护墙，抹水泥砂浆找平层，将卷材防水层直接铺贴在垫层和永久性保护墙内表面上，再浇筑地下室底板和外墙。,外防内贴法,“外防外贴法”是先在垫层上铺贴底层卷材，四周留出接头，待地下室底板和外墙浇筑完毕，将卷材防水层直接铺设在外墙外表面上。,外防外贴法,当地下最高水位高于地下室的地面时，地下室应做整体钢筋混凝土结构，保证防水效果。 地下室防水还可按照具体情况选择其他方案。,地下最高水位高于地下室的地面,当地下最高水位低于地下室的地面时，地下室也应做防潮处理。,（2）地下室排水 地下室排水的原理，是利用地漏、水篦子、水管和水沟等，将地面水收集到集水坑（井），最后通过水泵抽取出去。常用方法有： 排水沟系统：地面以0.51%的坡度坡向水沟，沟一般宽300mm，深300mm，0.51%的坡度坡向集水坑（井），沟上覆盖铸铁篦子。一般结构底板为架空板或无梁楼板(厚板)时，采用这种方式。,地下车库排水沟系统,图40 地下车库排水沟,地漏系统：用地漏排水管方式排至集水井。 地下室地面从各方向以0.51%的坡度坡向地漏，地漏与水管相同，水管再以0.51%的坡度，将水汇集到集水坑。 一般地下室底板为梁板结构形式时采用这种方式。优点是不影响结构层，造价低。不足之处是大量排水时不很通畅，不易清理。,地漏与明沟联合系统 在地下室面层内做明沟，再借助地漏和水管排至集水坑（井），沟深一般为100mm。 底板为梁板形式且较薄的地下室多采用。优点可以清扫，不破坏构层，造价低。缺点大量排水时明沟太浅。,篦子井排水系统：在底板上每隔一定距离设置一个600600的篦子井，通过排水管排至集水坑（井）。任何形式的结构底板均可采用此种排水方式。它是明沟和地漏两种方式结合的变通，既解决了大量排水时的通畅问题，又便于清通，保持地面平整。,地下室底板和集水坑施工,地下车库集水坑盖板,