第3章(基础)资料课件

第三章第三章 基础与地下室基础与地下室1.地基地基2.基础基础3.地下室构造地下室构造 基础基础是建筑地面以下的承构是建筑地面以下的承构 件，用以承受建筑物上件，用以承受建筑物上 部结构传下来的全部荷部结构传下来的全部荷 载，并将其与载，并将其与 本身的重本身的重 量一起传给地基量一起传给地基 地基地基是用以承受由基础是用以承受由基础 传下的荷载的土层传下的荷载的土层 1.地基地基 1.1 地基的承载力地基的承载力 地基的层次：地基的层次：持力层：直接承受建筑荷载的土层持力层：直接承受建筑荷载的土层 下卧层：持力层之下的土层下卧层：持力层之下的土层1.2 地基的设计要求地基的设计要求 强强 度：度：具有足够的承载力具有足够的承载力 抗变形：抗变形：能抵抗不均匀沉降能抵抗不均匀沉降 稳定性：稳定性：防止滑坡防止滑坡 1.3 地基的分类地基的分类 1.3.1 天然地基天然地基 岩石：岩石：fk2004000 kPa 碎石：碎石：fk200 kPa 砾径砾径2mm的颗粒数：的颗粒数：50%分为：漂石、块石、卵石、碎石、圆砾石、角砾石、分为：漂石、块石、卵石、碎石、圆砾石、角砾石、六种六种 砂土：砂土：fk140500 kPa 砾径砾径2mm的颗粒数：的颗粒数：50%分为：砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂、分为：砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂、五种五种 粘性土：粘性土：fk105680 kPa 分为：老粘性土、一般粘性土、新近沉积粘性土分为：老粘性土、一般粘性土、新近沉积粘性土 人工填土：人工填土：土层分布不均匀，压缩性强，易湿陷，承载力低土层分布不均匀，压缩性强，易湿陷，承载力低 1.3.2 人工地基人工地基 致密法致密法 向软弱或松散土中打（压）入钢管，或用水冲成向软弱或松散土中打（压）入钢管，或用水冲成孔，然后注入砂、石或土，将土层挤压密实孔，然后注入砂、石或土，将土层挤压密实 预先对地基加载，使土层孔隙中的水排出，达预先对地基加载，使土层孔隙中的水排出，达到紧密和防止发生不均匀沉降的目的到紧密和防止发生不均匀沉降的目的 换土法换土法 复合地基（打桩法）复合地基（打桩法）挤压法致密挤压法致密 排水法致密排水法致密 机械法致密机械法致密（即：夯实法、压实法）（即：夯实法、压实法）含：土桩、灰土挤密桩、砂桩、混凝土桩等含：土桩、灰土挤密桩、砂桩、混凝土桩等 特点：桩与土层共同受力特点：桩与土层共同受力 (不再考虑原始土层的受力状态不再考虑原始土层的受力状态)2.基础基础 2.1 基础的材料基础的材料 砖、石材、砼、灰土、三合土、钢筋砼砖、石材、砼、灰土、三合土、钢筋砼2.3 基础的埋深基础的埋深 2.3.1 埋置深度（埋深）埋置深度（埋深）室外地面到基础底面的高度，室外地面到基础底面的高度，Ho500 浅基础埋深：浅基础埋深：5m 深基础埋深：深基础埋深：5m图2.2 基础的设计要求基础的设计要求 强强 度：度：具有足够的承载力具有足够的承载力 耐久性：耐久性：能抵抗不均匀沉降能抵抗不均匀沉降 经济性：经济性：2.3.2 影响基础埋深的因素影响基础埋深的因素 土层构造：土层构造：a.均为好土：均为好土：浅埋浅埋500 b.软土深度软土深度2m：尽量埋至下层好土尽量埋至下层好土 c.软土深软土深25：荷载小浅埋，荷载大深埋荷载小浅埋，荷载大深埋 d.下卧软土：下卧软土：易浅埋易浅埋 e.软硬交替：软硬交替：荷载小浅埋，荷载应深埋荷载小浅埋，荷载应深埋 建筑高度：建筑高度：高层建筑中，高层建筑中，Ho1/12 1/15 H （H建筑高度）建筑高度）冻土深度：冻土深度：埋于冰冻线以下埋于冰冻线以下200mm 地下水位：地下水位：a.水位低：水位低：埋于最高地下水位以上埋于最高地下水位以上200mm b.水位高：水位高：埋于最低地下水位以下埋于最低地下水位以下200mm 相邻基础：相邻基础：两基础间距（内侧边距离）两基础间距（内侧边距离）L（12）H；（H埋深差）埋深差）图2.4 基础的类型与构造基础的类型与构造2.4.1 基础的材料基础的材料 2.4.2 基础构造类型基础构造类型 砖砌体、石材、灰土及三合土、砼、钢筋砼砖砌体、石材、灰土及三合土、砼、钢筋砼 （1）条形基础）条形基础 柱下条形基础柱下条形基础 a.材料：材料：砼砼C20，受力筋二级，受力筋二级 b.断面：断面：梁高梁高=（1/41/8）柱距，翼板厚度）柱距，翼板厚度200 翼板厚度翼板厚度200250时等厚时等厚 翼板厚度翼板厚度250时变厚，坡度时变厚，坡度1:3 墙下条形基础墙下条形基础 图3-2 （2）独立基础）独立基础 柱下独立基础柱下独立基础图 墙下墩式基础墙下墩式基础 杯形基础、杯形基础、锥形基础、锥形基础、阶形基础、壳形基础阶形基础、壳形基础 （3）联合基础）联合基础 交梁基础交梁基础 片筏基础片筏基础 a.材料：材料：砼砼C20，水位以下时用抗渗砼，水位以下时用抗渗砼S68 b.筏板厚度：筏板厚度：200 c.形式：形式：厚板式厚板式墙下筏板基础墙下筏板基础 梁板式梁板式柱下筏板基础柱下筏板基础 箱形基础箱形基础 图3-4 箱形基础箱形基础a.适用范围：适用范围：采用天然地基的采用天然地基的820层或层或60米以下钢筋砼框架米以下钢筋砼框架 或现浇剪力墙结构的基础或现浇剪力墙结构的基础 有抗震有抗震人防及地下室要求的高层建筑人防及地下室要求的高层建筑b.组成：组成：底板底板顶板顶板侧墙及一定数量的隔墙侧墙及一定数量的隔墙c.埋深：埋深：满足地基强度和稳定性要求，地震区满足地基强度和稳定性要求，地震区1/10Hd.构造要点：构造要点：墙体布置：墙体布置：外墙沿建筑四周，内墙沿上部柱网和剪力墙纵外墙沿建筑四周，内墙沿上部柱网和剪力墙纵 横均匀布置横均匀布置 墙体数量：墙体数量：长度长度40cm/m2基础面积，面积基础面积，面积1/10基础面积，基础面积，纵墙纵墙3/5墙体墙体 墙体厚度：墙体厚度：外墙外墙250，内墙，内墙200（4）桩基础）桩基础 用于软土层用于软土层5m时时 组成组成 承台：承台：宽度宽度 500，周边至桩边净距，周边至桩边净距 0.5桩径桩径 厚度厚度 300，砼，砼 C15 桩顶嵌入深度桩顶嵌入深度 5100mm 可分为可分为 承台梁承台梁 承台板承台板 用以支承墙用以支承墙 用以支承柱用以支承柱 桩柱：桩柱：桩柱中心距桩柱中心距 3D桩径桩径 扩底灌注桩中心距扩底灌注桩中心距 3扩底直径扩底直径 扩底直径扩底直径3桩径桩径 图3-5 桩基的类型桩基的类型 按材料分：按材料分：砼桩、钢筋砼桩、土桩、木桩、砂桩砼桩、钢筋砼桩、土桩、木桩、砂桩 按承载方式分：按承载方式分：a.端承桩：端承桩：桩端阻力承载桩端阻力承载 用于软土层少，下层坚硬之处用于软土层少，下层坚硬之处 b.摩擦桩：摩擦桩：桩侧摩擦和桩端阻力共同承载桩侧摩擦和桩端阻力共同承载 用于较厚软土层用于较厚软土层 按施工方式分：按施工方式分：a.预制桩：预制桩：截面截面200200 桩长桩长12m 砼砼C30 b.灌注桩：灌注桩：砼砼C15，水下灌注砼，水下灌注砼C20 1)沉管灌注桩：沉管灌注桩：D=270480 2)钻孔挖孔冲孔灌注桩：钻孔挖孔冲孔灌注桩：D=3001000 3)爆扩桩：爆扩桩：D=300400，L=57米米 图图图图2.5 基础的受力类型基础的受力类型 2.4.1 刚性基础刚性基础 刚性角刚性角基础放宽的引线与墙体垂直线之间的夹角基础放宽的引线与墙体垂直线之间的夹角。tgb/H 要求：B，H，土方量基础底面宽度基础底面宽度 Bo=B2H tg 砖基础砖基础 石基础石基础 砼基础砼基础 灰土、三合土基础灰土、三合土基础 刚性基础的类型：刚性基础的类型：图 大放脚：大放脚：等高式等高式两皮放出两皮放出1/4砖砖 间隔式间隔式两皮放两皮放1/4与一皮放与一皮放1/4间隔间隔 垫层：垫层：地基为老土时：铺地基为老土时：铺3050mm厚水泥砂浆厚水泥砂浆 地基较弱，荷载较大时：北方：地基较弱，荷载较大时：北方：450厚厚3：7灰土灰土 南方：南方：300厚厚1：3：6三合土三合土 材料：材料：砖砖Mu7.5 砂浆砂浆M2.5，M5 砖基础砖基础 tg1/1.5 石基础石基础 tg1/1.251/1.5 材料：材料：石石Mu25，砂浆，砂浆M1，M2.55 类型：类型：a 毛石基础：毛石基础：B700时用矩形断面时用矩形断面 B700时用阶形断面，每阶伸出时用阶形断面，每阶伸出200 通常：当墙厚通常：当墙厚240370时时 基宽做成基宽做成500600mm 基高基高900mm，矩形，矩形 当基高当基高1000mm时时 基宽基宽B按比值放阶，但按比值放阶，但三阶三阶 b 条石基础：条石基础：尺寸：尺寸：3003001000,2502501000 砼基础砼基础 tg1/1.01/1.5 材料：材料：砼砼C10,C7.5C15。形状：形状：H350 采用矩形断面采用矩形断面 H350 采用阶梯形断面，每阶高度采用阶梯形断面，每阶高度300500 B2m 采用锥形断面，边缘高度采用锥形断面，边缘高度200混凝土地基的形式混凝土地基的形式 灰土、三合土基础灰土、三合土基础 tg1/1.01/1.5 材料：材料：灰土灰土 2:8，3:7 三合土三合土石灰石灰:砂砂:骨料骨料1:2:4，1:3:6。适用范围：适用范围：四层以下建筑四层以下建筑 且用于地下水位之上，冰冻线之下且用于地下水位之上，冰冻线之下 做法：做法：每步虚铺每步虚铺220，夯实至，夯实至150 四层用四层用3步，三层用步，三层用2步步2.4.2 柔性基础柔性基础 材料：材料：钢筋砼，钢筋砼，C15，垫层，垫层50100厚厚C10砼砼 特点：特点：不受刚性角限制，底面宽度按结构计算确定不受刚性角限制，底面宽度按结构计算确定 形式：形式：锥形断面锥形断面 边缘高度边缘高度200 阶梯形断面阶梯形断面 每阶高度每阶高度300500 壳形基础壳形基础 杯形基础杯形基础图2.6 基础构造中的特殊问题基础构造中的特殊问题 2.6.1 管沟穿越基础管沟穿越基础（1）上部穿越）上部穿越（2）下部穿越下部穿越 预留洞预留洞 埋套管埋套管洞顶与管顶间距洞顶与管顶间距200洞底与基底间距洞底与基底间距1/2洞宽，且洞宽，且400 防水：套管止水带，弹性材料防水防水：套管止水带，弹性材料防水设管沟设管沟图2.6.2 变深度基础变深度基础 基底放阶：基底放阶：H500，L2H 2.6.3 湿陷性黄土地基湿陷性黄土地基（1）湿陷性黄土特性）湿陷性黄土特性 湿陷性黄土湿陷性黄土 在一定压力下受水浸湿，土结构迅速破坏，并发在一定压力下受水浸湿，土结构迅速破坏，并发 生显著附加下沉生显著附加下沉。湿陷性黄土分类湿陷性黄土分类 a 自重湿陷性黄土：自重湿陷性黄土：在上覆土自重压力下受水浸湿发生沉降在上覆土自重压力下受水浸湿发生沉降 b 非自重湿陷性黄土：非自重湿陷性黄土：在大于上覆土自重压力下受水浸湿发生沉降在大于上覆土自重压力下受水浸湿发生沉降（2）工程设计措施）工程设计措施 地基处理措施地基处理措施 1）垫层法）垫层法a 垫层材料：垫层材料：素土，灰土素土，灰土b 垫层厚度：垫层厚度：13米米c 处理范围：处理范围：每边超出基础外缘每边超出基础外缘垫层厚度垫层厚度,且且2000 2）夯实法）夯实法a 强夯法：强夯法：可消除湿陷性土层厚度可消除湿陷性土层厚度36米米 每边应超出基础外缘每边应超出基础外缘3米米b 重夯法：重夯法：可消除湿陷性土层厚度可消除湿陷性土层厚度12米米c 挤密法：挤密法：孔径：机械成孔孔径：机械成孔300700；爆扩成孔；爆扩成孔10002000 填料：素土或灰土填料：素土或灰土 垫层：垫层：500厚灰土垫层在基底厚灰土垫层在基底 3）桩基础）桩基础 4）预浸水法）预浸水法 5）化学加固法）化学加固法a.单液硅化：单液硅化：将硅酸钠将硅酸钠(Na2.nSiO2)溶液注入土中溶液注入土中 每孔可加固半径每孔可加固半径400500mm b.碱液加固：碱液加固：将碱液将碱液(NaOH)注入土中注入土中 每孔加固半径每孔加固半径300400a.形式：形式：预制桩，灌注桩预制桩，灌注桩b.深度：深度：穿透湿陷性黄土层穿透湿陷性黄土层 将基坑预浸水使其沉降，水位将基坑预浸水使其沉降，水位300，可处理湿陷性土，可处理湿陷性土层厚度层厚度10米的地基米的地基 建筑设计建筑设计 a 宽度：宽度：无组织排水，檐高无组织排水，檐高8米，宽米，宽1500 檐高檐高8米，每增高米，每增高4米增宽米增宽250，但，但 2500 有组织排水，非自重土，宽有组织排水，非自重土，宽1000 自重土，宽自重土，宽1500 b 坡度：坡度：5%，外缘高出场地，外缘高出场地 c 材料：材料：现浇砼现浇砼 150厚灰土垫层或厚灰土垫层或300厚素土垫层厚素土垫层 610米设伸缩缝米设伸缩缝 结构设计结构设计 a.选择适宜的结构体系和基础形式选择适宜的结构体系和基础形式 b.加强结构整体性和空间刚度加强结构整体性和空间刚度 c.预留适应沉降的净空预留适应沉降的净空1）建筑体型：）建筑体型：2）室内外高差：）室内外高差：3）散水：）散水：多层砌体长高比多层砌体长高比34503.地下室构造地下室构造 3.1 类型类型 按形式分：按形式分：按功能分：按功能分：按结构分：按结构分：3.2 构造组成构造组成 墙：墙：顶板：顶板：底板：底板：门窗：门窗：楼梯：楼梯：全地下室、半地下室全地下室、半地下室普通地下室、人防地下室普通地下室、人防地下室砖墙地下室、钢筋砼地下室砖墙地下室、钢筋砼地下室砖墙厚砖墙厚490；钢筋砼墙；由计算而定；钢筋砼墙；由计算而定现浇或装配整体式钢筋砼板现浇或装配整体式钢筋砼板钢筋砼板，应抗压、抗浮，并有较好的强度、刚度、钢筋砼板，应抗压、抗浮，并有较好的强度、刚度、抗渗性抗渗性用于人防时，不开窗用于人防时，不开窗平战结合时，可设采光井平战结合时，可设采光井至少两部，应设独立的安全出口至少两部，应设独立的安全出口3.3 采光井采光井 数量：数量：每窗设一个或连通每窗设一个或连通 组成：组成：侧墙底板侧墙底板 尺寸：尺寸：深度在窗口下深度在窗口下250300mm 宽约宽约1000mm 构造：构造：侧墙应出地面侧墙应出地面250300 应设防护栏杆及遮雨板应设防护栏杆及遮雨板 井底找坡井底找坡13%，以利于排水，以利于排水图结结 束束 （4）柱网尺寸）柱网尺寸 柱断面柱断面400 时：时：80007500 柱断面柱断面800 时：时：80008000 根据停放根据停放2 3台车的要求，柱网以台车的要求，柱网以6 8米为宜米为宜 （2）停车位数）停车位数 附建的专用停车库容量：附建的专用停车库容量：N=A/40(台台）A地下车库面积地下车库面积 40每台车所占面积每台车所占面积 （3）车位排列）车位排列 根据车型满足车辆停放要求。根据车型满足车辆停放要求。3.4 地下车库设计地下车库设计 （1）地下车库类型）地下车库类型 1）公用和专用）公用和专用 2）单建式和附建式）单建式和附建式 3）自走式和机械式）自走式和机械式 （5）停车库主要组成部分的技术要求）停车库主要组成部分的技术要求 1）车辆停放角度）车辆停放角度 0，30，45，60，90 2）坡道）坡道 车辆爬坡能力：小汽车车辆爬坡能力：小汽车 18-24度；载重车度；载重车 22-28度度 直线坡度直线坡度15%，弯道坡度，弯道坡度 12%缓坡道取相应坡道的缓坡道取相应坡道的1/2，即：，即：7.5%或或6%3）出入口）出入口 当停车数当停车数50辆时，可设一个出入口辆时，可设一个出入口 当停车数当停车数50辆时，出入口应分开设置辆时，出入口应分开设置 4）主要辅助设施）主要辅助设施 洗车，加油，修理洗车，加油，修理 5）地下车库层高确定）地下车库层高确定 层高层高=净高净高+结构高结构高+通风管高通风管高+喷淋设备高喷淋设备高 2400 600700 400 300 3.5 地下室人防设计地下室人防设计 （1）人防工程类型）人防工程类型 1）指挥工程）指挥工程 2）人员掩蔽工程：）人员掩蔽工程：分为：人员掩蔽所分为：人员掩蔽所 专业队掩蔽所专业队掩蔽所 3）医疗救护工程）医疗救护工程 （2）口部综合防护）口部综合防护 外口外口 内口内口 （3）平战转换）平战转换 3.6 地下室设备配置地下室设备配置（1）水池水泵）水池水泵 1）生活储水）生活储水 2）消防储水）消防储水 3）水泵房）水泵房（2）变电配电）变电配电 1）高低压变电室）高低压变电室 2）配电室）配电室 3）柴油发电机房）柴油发电机房（3）制冷机房）制冷机房墙下条形基础墙下条形基础柱下条形基础柱下条形基础现浇砼扩底桩现浇砼扩底桩北京图书馆北京图书馆 挖孔灌注桩（桩径挖孔灌注桩（桩径1000）预埋管道套管预埋管道套管预留管道孔预留管道孔成排管道穿越基础成排管道穿越基础设置水平管井设置水平管井西西安安理理工工大大学学 教教学学主主楼楼 采采光光井井设设计计（1 1）西西安安理理工工大大学学 教教学学主主楼楼 采采光光井井设设计计（2 2）西西安安理理工工大大学学 教教学学主主楼楼 采采光光井井设设计计（3 3）西西安安理理工工大大学学 教教学学主主楼楼 采采光光井井设设计计（1 1）西西安安理理工工大大学学 教教学学主主楼楼 采采光光井井设设计计（2 2）西西安安理理工工大大学学 教教学学主主楼楼 采采光光井井设设计计（3 3）