建筑构造地基与基础.ppt

意大利比意大利比萨斜塔斜塔 比比萨萨大大教教堂堂钟钟楼楼的的建建造造开开始始于于11731173年年8 8月月，设设计计为为垂垂直直建建造造，但但是是在在工工程程开开始始后后不不久久（11781178），便便由由于于地地基基不不均均匀匀和和土土层层松松软软而而倾倾斜斜，13721372年年完完工工，塔塔身身倾倾斜斜向向东东南南。工工程程曾曾间间断了两次很断了两次很长长的的时间时间，历经约历经约二百年才完工。它的二百年才完工。它的设计设计者是那者是那诺诺皮皮萨诺萨诺。1虎丘塔虎丘塔 苏苏州州虎虎丘丘塔塔,建建于于公公元元959959961961年年期期间间，7 7级级8 8角角形形砖砖塔塔，塔塔底底直直径径13.66m13.66m，高高47.5m47.5m。塔塔顶顶19571957年年位位移移1.7m 1.7m，19781978年年 2.3m 2.3m。重重心心偏偏离离基基础础轴轴线线 0.924m 0.924m。2上海上海“莲莲花河畔景苑花河畔景苑”3单单元元2 2 地基与基地基与基础础2.1 概述概述 2.2 基基础的埋置深度的埋置深度及影响因素及影响因素2.3 基基础的分的分类和构造和构造2.4 地下室的构造地下室的构造4单单元元概概述述：本本章章首首先先介介绍绍了了地地基基与与基基础础的的概概念念、分分类类和和要要求求，然然后后介介绍绍了了基基础础的的埋埋置置深深度度及及影影响响因因素素，由由于于基基础础具具有有隐隐蔽蔽性性难难以以补补救救，所所以以基基础础的的分分类类和和构构造造尤尤为为重重要要，本本章章的的难难点点是是地地下下室室的的构构造造、防防水水和和防防潮潮，为为了了使使学学生生学学习习方方便便，配配备备了大量的构造了大量的构造图图。学学习习目目标标：1 1、了解地基的分、了解地基的分类类、要求。、要求。2 2、掌握基、掌握基础础埋置深度的概念及影响因素。埋置深度的概念及影响因素。3 3、掌握基、掌握基础础的分的分类类，常用基，常用基础础的构造。的构造。4 4、了解地下室的分、了解地下室的分类类、组组成及防潮防水构造等。成及防潮防水构造等。5学学习习重点：重点：1 1、地基的分、地基的分类类、要求。、要求。2 2、影响基、影响基础础埋深的因素。埋深的因素。3 3、基、基础础的分的分类类和常用基和常用基础础的构造。的构造。4 4、地下室的分、地下室的分类类和和组组成。成。学学习习建建议议：本本章章的的学学习习方方法法建建议议采采用用参参观观实实践践及及项项目目教教学学法法相相结结合合，任任课课教教师师选选择择一一个个正正在在施施工工的的基基础础作作为为实实物物进进行行现现场场教教学学，让让学学生生根根据据实实物物，掌掌握握基基础础由由哪哪些些部部分分组组成成，各各组组成成部部分分的的名名称称及及材材料料，对对现现场场看看不不到到的的基基础础类类型型，建建议议教教师师借借助助多多媒媒体体课课件件采采用用项项目目教教学学，本本章章学学习习结结束束后后，建建议议教教师师用用一一套套真真实实的的基基础础施施工工图图为为学学生生讲讲解解，锻锻炼炼学学生生识识读读施施工工图图的的能能力。力。62 2.1.1 概述概述2.1.1 有关概念有关概念基基础础：是是建建筑筑物物埋埋在在地地面面以以下下的的承重构件。承重构件。它它承承受受上上部部建建筑筑物物传传递递下下来来的的全全部部荷荷载载，并并将将这这些些荷荷载载连连同同自自重重传传给给下下面面的的土土层层。是是建建筑筑物物的的重要重要组组成部分。成部分。地地基基：基基础础下下面面承承受受其其传传来来全全部部荷荷载载的土的土层层。地地基基承承受受建建筑筑物物荷荷载载而而产产生生的的应应力力和和应应变变是是随随着着土土层层的的深深度度的的增增加加而而减减小小，在在达达到到一一定定的的深深度度以后就可以忽略不以后就可以忽略不计计。地基与基地基与基础 72.1.1 有关概念有关概念8v天天然然地地基基：是是指指天天然然土土层层具具有有足足够够承承载载力力，不不需需经经人工改良或加固即人工改良或加固即可以在上面建造房屋的地基。可以在上面建造房屋的地基。岩石、碎石土、砂土、粘性土岩石、碎石土、砂土、粘性土v人人工工地地基基：经经过过人人工工加加固固和和处处理理的的土土层层称称为为人人工工地基地基。压实法、法、换土法、打土法、打桩法、化学加固法等法、化学加固法等 2.1.2 地基分地基分类类92.1.2 地基分地基分类类人工加固人工加固地基方法地基方法10压实法法2.1.2 地基分地基分类类人工加固人工加固地基方法地基方法11换土土法法2.1.2 地基分地基分类类人工加固人工加固地基方法地基方法换土法土法12桩基基坚实坚实土土土土层层2.1.2 地基分地基分类类人工加固人工加固地基方法地基方法打打桩法法132.1.3 对对地基的要求地基的要求v强强度要求度要求：地基的承地基的承载力力应足以承受基足以承受基础传来的来的压力。力。地地基基承承受受荷荷载的的能能力力称称为地地基基承承载力力，即即单位位面面积所所承承受受荷荷载的大小，的大小，单位位为kPakPa。v变变形形要要求求：地地基基的的沉沉降降量量应保保证在在允允许的的沉沉降降范范围内内，且且沉沉降降差差也也应保保证在在允允许的的范范围内内，建建筑筑物物的的总荷荷载通通过基基础传给地基，地基因此地基，地基因此产生生应变，出，出现沉降。沉降。若若沉沉降降过大大，会会造造成成整整个个建建筑筑物物下下沉沉过多多，印印象象建建筑筑物物的的正正常常使使用用；若若沉沉降降不不均均匀匀，沉沉降降差差过大大，会会引引起起墙身身开开裂裂、倾斜甚至破坏。斜甚至破坏。v稳稳定定性性要要求求：要要求求地地基基有有抵抵抗抗产生生滑滑坡坡、倾斜斜方方面面的的能能力力。必要必要时应加加设挡土土墙，以防止滑坡，以防止滑坡变形的出形的出现。142.1.3 对对基基础的要求的要求强强度度要要求求：应具具有有足足够的的强度度，才才能能稳定定地地把把荷荷载传给地地基基，如如果果基基础在在承承受受荷荷载后后受受到到破破坏坏，整整个个建建筑筑物物的的安安全全就就无无法法保保证。耐耐久久性性要要求求：在在选择基基础材材料料和和构构造造形形式式时应与与上上部部建建筑筑物物的使用年限相适的使用年限相适应。经经济济方方面面的的要要求求：基基础工工程程造造价价占占建建筑筑物物总造造价价的的10%40%10%40%，要要在在坚固固耐耐久久，技技术合合理理的的前前提提下下，尽尽量量就就地地取取材材，减减少少运运输，以降低整个工程的造价。，以降低整个工程的造价。152.2基基础础的埋置深度及影响因素的埋置深度及影响因素2.2.1 基基础础的埋置深度的埋置深度基基础础埋埋深深:是是指指自自室室外外设设计计地地坪坪至至基基础础底底面面的的垂垂直直距距离。离。浅浅基基础础：基基础础埋埋深深不不超超过过5m时时，此此类类基基础础称称为为浅浅基基础础。深深基基础础：基基础础埋埋深深超超过过5m时时,此此类类基基础础称称为为深深基基础础，如如桩桩基基、沉沉箱箱、沉沉井井和地下和地下连续墙连续墙等。等。基基础础埋深埋深应应500mm。162.2.2 影响基影响基础埋深的因素埋深的因素1.地基土地基土层层构造构造基基础础应应建建造造在在坚坚实实的的土土层层上上。如如果果地地基基土土层层为为均均匀匀好好土土，则则应应尽尽量量浅浅埋埋。如如果果地地基基土土层层不不均均匀匀，既既有有好好土土，又又有有软软土土，若若坚坚实实土土层层离离地地面面近近，土土方方开开挖挖量量不不大大，可可挖挖去去软软土土，将将基基础础埋埋在在好好土土层层上上；若若坚坚实实土土层层很很深深，可可做做地地基基加加固固处处理理，或或将将基基础础埋埋在在好好土土上上，或或采采用用桩桩基基础础，具具体体方方案案应应在在作作技技术术经经济济比比较较后确定后确定。172.2.2 影响基影响基础埋深的因素埋深的因素1.地基土地基土层层构造构造（1）地地基基土土质分分布布均均匀匀时，基基础应尽尽量量浅浅埋埋，但但也也不不得得低低于于500mm。（2）地地基基土土层的的上上层为软土土，厚厚度度在在2m以以内内，下下层为好好土土时，基基础应埋在好土埋在好土层内，此内，此时土方开挖量不大，既可靠又土方开挖量不大，既可靠又经济。（3）地地基基土土层的的上上层软土土厚厚度度大大于于5m时，对于于建建筑筑总荷荷载较小小的的建建筑筑，应尽尽量量利利用用表表层的的软弱弱土土层为地地基基，将将基基础埋埋在在软土土内内。必必要要时应加加强上上部部结构构，增增大大基基础底底面面积或或进行行人人工加固。工加固。（4）地地基基土土层由由好好土土和和软土土交交替替组成成，低低层轻型型建建筑筑应尽尽可可能能将将基基础埋埋在在好好土土内内；总荷荷载大大的的建建筑筑可可采采用用打打端端承承桩穿穿过软土土层，也也可可将将基基础深深埋埋到到下下层好好土土中中，两两方方案案经技技术经济比比较后后选定。定。18图图2-2 2-2 地基土地基土层对层对基基础础埋深的影响埋深的影响192.2.建筑物自身构造建筑物自身构造3.3.地下水位地下水位 基基础础埋深一般在地下水位以上。埋深一般在地下水位以上。地下水位高地下水位高时时，基，基础础埋深在最低地下水位以下埋深在最低地下水位以下200mm200mm。204.冻结深度 冰冻线：地面以下，冻结土与不冻结土的分界线称为冰冻线。冰冻线的深度称为冻结深度。基础底面置于冰冻线以下。冻结深度深度对基基础埋埋 深的影响深的影响215.相相邻邻基基础础埋深埋深一般情况下：新基础应尽量浅于原有基础。当新基础深于原有基础时，两基础间保持一定的距离L。图2-5 相相邻基基础埋深的影响埋深的影响222.3 基基础础的分的分类类和构造和构造2.3.12.3.1基基础类础类型型1.按所用材料分按所用材料分类类 可可分分为为砖砖基基础础、毛毛石石基基础础、灰灰土土基基础础、混混凝凝土土基基础础、钢钢筋筋混凝土基混凝土基础础等。等。（1）无筋）无筋扩展基展基础：又称：又称刚性基性基础，砖、毛石、混凝土或毛石、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土、三合土等混凝土、灰土、三合土等（2）扩展基展基础：柔性基：柔性基础，钢筋混凝土筋混凝土231.刚性基础由刚性材料制作的基础称为刚性基础，所谓刚性材料，一般是指抗压强度高，而抗拉、抗剪强度低的材料。在常用材料中，砖、石、和混凝土等均属刚性材料。因此，砖基础、毛石基础、混凝土基础以及毛石混凝土基础皆为刚性基础。241)砖砖基基础础 用于地用于地质质条件好、地下水位低的五条件好、地下水位低的五层层以下以下砖砖混混结结构建筑构建筑252)毛石基毛石基础础用于地下水位用于地下水位较较高，高，冻结冻结深度深度较较深的深的单层单层民用建筑民用建筑26用于地下水位低，冻结深度较浅的南方4层以下民用建筑3)灰土基灰土基础础274)混凝土基混凝土基础础 用于潮湿的地基或有水的基槽中。282.柔性基柔性基础础在混凝土基在混凝土基础的底的底部配以部配以钢筋，利用筋，利用钢筋来承受拉力，筋来承受拉力，如如图所示，使基所示，使基础底部能底部能够承受承受较大大弯矩。弯矩。这时，基，基础宽度的加大不受度的加大不受刚性角限制。故称性角限制。故称钢筋混凝土基筋混凝土基础为柔柔性基性基础。292.2.按构造形式分按构造形式分可分可分为为独立基独立基础础、条形基、条形基础础、筏式基、筏式基础础、桩桩基基础础、箱形基、箱形基础础等。等。1 1）独立基）独立基础础 当当建建筑筑物物上上部部采采用用框框架架结结构构或或单单层层排排架架结结构构承承重重，且且柱柱距距较较大大时时，基基础础常常采采用用方方形形或或矩矩形形的的单单独独基基础础，这这种种基基础础称称独立基独立基础础。30 独立基独立基础（a）阶梯形梯形 （b）锥形形 （c）杯形）杯形 (d)正在施工的独立正在施工的独立基基础312）条形基础基础为连续的长条形状时称为条形基础。条形基础一般用于墙下，也可用于柱下。条形基础(a)墙下条形(b)柱下条形323）筏式基础当上部荷载较大，地基承载力较低，条形基础的底面积占建筑物平面面积较大比例时，可考虑选用整片的筏板承受建筑物的荷载并传给地基，这种基础形似筏子，称筏式基础。筏形基础（a)板式（b)梁板式334）箱形基础当建筑物很大，或浅层地质情况较差，基础需埋深时，为增加建筑物的整体刚度，不致因地基的局部变形影响上部结构时，常采用钢筋砼将基础四周的墙、顶板、底板整浇成刚度很大的盒状基础，叫箱形基础345）桩基础当建筑物荷载较大，地基的软弱土层厚度在5m以上，基础不能埋在软弱土层内，或对软弱土层进行人工处理困难和不经济时，常采用桩基础。桩基的种类很多，最常采用的是钢筋混凝土桩，其根据施工方法不同可分为打入桩，压入桩，振入桩及灌入桩等。根据受力性能不同，又可以分为端承桩和摩擦桩等。35图2-10桩基础实例36桩基础（a)端承桩（b)摩擦桩372.3.2 基基础础的构造的构造1.混凝土基混凝土基础础多采用多采用C7.5或或C10混凝土混凝土浇浇筑而成。筑而成。一般有一般有阶阶梯形和梯形和锥锥形两种。形两种。混凝土基混凝土基础础的的刚刚性角性角45度度,宽宽高比高比应应小于小于1 1或或 1:1.5。混凝土基混凝土基础础底面底面应设应设置置垫层垫层:厚厚为为100mm，混凝土，混凝土 标标号号为为C7.5、C10，作用，作用为为找平和保找平和保护钢护钢筋。筋。38图2-9 2-9 混凝土基混凝土基础392.2.钢钢筋混凝土基筋混凝土基础础q垫层垫层:目的是保证基础钢筋和地基之间有足够的距离，以免钢筋锈蚀，而且还可以作为绑扎钢筋的工作面。垫层一般采用C10素混凝土，厚度100mm。垫层两边应伸出底板各100mm。q底板：基础主要受力构件，厚度和配筋均由计算确定。受力筋直径不得小于8mm，间距不大于200mm混凝土强度等级不宜低于C15。40钢筋混凝土锥形基础底板边缘厚度：不小于200mm且不宜大于500mm。图2-13 2-13 钢筋混凝土筋混凝土锥形基形基础41钢筋混凝土阶梯形基础每阶厚度300500mm。基础高度在500900mm时采用两阶。基础高度超过900mm时采用三阶。图2-14 2-14 钢筋混凝土筋混凝土阶梯形基梯形基础(a)单阶 (b)两两阶 (c)三三阶422.4 地下室构造地下室构造2.4.1地下室的分地下室的分类类1.按使用性按使用性质质分分1）普通地下室）普通地下室普通的地下空普通的地下空间间一般按地下楼一般按地下楼层进层进行行设计设计。2）人防地下室）人防地下室有有人人民民防防空空要要求求的的地地下下空空间间。人人防防地地下下室室应应妥妥善善解解决决紧紧急急状状态态下下的的人人员员隐隐蔽蔽与与疏疏散散，应应有保有保证证人身安全的技人身安全的技术术措施。措施。432.按埋入地下深度分按埋入地下深度分类类（1）全地下室 全地下室是指地下室地面低于室外地坪面的高度超过该房间净高1/2者。（2）半地下室 半地下室是指地下室地面低于室外地坪面高度超过该房间净高1/3，且不超过1/2者。443.按按结结构材料分构材料分类类（1）砖墙结构地下室用于上部荷载不大及地下水位较低的情况。（2）钢筋混凝土结构地下室当地下水位较高及上部荷载很大时，常采用钢筋混凝土墙结构的地下室。452.4.2 地下室的构造地下室的构造图2-27 2-27 地下室地下室组成成46n1.1.墙体体 承担垂直荷承担垂直荷载及土、地下水以及土及土、地下水以及土冻胀时侧压力。其力。其最小厚度不低于最小厚度不低于300mm300mm。n2.2.顶板板 可用可用预制板、制板、现浇板、或者板、或者预制板上作制板上作现浇层（装配（装配整体式楼板）。如整体式楼板）。如为防空地下室，必防空地下室，必须采用采用现浇板，板，并按有关并按有关规定决定厚度和混凝土定决定厚度和混凝土强度等度等级。473.底板底板 一般采用一般采用现浇钢现浇钢筋混凝土底板。筋混凝土底板。4.4.门门窗窗普通地下室门窗同地上部分。防空地下室应符合相应等级的防护和密闭要求，一般采用钢门或混凝土门，防空地下室一般不容许设窗。485.采光井采光井由底板和侧墙构成：侧墙可以用砖墙或钢筋混凝土板墙制作，底板一般为钢筋混凝土浇筑。采光井底板应有1%3%的坡度。采光井的上部应有铸铁篦子或尼龙瓦盖，以防止人员、物品掉入采光井内。深度：采光井底板距窗台低250300mm。宽度：1000mm。开间：窗宽+1000mm。49图图2-15 2-15 采光井的构造采光井的构造506.楼梯 可与地面上房间结合设置，层高小或用作辅助房间的地下室，可设置单跑楼梯。防空要求的地下室至少要设置两部楼梯通向地面的安全出口，并且必须有一个是独立的安全出口。且安全出口与地面以上建筑应有一定距离，一般不小于地面建筑物高度的一半。512.4.3 地下室的防水地下室的防水如何保证地下室在使用时不渗漏，是地下室构造设计的主要任务。目前我国颁发的地下工程防水技术规范（GB501082001）把地下工程防水分为四级，见表2-1。52表2-1 地下工程防水等级标准 53表表2-2 不同防水等不同防水等级的适用范的适用范围 541.1.地下室防潮地下室防潮 当设计最高地下水位低于地下室底板300mm以上，且地基范围内的土壤及回填土无形成上层滞水可能时，采用防潮做法。地下室墙体为钢筋混凝土：不必做防潮。地下室墙体为砌体：应做防潮。55地下室防潮的构造要求：地下室防潮的构造要求：1)砖墙体必须采用水泥砂浆砌筑，灰缝必须饱满。2)在外墙外侧设垂直防潮层，防潮层做法一般为1：2.5水泥砂浆找平、刷冷底子油一道、热沥青两道，防潮层做至室外散水处，然后在防潮层外侧回填低渗透性土壤如粘土、灰土等，并逐层夯实，底宽500mm左右。3)地下室所有墙体，必须设两道水平防潮层，一道设在底层地坪附近，一般设置在结构层之间。另一道设在室外地面散水以上150200mm的位置。56图图2-16 地下室的防潮地下室的防潮572.地下室防水地下室防水当设计最高地下水位高于地下室底板，或地下室周围土层属弱透水性土存在滞水可能，应采取防水措施。目前，采用的防水方案有材料防水和自防水两大类。581）材料防水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渗入，常用卷材、涂料和防水水泥砂浆等。（1）卷材防水能适应结构的微量变形和抵抗地下水的一般化学侵蚀，比较可靠，是一种传统的防水做法。59外包防水是将防水材料贴在迎水面，即外墙的外侧和底板的下面，防水效果好，采用较多，但维护困难，缺陷处难于查找。内包防水是将防水材料贴于背水一面，其优点是施工简便，便于维修，但防水效果较差，多用于修缮工程（图2-17）。60(a)外包防水(b)内包防水图2-17卷材防水的做法61（2）涂料防水：指在施工现场以刷涂、刮涂、滚涂等方法将无定型液态冷涂料在常温下涂敷于地下室结构表面的一种防水做法。（3）水泥砂浆防水：是采用合格材料，通过严格多层次交替操作形成的多防线整体防水层或掺入适量的防不剂以提高砂浆的密实性。622 2）混凝土防水混凝土防水地下室的墙采用混凝土或钢筋混凝土结构时，可连同底板采用防水混凝土，使承重、围护、防水功能三者合一。防水混凝土墙和底板不能过薄，一般外墙厚为200mm以上，底板厚应在150mm以上，否则会影响抗渗效果。为防止地下水对混凝土的侵蚀，在墙外侧应抹水泥砂浆。然后刷沥青（图2-18）。63图图2-18 2-18 防水混凝土防水做法防水混凝土防水做法64