资源简介 (共36张PPT)第四章地基基础与地下室过渡页TRANSITION PAGE学习目标 掌握地基与基础及其相关的概念 掌握基础的类型和构造要求 了解地下室的基本构造过渡页TRANSITION PAGE4.1 地基与基础4.2 基础的类型4.3 地下室构造4.4 基础和地下室变形缝构造 “万丈高楼平地起”,一言概括了基础的重要性。地基基础是建筑物(或构筑物)的根本,属地下隐蔽工程,其质量的好坏直接关系到建筑物或构筑物的安危。建筑物(或构筑物)的质量事故,很多与地基基础问题密切相关,因此,在工程建设时,对地基基础合理选择、设计和施工,是保证建筑物使用安全和节约投资的重要环节。14.1 地基与基础4.1 地基与基础 基础是指建筑物与土壤直接接触的扩大部分。 地基是指基础底面以下,荷载作用影响范围内的部分岩石或土体。它不是建筑物的组成部分。地基是建筑工程的“根”,支承建筑物的重量。地基与基础的关系如图4-1所示。图4-1 地基与基础 提示持力层是指具有一定的耐力,直接承受建筑荷载,并需进行力学计算的土层。下卧层是指持力层以下的土层。2 地基可分为天然地基和人工地基。其中,凡天然土层本身具有足够的强度,能直接承受建筑荷载的地基称为天然地基;需对土层进行人工加固或改良后才能作为建筑物地基的称为人工地基。人工加固地基通常采用压实法、换土法、打桩法等,如图4-2所示。4.1 地基与基础4.1 地基与基础图4-2 人工地基加固图34.1.2 基础的埋置深度 基础的埋置深度是指室外设计地面到基础底面的距离,简称基础埋深,如图4-3所示。4.1 地基与基础图4-3 基础的埋置深度4 基础应有合适的埋置深度才能保证建筑物的安全、耐久,且节约材料。一般情况下,基础埋深不小于0.5 m。基础埋深大于等于5 m的基础称为深基础,小于5 m的称为浅基础。影响基础埋深的因素主要有: ① 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; ② 作用在地基上的荷载大小和性质; ③ 工程地质和水文地质条件; ④ 相邻建筑物的基础埋深; ⑤ 地基土冻胀和融陷的影响。4.1 地基与基础4.1.2 基础的埋置深度 提示 在满足地基稳定和变形要求的前提下,基础应尽量浅埋。除岩石地基外,基础埋深不宜小于0.5 m。基础宜埋置在地下水位以上;必须埋置在地下水位以下时,应采取使地基土在施工中不受扰动的措施。有相邻地基时,新建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑的基础埋深。确定基础埋深时,还应考虑地基的冻胀性。54.1.3 对地基与基础的要求 1.对地基的要求 ① 地基应具有一定的承载力和较小的压缩性; ② 地基的承载力应分布均匀; ③ 在一定的承重条件下,地基应有一定的深度范围; ④ 尽量使用天然地基,以提高经济效益。 2.对基础的要求 ① 基础要有足够的强度,能够起传递荷载的作用; ② 基础的材料应具有耐久性,以保证建筑的持久使用; ③ 尽量就地取材,以降低造价。4.1 地基与基础14.2.1 无筋扩展基础构造4.2 基础的类型 房屋的基础种类很多。按材料及受力不同,基础可分为无筋扩展基础(如毛石基础、砖基础、混凝土基础等)和扩展基础(如钢筋混凝土独立柱基础等);按构造形式不同,基础可分为独立基础、条形基础、桩基础、整片基础和箱形基础等。 无筋扩展基础是指由砖、毛石、混凝土、灰土和三合土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础,其特点是抗压性能好,整体性、抗拉、抗弯、抗剪性能差,适用于地基坚实、均匀、上部荷载较小,六层和六层以下(三合土基础不宜超过四层)的一般民用建筑和墙承重的轻型厂房。2 1.砖基础 砖基础用砖作为基础材料,在防潮层以下的基础部分,砖的强度等级不得小于MU10。非承重空心砖和硅酸盐砌块不得用作基础材料。砌筑砂浆应采用水泥砂浆,其强度等级不低于M5。 砖基础从下至上砌成阶梯形,构造方案有等高式和间隔式,如图4-4所示。4.2 基础的类型4.2.1 无筋扩展基础构造 (a)等高式 (b)间隔式图4-4 砖基础3 2.混凝土基础 混凝土基础也称为素混凝土基础,它具有整体性好、强度高、耐水等优点,一般由台阶式和锥形两种型式,如图4-5所示。 台阶形断面台阶宽高比应小于1∶1或1∶1.5,台阶高度为300~400 mm;锥形断面斜面与水平线之间的夹角β应不大于45°,基础最薄处一般不小于200 mm。混凝土基础底面应设置垫层,垫层的作用是找平和保护钢筋,常用C15混凝土,厚度一般为100 mm。4.2 基础的类型4.2.1 无筋扩展基础构造 (a)锥形 (b)台阶形图4-5 混凝土基础形式4 提示 基础大放脚及垫层的受力如同倒置的悬臂梁,在地基的作用下,它们将受到很大的拉应力。当其所受拉应力超过基础材料的容许拉应力时,大放脚及垫层将会开裂。实践证明,大放脚和垫层控制在某一角度内时,不会被拉裂,该角称为刚性角,用α表示, ,如图4-6所示。凡受刚性角限制的基础,就称为无筋扩展基础,也称为刚性基础。基础材料不同,刚性角也不同,一般H/b值为:砖1.50,毛石1.25~1.5,混凝土1~1.25,灰土1.25~1.5。4.2 基础的类型4.2.1 无筋扩展基础构造图4-6 刚性基础的受力、传力特点 扩展基础是指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土独立基础,如图4-7所示。它以钢筋抵抗拉力,不受材料刚性角(高宽比)的限制,也称为柔性基础,因而其体积小、挖方少、埋深浅,主要用于土质较差、荷载较大、地下水位较高等条件下的大中型建筑。54.2 基础的类型4.2.2 扩展基础构造图4-7 柱下钢筋混凝土独立基础6 扩展基础的构造要点主要有: ① 锥形基础的边缘高度不宜小于200 mm;阶梯形基础的每阶高度宜为300~500 mm; ② 垫层的厚度不宜小于70 mm;垫层混凝土强度等级应为C10; ③ 扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于10 mm,间距不宜大于200 mm,也不宜小于100 mm。墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不小于8 mm,间距不大于300 mm,每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的1/10。当有垫层时,钢筋保护层的厚度不小于40 mm;无垫层时,不小于70 mm; ④ 基础混凝土强度等级不应低于C20。4.2 基础的类型4.2.2 扩展基础构造74.2.3 桩基础构造 桩基础是常用的基础形式,是深基础的一种。它具有承载能力高、沉降速率低、沉降量小而均匀等特点,能够承受垂直荷载、水平荷载、上拔力及机器产生的振动或动力作用,如图4-8所示。4.2 基础的类型图4-8 桩基础8 桩基础的分类如下。 ① 按截面形式不同,桩基础可分为圆形、环形、方形、三角形、六边形、管桩等,如图4-9所示为钢筋混凝土预应力管桩。 ② 按材料不同,桩基础可分为木桩、钢筋混凝土桩、钢桩等。 ③ 按入土方法不同,桩基础可分为打入桩、振动桩、压入桩、灌注桩等。 ④ 按受力性能不同,桩基础可分为端承桩、摩擦桩和摩擦端承桩。4.2 基础的类型4.2.3 桩基础构造图4-9 钢筋混凝土预应力管桩9 整片基础是指由整片钢筋混凝土板承受建筑物的荷载并传给地基的基础,这种基础形似筏片,故也称为筏形基础,如图4-10所示。筏形基础在构造上像倒置的钢筋混凝土楼板,分为梁板式和板式两种。 筏形基础的整体性非常好,一般用于地基软弱的多层砌体结构、框架结构、剪力墙结构等。4.2 基础的类型4.2.3 桩基础构造图4-10 筏形基础(梁板式)10 当建筑物荷载很大、浅层地质情况较差或建筑物高度较大、基础需深埋时,为增加建筑物的整体刚度,不致因地基的局部变形而影响上部结构,常采用钢筋混凝土整浇成刚度很大的盒状基础,称为箱形基础,如图4-11所示。其特点是整体空间刚度大,能有效调整基底压力,且埋深大,稳定性和抗震性能好,常用于高层建筑基础。4.2.5 箱形基础构造4.2 基础的类型图4-11 箱形基础11 箱形基础的构造要求概括如下: ① 平面布置:尽量对称; ② 高度与埋置深度:箱形基础的长度不包括底板悬挑部分;高度不宜小于基础长度(不包括悬挑长度)的1/20,且不小于3 m,保证其具有足够的刚度,以适应地基的不均匀沉降,减少上部结构由不均匀沉降引起的附加应力; ③ 底、顶板厚度:根据受力情况,底板厚度为隔墙间距的1/10~1/8,顶板厚度为200~400 mm; ④ 基础混凝土强度等级:不低于C30,且应满足抗渗要求。4.2 基础的类型4.2.5 箱形基础构造14.3 地下室构造 1.地下室的类型 地下室是位于地下的建筑使用空间,如图4-12所示。地下室按使用功能分为普通地下室和防空地下室;按结构形式分为砖墙结构地下室和混凝土结构地下室;按埋深分为全地下室和半地下室。4.3.1 地下室的类型与组成图4-12 地下室的类型 提示 全地下室:地下室地面低于室外地坪的高度超过该房间净高的1/2。 半地下室:地下室地面低于室外地坪的高度超过该房间净高的1/3,但不超过净高的1/2。2 2.地下室的组成 地下室一般由墙体、底板、顶板、门窗、楼梯等组成,如图4-13所示。4.3 地下室构造4.3.1 地下室的类型与组成图4-13 地下室的组成3 1)墙体 地下室的墙体不仅要承受上部的垂直荷载,还要承受土、地下水及土壤冻结时的侧压力,所以采用砖墙时其厚度一般不小于490 mm;当荷载较大或地下水位较高时,最好采用钢筋混凝土墙,且厚度不小于200 mm。 2)底板 如底板位于最高地下水位以上,并且无压力作用时,可按一般地面工程处理,即垫层上现浇混凝土60 mm~80 mm厚,再做面层;如底板处于最高地下水位以下时,底板不仅承受上部垂直荷载,还承受地下水的浮力荷载,所有底板都要有足够的强度、刚度和抗渗能力。 3)顶板 地下室顶板主要承受首层地面的荷载,可用预制板或现浇板做现浇层,要求有足够的强度和刚度。如果是防空地下室,必须采用钢筋混凝土现浇板,并按有关规定来决定其厚度和混凝土强度等级。4.3 地下室构造4.3.1 地下室的类型与组成4 4)门窗 普通地下室的门窗与地上房间门窗相同,窗口下沿距散水面的高度应大于250 mm,以免灌水。当地下室的窗台低于室外地面时,为达到采光和通风的目的,应设采光井。 5)楼梯 地下室楼梯可与上部楼梯结合设置,楼梯多为单跑式。防空地下室至少要设置两部楼梯通向地面的安全出口,并且必须有一个独立的安全出口,这个安全出口周围不得有较高建筑物,以防空袭倒塌,堵塞出口,影响疏散。4.3 地下室构造4.3.1 地下室的类型与组成5 地下室经常会受到下渗地表水、土壤中的潮气或地下水的侵蚀,因此防潮、防水问题便成了地下室构造设计中必须要解决的一个重要问题。 1.地下室的防潮构造 当最高地下水位低于地下室地坪且无滞水可能时,地下水不会直接侵入地下室,地下室的外墙和底板只受到土层中潮气的影响,此时一般只作防潮处理,如图4-14所示。地下室墙体为钢筋混凝土时可不必做防潮。4.3.2 地下室的防潮与防水构造4.3 地下室构造图4-14 地下室的防潮构造6 地下室防潮主要在地下室外墙外面设置垂直防潮层,其做法是在外墙外侧先抹20 mm厚1∶2.5水泥砂浆(高出散水300 mm以上),然后涂冷底子油一道和热沥青两道(至散水底),最后回填隔水层。隔水材料,北方常用2∶8灰土,南方常用炉渣,其宽度不少于500 mm。 另外,需在地下室所有墙体设两道水平的防潮层,一道在地下室地坪附近,另一道设在散水以上150~200 mm的位置,使整个防潮层连成整体,以防止土中潮气沿地下室墙体或勒脚处进入室内。4.3 地下室构造4.3.2 地下室的防潮与防水构造7 2.地下室的防水构造 当最高地下水位高于地下室地坪时,不仅地下水可以侵入地下室,而且地下室的外墙和底板还会分别受到地下水的侧压力和浮力作用。这时,必须对地下室采取防水处理。地下室防水设计的内容包括: ① 确定防水等级和防水设防的要求; ② 确定防水混凝土的抗渗等级及其他技术指标; ③ 选用其他防水层的材料、做法及其技术指标; ④ 工程细部构造的防水措施; ⑤ 工程防、排水系统,地面挡水、截水系统及各类洞口的防倒灌措施。 按照建筑物的状况及所选用防水材料的不同,地下室防水可分为卷材防水、材料自防水和涂料防水等几种形式。4.3 地下室构造4.3.2 地下室的防潮与防水构造8 提示 地下室的防水等级应根据工程的重要性、地下室的使用要求及其适用范围来确定。地下工程的防水等级分四级,各级的划分标准详见《地下工程防水技术规范》(GB 50108—2008),其适用范围如下。 一级:人员长期停留场所,极重要的战备工程等; 二级:人员经常活动场所,重要的战备工程等; 三级:人员临时活动场所,一般战备工程; 四级:对渗漏水无严格要求的工程。 4.3 地下室构造4.3.2 地下室的防潮与防水构造9 1)卷材防水 卷材防水是以防水卷材和相应的黏结剂分层粘贴,铺设在地下室的底板垫层和墙体顶端的基面上,形成封闭的防水层,如图4-15所示。4.3 地下室构造4.3.2 地下室的防潮与防水构造图4-15 卷材防水施工10 按防水卷材粘贴位置的不同,卷材防水可分为外包防水和内包防水。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,如图4-16所示。4.3 地下室构造4.3.2 地下室的防潮与防水构造(a)外包防水(b)内包防水图4-16 地下室卷材防水处理11 2)防水混凝土防水 为满足结构和防水的需要,地下室的地坪和墙体材料一般多采用钢筋混凝土。这时可采用防水混凝土防水,防水混凝土防水即在混凝土内掺入一定量的外加剂,如氯化铝、氯化钙及氧化铁等,使其与水泥发生化学反应,生成一些不溶于水的胶体,以达到防水的效果。防水混凝土有较好的抗渗性能,且承重、围护、防水功能三者合一,如图4-17所示。 采用防水混凝土防水时,应符合如下规定:结构厚度应不小于250 mm;裂缝宽度不得大于0.2 mm,并不得贯通;迎水面钢筋保护层厚度不应小于50 mm。4.3 地下室构造4.3.2 地下室的防潮与防水构造图4-17 防水混凝土防水12 3)涂料防水 涂料防水是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。常用涂料包括无机防水涂料和有机防水涂料两类。常用涂料防水做法有外防外涂和外防内涂两种,如图4-18所示。4.3 地下室构造4.3.2 地下室的防潮与防水构造1—结构墙体;2—涂料防水层;3—涂料保护层; 1—结构墙体;2—砂浆保护层;3—涂料防水层;4—涂料防水加强层;5—涂料防水层搭接部位 4—砂浆找平层;5—保护墙;保护层;6—涂料防水层搭接部位;7—永久保护区; 6,7—涂料防水加强层;8—混凝土垫层8—涂料防水加强层;9—混凝土垫层 (a)外防外涂 (b)外防内涂图4-18 涂料防水13 地下室防水构造示例如图4-19所示。4.3 地下室构造4.3.2 地下室的防潮与防水构造图4-19 地下室防水构造示例1 建筑结构中布置变形缝时,在变形缝的两侧往往设双墙或双柱。 在设置有沉降缝时,墙、柱下的基础部分需断开,基础断开的设置方法主要有双墙式和悬挑式。双墙式做法较为简单,但易使缝两边的结构基础产生偏心,适用于上部荷载较小的建筑,如图4-20(a)所示;悬挑式的基础是将沉降缝一侧的基础正常设置,另一侧则利用挑梁支承基础梁,基础梁上砌筑墙体,如图4-20(b)所示。4.4 基础和地下室变形缝构造4.4.1 基础变形缝构造 (a)双墙式 (b)挑梁式图4-20 基础沉降缝构造2 在设置有伸缩缝时,墙、柱下的基础部分可以不断开,其构造也形成双墙或双柱的联合基础,如图4-21所示。4.4 基础和地下室变形缝构造4.4.1 基础变形缝构造图4-21 基础伸缩缝构造3 地下室结构的变形缝应结合工程、地质结构等因素尽量少设或不设,或采用后浇带替代。设置有变形缝的地下室,应满足密封防水、适应变形、施工方便、检修容易等要求。 地下室变形缝构造通常有中埋式止水带与外贴防水层复合使用、中埋式止水带与嵌缝材料复合使用、中埋式止水带与可卸式止水带复合使用的构造方案。 如图4-22所示为橡胶止水带规格和实例。4.4.2 地下室变形缝构造4.4 基础和地下室变形缝构造图4-22 橡胶止水带4 如图4-23所示为地下室变形缝中埋式止水带与外贴防水层复合构造方案。4.4 基础和地下室变形缝构造4.4.2 地下室变形缝构造图4-23 中埋式止水带与外贴防水层复合构造方案5 提示在建筑施工中为防止现浇钢筋混凝土结构由于温度、收缩不均可能产生的有害裂缝,按照设计或施工规范要求,在基础底板、墙、梁相应位置留设临时施工缝,将结构暂时划分为若干部分,经过构件内部收缩,在若干时间后再浇捣该施工缝混凝土,将结构连成整体。这种最后浇筑混凝土的施工缝称为后浇带。后浇带的浇筑时间宜选择气温较低时,可用浇筑水泥或水泥中掺微量铝粉的混凝土,其强度等级应比构件强度高一级,以防止新老混凝土之间出现裂缝,造成薄弱部位。如图4-24所示为地下室预留后浇带。4.4 基础和地下室变形缝构造4.4.2 地下室变形缝构造图4-24 地下室后浇带 展开更多...... 收起↑ 资源预览