基础与地下课件

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1、第4章 基础与地下室 4.1 地基和基础埋深 4.2 基础的类型与构造 4.3 地下室构造*4.4 基础与地下室施工技术中的特殊问题4.1 地基和基础埋深 4.1.1 基础的作用及其与地基的关系 4.1.2 基础的埋置深度4.1.1 基础的作用及其与地基的关系 基础基础位于建筑最下部与土层直接接触的部分，是上部承重结构向下的延伸和扩大地基地基不是建筑物的组成部分，图4.1 地基与基础、基础的埋置深度 地基按土层性质不同，分为两大类：1.天然地基 凡天然土层具有足够的承载能力，不须经人工改良或加固，可直接在上面建造房屋。一般分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等六大类。2.人工地基 地

2、基的承载力较差时，如淤泥、充填土、杂填土或其他高压缩性土层，须预先对土壤进行人工加工或加固处理后才能承受建筑物的荷载。常采用压实法、换土法、打桩法等方法加固地基(见图4.2)。图4.2 人工地基加固的部分方法4.1.2 基础的埋置深度 1基础的埋置深度 2基础埋深的选择与确定1基础的埋置深度 室外设计地面至基础底面的距离为基础埋置深度(简称“埋深”)(图4.1)在满足地基稳定和变形要求的前提下，基础应尽量浅埋，一般不小于500 mm，高层建筑基础埋置深度，一般为建筑高度的1/101/12。根据埋深的不同，基础可分为不埋基础、浅基础和深基础：基础埋置深度小于4 m时，叫浅基础；超过4 m时叫深基

3、础；基础直接做在地表面上时叫不埋基础。2基础埋深的选择与确定(1)工程地质(2)水文地质(3)地基土冻胀深度(4)相邻建筑物基础的影响(1)工程地质 基础底面应尽量放在常年未经扰动而且坚实平坦的土层或岩石上，俗称“老土层”。在接近地表面的土层内，若带有大量植物根、茎的腐殖质或垃圾等，则不宜选为地基(见图4.3)。图4.3 地基土层构造与基础埋深的关系(2)水文地质 宜将基础落在地下常年水位和最高水位之上。地下水位较高，宜将基础埋在当地的最低地下水位以下200 mm(图4.4)。图4.4 基础埋深与地下水的关系(3)地基土冻胀深度 一般将基础或基础垫层埋置在冰冻线以200mm(见图4.5)。冻土

4、与非冻结土的分界线称为冰冻线；冻结土的厚度即冰冻线至地表的垂直距离称为冰冻深度，如哈尔滨地区为2.0 m，武汉地区无冻结土。图4.5 基础埋深与冻土深度的关系(4)相邻建筑物基础的影响 新建建筑物的基础埋深不宜深于相邻的原有建筑物的基础，但当新建基础深于原有基础时，应采取措施(见图4.6)。图4.6 基础埋深与新旧基础之间的关系4.2 基础的类型与构造 4.2.1 基础的受力特点类型 4.2.2 基础的结构型式 4.2.3 基础的构造4.2.1 基础的受力特点类型 1无筋扩展基础(刚性基础)2扩展基础(柔性基础)1无筋扩展基础(刚性基础)无筋扩展基础(刚性基础)：由刚性材料(一般指抗压强度高，

5、而抗拉、抗剪强度较低的材料，如砖、石、灰土、三合土和混凝土等)制作的基础。刚性角：基础的刚性材料在荷载作用下沿一定的角度分布的。为了满足承载力的要求，基础底面积(基底宽度B)加大，必须增加相应的高度H，始终使基础的断面处于刚性角范围内(见图4.7)。图4.7 无筋扩展基础的受力特点 2扩展基础(柔性基础)不受刚性角限制的基础称为扩展基础即钢筋混凝土基础(见图4.8)。图4.8 扩展基础与无筋扩展基础的比较 4.2.2 基础的结构型式 1条形基础 2独立基础 3井格式基础 4片筏基础 5箱形基础 6桩基础1条形基础 建筑为墙承重结构时，基础沿墙体连续设置成长条形，称为条形基础或带形基础(见图4.

6、9)。条形基础多为砖、石、混凝土基础，也可采用钢筋混凝土条形基础。图4.9 条形基础2独立基础独立基础或柱下独立基础：建筑为骨架承重结构时，基础常采用独立块状形式(见图4.10(a)。墙下独立基础：建筑上部为墙承重结构，也可采用独立基础(见图4.10(b)。杯形基础：当柱采用预制构件时，则基础做成杯口形，将柱子插入杯口内并嵌固(见图4.11)。图4.10 独立基础图4.11 杯形基础3井格式基础地基条件较差或上部荷载较大时，常将独立基础在一个或两个方向用地梁连接起来，形成十字交叉的井格式基础，又称柱下交梁基础(见图4.12)。图6.12 井格式基础4片筏基础当上部荷载增大，地基承载力又差，采用

7、前述基础类型难以满足建筑的刚度和变形要求时，可将条形基础或柱下基础扩展成一块整板成为片筏基础。按结构形式分为梁板式和平板式两种(见图4.13)。(a)梁板式片筏基础(b)板式片筏基础图4.13 片筏基础5箱形基础当上部建筑荷载大、对地基沉降变形要求严格的高层建筑以及软弱土层上建造的为多层建筑时，为增加基础刚度，常将深基础的顶板、底板和纵横墙体整体现浇成箱形基础，内部中空部分可形成地下室(见图4.14)。图4.14 箱形基础6桩基础当建筑物荷载较大、地基的软弱土层厚度在5.0 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或不经济时，常采用桩基础。桩基具有承载力高、沉降小且均匀等特点，

8、一般由设置在土中的桩身和承接上部结构的承台组成(见图4.15(a)。桩基础通过桩端将荷载传给持力层，或通过桩身与周围土层的摩擦来传递荷载，前者为端承桩，后者为摩擦桩(图4.15(b)。图4.15 桩的组成和受力类型 还有新型基础结构形式，如壳体基础(见图4.16)、不埋板式基础(见图4.17)等。特别适宜于56层整体刚度较好的居住建筑采用，但在冻土深度较大的地区不宜采用。图4.16 壳体基础 (a)折壳基础 (b)圆锥壳体基础 (c)球壳基础 图4.17 不埋式基础4.2.3 基础的构造 混凝土基础、毛石混凝土、砖基础、灰土基础及三合土基础等无筋扩展基础的构造(见图4.18)和扩展基础构造(见

9、图4.19)。(a)混凝土、毛石混凝土、毛石台阶形基础 (b)砖基础 图4.18 无筋扩展基础构造(a)灰土、三合土基础 (b)混凝土、毛石混凝土锥形基础 图4.19 扩展基础构造4.3 地下室构造 地下室地面至顶板底面高度不应低于2.2m；梁下净高不应低于2.0 m。4.3.1 地下室的分类 4.3.2 地下室的组成 4.3.3 地下室的交通和疏散 4.3.4 地下室的防潮和防水构造4.3.1 地下室的分类 按埋入地下深度的不同 按使用功能不同 按结构材料不同，可分为砖墙地下室和混凝土地下室。按埋入地下深度的不同 按埋入地下深度的不同，可分为：全地下室：指地下室地面低于室外地坪的高度超过该房

10、间净高的1/2(图4.20)半地下室：指地下室地面低于室外地坪的高度为该房间净高的1/31/2；通常利用采光井采光(图4.21)。图4.20 钢筋混凝土全地下室组成构造示意 按使用功能不同 按使用功能不同，可分为：普通地下室：一般用作高层建筑的地下停车库、设备用房。根据用途及结构需要可做成一层或二层、多层地下室。人防地下室：是结合人防要求设置的地下空间，用以应付战时人员的隐蔽和疏散，并有具备保障人身安全的各项技术措施。4.3.2 地下室的组成 地下室一般由墙身、底板、顶板、门窗、楼梯等部分组成。地下室的外墙最小厚度除应满足结构要求外，还应满足抗渗厚度的要求，一般不低于300 mm。外墙应作防潮

11、或防水处理。顶板可用预制板、现浇板、或者预制板上作现浇层(装配整体式楼板)。防空地下室，必须采用现浇板；无采暖的地下室顶板上，即首层地板处应设置保温层，以利首层房间的使用。底板 底板处于最高地下水位以上，并且无压力产生作用的可能时，可按一般地面工程处理，即垫层上现浇混凝土6080 mm厚,再做面层；如底板处于最高地下水位以下时，应采用钢筋混凝土底板，并双层配筋，底板下垫层上还应设置防水层，以防渗漏。门窗 普通地下室的门窗与地上房间门窗相同，地下室外窗如在室外地坪以下时，应设置采光井和防护蓖，以利室内采光、通风和室外行走安全。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

12、楼梯。采光井(见图4.21)。图4.21 采光井的构造采光井由侧墙、底板、遮雨或铁栅栏组成，以改善地下室室内环境，节约能源4.3.3 地下室的交通和疏散地下室的疏散要求高于建筑物的地上部分，主要有下列要求：普通地下室的每个防火分区面积不应超过500，防火分区间应采用防火墙分隔。除了面积不超过50而且人数不超过10人的情况，地下室的每个防火分区至少应有两个安全出口。当地下室有两个以上的防火分区时，每个防火分区可以把通向另一个防火分区的防火门作为第二安全出口，但此时每个防火分区必须有一个直通室外的安全出口。如果地下室的面积不超过500，人数不超过30人时可以用垂直金属爬梯作为第二出口。地下室的楼梯

13、可以与地上部分的楼梯连通使用，但要用乙级防火门分隔。人防地下室也应至少设置两个安全出口，其中一个出口是独立的安全出口。独立安全出口应远离周围建筑，一般由一段水平地下通道与安全竖井相连。4.2.3 基础的构造 1地下室的防潮 2地下室的防水表4.1 地下室防潮和防水的判断 防 潮防 水依据(地下室地坪与地下水位的关系)设计最高地下水位低于地下室底板300500 mm，且地基范围内的土壤及回填土不会形成上层滞水时地下室地面在设计最高地下水位以下或有地面水下渗形成滞水时示意图特征受到无压水和土壤中毛细管水的影响底板和部分外墙将浸在水中1地下室的防潮(1)混凝土结构墙体 本身起到自防潮作用，不必再作防

14、潮处理。但在外墙穿管、接缝等处，均应嵌入油膏防潮。(2)砖砌体结构 防潮构造要求地下室的所有墙体都必须设一道垂直防潮层，两道水平防潮层。一道设在地下室地坪附近，另一道设在室外地面散水以上150200 mm的位置(见图4.22)。地面防潮一般主要借助混凝土材料的憎水性能来防潮，如地下室的防潮要求较高时，一般在垫层与地层面层之间设防潮层，且与墙身水平防潮层在同一水平地面上。图4.22 砖墙结构地下室防潮构造2地下室的防水(1)地下防水工程的标准和等级 按围护结构允许渗漏水量划分为四个等级(见表4.2)。其具体方案的确定参见表4.3。(2)地下室防水方案(3)地下室的主要防水方案隔水法构造表4.2

15、地下工程防水等级表 防水等级标 准设防要求工 程 名 称一级不允许渗水，围护结构无湿渍多道设防，其中必有一道结构自防水，并根据需要可设附加防水层或其他防水措施医院、影剧院、商场、娱乐场、餐厅、旅馆、冷库、粮库、金库、档案库、计算机房、控制室、配电间、通信工程、防水要求较高的生产车间、指挥工程、武器弹药库、指挥人员掩蔽部、地下铁道车站、城市人行地道、铁路旅客通道二级不允许漏水，围护结构有少量偶见的湿渍二道或多道设防，其中必有一道结构自防水，并根据需要可设附加防水层车库、燃料库、空调机房、发电机房、一般生产车间、水泵房、工作人员掩蔽部、城市公路隧道、地铁运行区间隧道三级有少量漏水点，不得有线流和漏

16、泥沙，每昼夜漏水量0.5 L/一道或二道设防，其中必有一道结构自防水，并根据需要可采用其他防水措施电缆隧道、水下隧道、一般公路隧道四级有漏水点，不得有线流和漏泥沙，每昼夜漏水量2 L/一道设防，可采用结构自防水或其他防水措施取水隧道、污水排放隧道、人防疏散干道、涵洞表4.3 防水方案和选材要求表 防水等级一 级二 级三 级四 级防水方案防水方案混凝土自防水结构，根据需要可设附加防水层混凝土自防水结构，根据需要可设附加防水层混凝土自防水结构，根据需要可采取其他防水措施混凝土自防水结构或其他措施选材要求选材要求优先选用补偿收缩防水混凝土、厚质高聚物改性沥青卷材，也可用合成高分子卷材、合成高分子涂料

17、、防水砂浆优先选用补偿收缩防水混凝土、厚质高聚物改性沥青卷材，也可用合成高分子卷材、合成高分子涂料宜选用结构自防水、高聚物改性沥青卷材、合成高分子卷材结构自防水、防水砂浆或高聚物改性沥青卷材表4.4 地下室防水设计方案表 防水方案示意图方 法隔水法利用各种防水材料来隔绝地下室外围水及毛细管水的渗透，目前采用较多降排水法外排水法在地下室四周设置人工排水设施局部降低地下水位 地下水位高于地下室底板，并且采用防水设计有困难以及经济条件较为有利时采用 一般在建筑四周地下设置永久性降水设施，如盲沟排水(利用带孔的陶管埋设在建筑四周地下室地坪标高以下，陶管周围填充可以滤水的卵石或粗砂等材料，使地下水渗入陶

18、管内积聚后排入城市排水管道)内排水法 常年水位低于地下室底板，但最高水位高于地下室底板不大于500 mm时采用 将渗入地下室的水，通过永久性自流排水系统如集水沟排至集水井再用水泵排除。为了避免在动力中断时引起水位回升，常在构造上将地下室地坪架空或设隔水间层，以保持室内墙面和地坪干燥综合法 防水要求较高的地下室采用 做隔水法防水的同时设置内部排水设施(3)地下室的主要防水方案 隔水法构造 隔水法是采用最多的一种地下室防水方法，应用防水混凝土防水(刚性防水)和卷材防水(柔性防水)较多。防水混凝土防水：建筑高度较大或地下室层数较多时，地下室采用混凝土防水结构，靠其材料本身的憎水性和密实性达到防水目的

19、(见图4.23)。防水混凝土的配制在满足强度的同时，重点考虑抗渗效果的要求(见表4.5)。表4.5 结构最小厚度(mm)结构类别最小厚度/mm钢筋混凝土墙结构单排配筋大于200结构双排配筋大于250钢筋混凝土底板或无筋混凝土底板结构大于150图4.23 防水混凝土防水构造 防水混凝土分普通防水混凝土、外加剂防水混凝土两类。防水混凝土应尽量少留施工缝。施工缝应作防水处理，常用BW膨胀橡胶止水条填缝。混凝土表面应附加防水砂浆抹面防水。防水混凝土在遭受剧烈震动、冲击和侵蚀性环境中应用时，应附加柔性材料防水层或附加防蚀性好的保护层。卷材防水 防水卷材贴在墙体外侧迎水面的称为外防水外防水，采用较多(见图

20、4.24)；防水材料粘贴在墙体内侧的称为内防水内防水，防水效果较差(见图4.25)，多用于补救或修缮工程。卷材的层数根据水压即地下水的最大计算水头大小而定(见表4.6)。卷材防水要慎重处理水平防水层和垂直防水层的交换处与平面交角处的构造：一般应在这些部位加设卷材，转角部位的找平层应做成圆弧形；在墙面与底板的转角处，应把卷材接缝留在底面上，并距墙的根部600 mm以上；水平防水层包向垂直墙面，地坪防水层必须留出足够的长度以便与垂直防水层逐层搭接；做好转折处油毡的保护工作(见图4.24)。卷材搭接缝施工，已由传统的冷粘法向热熔法、热风焊接法、机械固定法以及采用双面胶粘带进行密封处理的方向发展。图4

21、.24 地下室卷材外防水构造图4.25 地下室卷材内防水构造最大计算水头/m卷材所承受的压力/PMa卷材层数(层)说明012防无压水小于30.010.053防有压水360.050.14防有压水6120.10.25防有压水大于120.20.56防有压水表4.6 石油沥青油毡层数的确定*4.4 基础与地下室构造中的特殊问题 1桩承台 2局部软弱地基 3基础不同埋深 4管道穿越基础 5地下室防水卷材封口 6地下室施工缝的处理 7地下室变形缝处理 8管线穿越地下室墙体的构造1桩承台 在季节性冰冻地区，为了防止冻害，应在承台下铺垫炉渣或粗砂(见图4.26)。图6.26 墙下条形承台 2局部软弱地基 基础

22、开挖后如发现基槽局部为软弱土，可采取换土法处理；也可在两侧好土上各设独立基础，用过梁绕过软弱土；也可采取基础起拱法绕过。3基础不同埋深 基础埋深不同时，基础应做成踏步状逐步过渡(见图4.27)。图6.27 不同埋深基础的处理 4管道穿越基础 当从基础墙上穿过，可在墙上留孔 当从基础大放脚穿过则应将此段基础大放脚相应深埋。为防止建筑物下沉压断管道，管顶与预留洞上部留有不小于建筑物最大沉降量的距离，一般不小于150 mm(见图4.28)。图6.28 管道穿越基础的构造 5地下室防水卷材封口 粘贴封口和木砖封口(见图4.29)。图6.29 地下室防水卷材封口处理 6地下室施工缝的处理(见图4.30和图31)图4.30 现浇钢筋混凝土墙板水平施工缝构造图4.31 现浇墙板与底板处施工缝构造 7地下室变形缝处理(见图4.32和图4.33)图4.32 变形缝处设置止水带图4.33 止水带式样8管线穿越地下室墙体的构造固定式：把焊有法兰的管子在现浇时埋入达到防水目的。活动式：在墙内预埋带有法兰的套管，当管线穿墙后，在套管与管线之间的缝隙内填上如沥青麻丝、橡胶绳等防水材料，盖上填缝材料压紧环，使填缝材料受压起到防水功能(见图4.34)。图4.34 固定式穿墙套管