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8/9/201918基础和地下室8/9/20192内容提要能力要求通过本章的学习，学生应掌握基础的类型及构造；掌握地下室防潮和防水构造。本章讲述了基础和地下室两大部分，其中基础类型、基础构造和地下室的防潮、防水是本章的重点；教学难点为地下室防潮、防水构造。8/9/201938基础和地下室8.1概述8.2基础的类型和构造8.3地下室的类型与构造◎典型例题◎案例分析◎知识归纳◎独立思考◎参考文献下页上页8/9/20194目录§8.1概述8.1.1基础与地基的含义在建筑工程中，建筑物与土层直接接触的部分称为基础。基础底面以下，受到荷载作用影响范围内的岩、土体称为地基。图8-1基础与地基下页上页8/9/20195地基每平方米所能承受的最大压力称为地基承载力。为了保证建筑物的稳定和安全，必须控制建筑物基础底面的平均压力不超过地基承载力。基础底面积与荷载和地基承载力的关系如下：A≥F／f从上式可以看到：当地基承载力f不变时，建筑物总荷载F愈大，基础底面积A也要求愈大；或者说，当建筑物总荷载F不变时，地基承载力f愈小，则基础底面积A要求愈大。目录下页上页8/9/201968.1.2天然地基与人工地基8.1.2.1天然地基天然土层具有足够的承载力，不需要经过人工加固，可直接在其上建造房屋的土层，称为天然地基。包括岩石、碎石、砂性土和粘性土等,由勘察部门实测提供。当土层的承载力较差或虽然土层较好，但上部荷载较大时，为使地基具有足够的承载能力，应对土体进行人工加固，这种经人工处理的土层，称为人工地基。目录下页上页8/9/20197人工地基的处理方法有三大类：(1)压实法(2)换土法(3)打桩法①桩基的组成图8-2桩基组成目录下页上页8/9/20198②按桩基受力情况分类桩基可分端承桩和摩擦桩。图8-3桩基受力类型（a）摩擦桩（b）端承桩③按桩基所采用的材料和施工方法分类桩基可分为钢筋混凝土预制桩、灌注桩和其他桩。目录下页上页8/9/201998.1.3对地基与基础的要求8.1.3.1地基应具有足够的承载力和均匀沉降8.1.3.2基础应具有足够的强度和耐久性8.1.3.3基础应满足经济性要求8.1.4基础的埋置深度及其影响因素8.1.4.1基础的埋置深度由室外设计地面到基础底面的距离，称基础埋深。不超过5m时称为浅基础，超过5m时称为深基础。浅基础构造简单，施工方便，造价低，应优先选用浅基础。基础埋深至少不应小于0.5m。目录下页上页8/9/2019108.1.4.2影响基础埋深的主要因素（1）工程地质条件的影响图8-7工程地质条件对基础埋深的影响目录下页上页8/9/201911（2）地下水位的影响地基土含水量的大小对承载力影响很大，且含有侵蚀性物质的地下水对基础还将产生腐蚀。所以，基础应争取埋置在地下水位以上。（3土的冻结深度的影响土的冻结深度即冰冻线。各地区的气温不同，冻结深度也不同。基础原则上应埋在冰冻线以下200mm。土的冻胀现象主要与地基土颗粒的粗细程度、土冻结前的含水量、地下水位高低等有关。目录下页上页8/9/201912§8.2基础的类型和构造8.2.1按所用材料及受力特点分类8.2.1.1无筋扩展基础（刚性基础）为了满足地基容许承载力的要求，基础底宽b一般都大于上部墙体的宽度，当采用砖、石、混凝土、灰土等抗压强度好，但抗拉、抗弯、抗剪等强度很低的材料时，如基础底宽很宽，即挑出部分很长，而基础又没有足够的高度，基础将因受弯曲或冲切而破坏。为了保证安全，基础就必须有相应的高度。实践证明基础的宽高比(b/H或用其夹角α表示），如果控制在一定范围之内，则基础不会拉裂，其夹角称为无筋扩展角（刚性角）。由无筋扩展材料制作、受无筋扩展角限制的基础称为无筋扩展基础（刚性基础）。目录下页上页8/9/201913图8-8无筋扩展基础的受力、传力特点•常见无筋扩展基础有混凝土基础、毛石混凝土基础、砖基础、毛石基础、灰土基础和三合土基础等。无筋扩展基础的优点是有利于使用地方材料，成本较低，施工简便，应用广泛。适用于土质均匀、地下水位较低、6层以下的砖墙承重建筑。目录下页上页8/9/201914目录下页上页表8-1无筋扩展基础台阶宽高比（b／H）容许值8/9/201915（1）混凝土及毛石混凝土基础混凝土基础坚固耐久、抗水抗冻，多用于地下水位较高或有冰冻情况的建筑。其断面可做成矩形、阶梯形和锥形。图8-9混凝土基础（a）矩形（b）阶梯型（c）锥形目录下页上页8/9/201916为了施工方便，当基础厚度小于350mm时，一般做成矩形；大于350mm时做成阶梯形，每阶厚约350～400mm，阶梯形支模和浇筑较方便，但混凝土的用量较大；当基础大于三阶时，为了节约材料和减轻自重，常做成锥形，但锥形截面混凝土基础的斜面模板支设较难，浇筑时易将其拱起。基础底面可设置垫层，垫层多用低强度等级的混凝土（C7.5或C10）或三合土，厚度80～100mm，每侧加宽80～100mm。作用是找平基坑，便于放线和传递荷载。目录下页上页8/9/201917当混凝土基础体积过大时，为节省混凝土用量和减缓大体积混凝土在凝固过程中产生大量热量不易散发而引起开裂，可加入适量毛石，称为毛石混凝土基础。加入毛石粒径不得超过300mm，也不得大于每台宽度或高度的1／3，加入的毛石体积为总体积的20%～30%，且应分布均匀。目录下页上页8/9/201918（2）砖基础施工简便、价格低廉，但因其强度、耐久性、抗冻性和整体性均较差，一般多用于五层以下砖混结构房屋。砖基础砌成阶梯形，每砌筑二皮砖退一台，这种砌法叫等高式，其宽高比为1︰2，符合要求且偏于安全，但材料用量较多，埋深较大。另一种砌法是砌二皮退一台，紧接着砌一皮退一台，依次类推，最底一台必须是二皮砖，这种砌法称为间隔式，其宽高比为1︰1.5，刚好符合刚性角最低要求，该砌法虽稍复杂，但在材料消耗、埋置深度和土方量等方面有明显优势。砖基础砌筑时基底应先铺砂或灰土等垫层。目录下页上页8/9/201919图8-10砖基础（a）等高式（b）间隔式目录下页上页8/9/201920（3）毛石基础强度、抗水、抗冻、抗腐蚀性均较好，但体积较大、自重大、操作要求高、劳动强度大，多用于临近山区石材丰富的一般标准的砖混结构的建筑基础工程中。一般应选用未经风化的硬质岩石，如石灰石、石英岩、片麻岩等。毛石基础常砌成阶梯形，每阶伸出的长度不宜大于200mm，毛石基础台阶的高度和基础墙的宽不宜小于400mm。目录下页上页8/9/201921（4）灰土及三合土基础为了节约材料，常在砖基础下设灰土垫层，灰土垫层按基础计算，所以称为灰土基础。灰土是用粉状生石灰和松散的粘土加少量水拌合而成。石灰与粘土的比例，用于基础的多为3︰7或4︰6；用作垫层的可为2︰8，施工时灰土每次虚铺220～250mm厚,夯实至150mm厚（俗称一步），夯实后洒少许清水润湿，再继续铺灰土。基础在夯实、碳化后坚如石材，且随时间推移而提高强度，故被广泛应用。但其抗冻、防水性能较差，不宜将灰土基础做到地面，宜将其置于下部作为垫层，在灰土垫层上改用砖或毛石砌筑大放脚。有些地区常用三合土代替灰土，称为三合土基础。三合土是用石灰、砂、骨料（碎砖、碎石或矿渣）拌合而成，石灰、砂、骨料的体积配合比为1︰2︰4或1︰3︰6，加水拌合夯实而成，施工方法与灰土近似，适合于三层以下的建筑物。基础应埋在地下水位以上。目录下页上页8/9/201922图8-12灰土及三合土基础（a）灰土基础（b）三合土基础目录下页上页8/9/2019238.2.1.2扩展基础（柔性基础）用钢筋混凝土建造的基础抗弯能力强，不受无筋扩展角限制，称扩展基础（柔性基础）。为了节约材料，钢筋混凝土基础常做成锥形，但最薄处不应小于200mm；如做成阶梯形，每步高宜为300～500mm。扩展基础属于受弯构件，混凝土的强度等级不宜低于C20，配筋需经过计算求得，但板内受力钢筋直径不宜小于10mm，间距不大于200mm。基础下常用C10混凝土做70～100mm的垫层，可以起找平、传力和隔潮作用。基础底部钢筋保护层不应小于40mm，如果不设垫层，保护层不宜小于70mm，以保护钢筋免遭锈蚀。目录下页上页8/9/201924扩展基础大放脚矮、体积小、挖方少、埋置浅，但耗用钢材、水泥和模板量大，且技术要求高。适用于土质较差、荷载较大、地下水位较高等条件下的大中型建筑。图8-13扩展基础（a）混凝土与钢筋混凝土基础比较（b）钢筋混凝土基础配筋情况目录下页上页8/9/2019258.2.2按基础的构造形式分类8.2.2.1独立基础当建筑物上部为柱承重且柱距较大时，基础常采用方形或矩形的独立基础，其形式有阶梯形、锥形等。为了支承上部墙体，在独立基础上可设梁或拱等连续构建。独立基础土方量小，施工简便。但基础与基础之间无构件连接，个别基础如发生不均匀沉降，相互不能制约。适合于地质均匀、荷载均匀的框架结构、排架结构建筑。目录下页上页8/9/201926图8-14独立基础（a）阶梯形基础（b）锥形基础目录下页上页8/9/2019278.2.2.2条形基础条形基础为连续的带形，也叫带形基础。（1）墙下条形基础一般多用于混合结构的墙下，低层或小型建筑常用砖、混凝土等刚性条形基础。如上部为钢筋混土墙，或地基容许承载力较小、荷载较大时，可采用钢筋混凝土条形基础。图8-15墙下条形基础目录下页上页8/9/201928（2）柱下条形基础柱下基础纵横相连组成井字格状，又称为井格基础。它可克服独立基础下沉不均匀的弊病，适用于荷载较大或荷载分布不均匀、地质情况较差的工程。柱下条形基础造价较高，施工复杂，多用于高层建筑。图8-16柱下条形基础目录下页上页8/9/2019298.2.2.3筏片基础由整片的钢筋混凝土板承受整个建筑的荷载并传给地基，这种基础形如筏片，故称为筏片基础，也称为满堂基础。分为板式和梁板式两大类。前者板的厚度较大、构造简单；后者板厚度较小，但增加了双向梁，构造复杂。适用于地基承载力较差、荷载较大的房屋，如高层建筑。图8-17筏片基础目录下页上页8/9/2019308.2.2.4箱形基础由钢筋混凝土的底板、顶板和若干纵横墙组成的，形成空心箱体的整体结构，共同承受上部结构荷载。整体空间刚度大，对抵抗地基的不均匀沉降有利，可利用作地下室，适用于总荷载很大，浅层地质情况较差需要大幅度的深埋，并需设一层或多层地下室的高层或超高层建筑。图8-18箱形基础目录下页上页8/9/201931§8.3地下室的类型与构造8.3.1地下室的组成与分类8.3.1.1地下室的组成建筑物下部的地下使用空间称为地下室。地下室一般由墙体、顶板、底板、门窗、楼梯五大部分组成。右图为地下室采光井构造。目录下页上页8/9/2019328.3.1.2地下室的分类（1）按使用功能分①普通地下室②人防地下室（2）按顶板标高分①全半地下室②半地下室（3）按墙体结构材料分①砖墙地下室②混凝土墙地下室目录下页上页8/9/2019338.3.2地下室防潮构造当设计最高地下水位低于地下室地面垫层下皮标高时，上层又无形成滞水可能时，地下水不会直接侵入室内，外墙和地层仅受土壤中潮气的影响（如毛细水和地表水下渗而造成的无压水），只需做防潮处理。目录下页上页8/9/201934地下室外墙的防潮做法：如为砖墙，需用水泥砂浆砌筑，并做到灰缝饱满避免空隙。外墙面用1︰3水泥砂浆抹20mm厚，刷成品防水涂料两道。如浇筑混凝土墙，防潮效果更好。外墙外侧回填土做法：在防潮层外侧应回填不宜透水的土壤，如粘土、低比例灰土等，并分层夯实，以减轻地面水下渗对地下室外墙的渗透危害。这部分回填土的宽度应不小于500mm，其余的回填土可使用原地挖方土，以降低造价。底板的防潮做法：在灰土或三合土垫层上浇筑60～80mm厚的C15混凝土，然后再做地面面层。目录下页上页8/9/2019358.3.3地下室防水构造8.3.3.1外防水做法将防水层设置在地下室外墙的外侧，也称为外包法。先浇筑混凝土垫层，在垫层上粘贴卷材防水层（卷材层数视水压大小选定），在防水层上抹20～30m