2_基础的类型和构造

2基础的类型和构造2.1概述2.2浅基础的类型和构造2.3深基础本章小结2.1概述基础是建筑物的墙或埋入地下的扩大部分。基础承担着建筑物上部的自重荷载，使用荷载、风荷载和地震力等的作用，并将其传至地基。基础分类浅基础:埋深小于5m，或者埋深大于5m，但是小于基础宽度。采用基坑法施工深基础:埋深大于5m，且一般采用特殊方法施工。深浅结合基础：桩＋筏基组成的联合基础两侧（四周）的摩阻力忽略不计。所以不是简单的深浅概念。2.2浅基础的类型和构造按照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002，浅基础分为以下五类：无筋扩展基础高层结构筏形基础柱下钢筋混凝土条形基础钢筋混凝土扩展基础岩石锚杆基础及其他形式的基础（包括箱型和筏形）2.2.1无筋扩展基础（刚性基础）无筋扩展基础是指用砖、石、混凝土、灰土、三合土等材料组成的，且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。这种基础的特点是抗压性能好，整体性、抗拉、抗弯、抗剪性能差。它适用于地基坚实、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。为保证在基础内的拉应力、剪应力不超过基础的容许抗拉、抗剪强度，一般通过构造上加以限制。无筋扩展基础的截面形式有矩形、阶梯形、锥形等。H0≥（b-b0）/（2tanα）式中：b—基础底面宽度；b0—基础顶面的墙体宽度或柱脚宽度；H0—基础高度；tanα—基础台阶宽高比b2:H0，其允许值可按下表选用。无筋扩展基础构造无筋扩展基础构造示意图d—柱中纵向钢筋直径无筋扩展基础台阶宽高比的允许基础材料质量要求台阶宽高比的允许值Pk≤100100k≤200100k≤200200k≤300混凝土基础C15混凝土1:1.001:1.001:1.25毛石混凝土基础C15混凝土1:1.001:1.251:1.50砖基础砖不低于MU10、砂浆不低于M51:1.501:1.501:1.50毛石基础砂浆不低于M51:1.251:1.50—灰土基础体积比为3:7或2:8的灰土，其最小干密度：粉土为1.55t/m3；粉质粘土为1.50t/m3；粘土为1.45t/m3。1:1.251:1.50—三合土基础体积比比1:2:4～1:3:6（石灰:砂:骨料），每层约虚铺220mm，夯至150mm。1:1.501:1.20—注：①Pk为荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值（kPa）；②阶梯形毛石基础的每阶伸出宽度，不宜大于200mm；③当基础由不同材料叠合组成时，应对接触部分作抗压验算；④基础底面处的平均压力值超过300kPa的混凝土基础，尚应进行抗剪验算。用于基础的砖，其强度等级应在MU7.5以上，砂浆强度等级一般应不低于M5。基础墙的下部要做成阶梯形，如图所示。这种逐级放大的台阶形式习惯上称之为大放脚，其具体砌法有两皮一收（图a）和二一间隔收（图b）两种。1.砖基础（a）两皮一收（b）二、一间隔收采用不小于M5砂浆砌筑,其断面多为阶梯型。基础墙的顶部要比墙或柱身每侧各宽100mm以上,基础墙的厚度和每个台阶的高度不应该小于400mm,每个台阶挑出宽度不应大于200mm。2.毛石基础毛石基础构造示意图（a）立体图（b）剖面图也称为素混凝土基础，它具有整体性好、强度高、耐水等优点。（b）锥形截面3.混凝土基础和毛石混凝凝土基础（a）矩形截面混凝土基础构造示意图4.灰土基础灰土基础是用一定比例的石灰与粘土，在最佳含水量情况下，充分拌合，分层铺设夯实或压实而成的基础。基础构造形式参见下图。石灰与土的比例一般为2：8或3：7。施工时每层虚铺厚度220mm，夯至150mm，称为“一步灰土”，一般可铺二至三步，即厚度为300mm或450mm。三合土基础厚度不应小于300mm，条形基础的灰土垫层宽度不小于600mm，独立基础的宽度不小于700mm。灰土基础有一定的强度、水稳性和抗渗性且施工工艺简单，取材容易，费用较低。在我国华北和西北地区，广泛用于4层及四层以下的民用建筑。灰土基础一般适用于地下水位较低，基槽经常处于干燥状态的基础。灰土基础构造图5.三合土基础三合土基础是由石灰、砂和骨料（矿渣、碎砖或碎石）按体积1：2：4或1：3：6加水搅拌后铺设夯实而成，在我国南方地区常用。基础构造形式如图所示。三合土基础构造图2.2.2钢筋混凝土扩展基础（柔性基础）钢筋混凝土扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础，具有结构强度高、抗冻性好耐久性高等优点。这类基础常用于荷载较大或地基土质软弱的情况。1、柱下钢筋混凝土独立基础:柱下或墙下（土质较好）锥形阶梯形杯形（预制柱）独立基础示意图（1）现浇柱锥形基础现浇柱锥形基础构造图锥形基础的构造形式如上图所示。基础下面通常设有低强度等级（C7.5-C10）素混凝土垫层厚度为100mm，基础边缘的高度不宜小于200mm。当基础高度在900mm以内时，插筋应伸至基础底部的钢筋网，并在端部做成直弯钩；当基础高度较大时，位于柱子四角的钢筋应伸至底部，其余的插筋只须深入基础达到锚固长度即可。插筋长度范围内均应设置箍筋。基础混凝土强度等级不低于C15。受力钢筋直径不应小于φ8mm，间距不宜大于200mm。当有垫层时，钢筋保护层厚度不宜小于35mm，无垫层时不宜小于70mm。基础顶面每边从柱子边缘放出不小于50mm，以便柱子支模。（2）现浇柱阶梯形基础现浇柱阶梯形基础构造图阶梯形基础的构造如上图所示。基础的每一个台阶一般为300~500mm。基础高度h≤350mm时，用一阶；当350mm＜h≤900mm时，用二阶；当h＞900mm时，用三阶。阶梯尺寸宜用整数，一般在水平及垂直方向均用50mm的倍数。其他构造要求与锥形基础相同。（3）预制柱杯形基础（a）刚接杯形基础（b）铰接杯形基础杯壁上口配筋示意双杯口基础构造图高杯口基础构造图钢柱下基础构造图2、墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础构造图无肋式有肋式墙下条形基础底板受力钢筋布置示意图（a）宽度大于2.5m；（b）T形及十字形交接处；（c）L形拐角处3、柱下钢筋混凝土条形基础条形基础一般是土质差柱下条形基础底板受力钢筋布置示意图现浇柱与条形基础交接处构造（a）柱宽小于600mm；（b）柱宽大于或等于600mm4、柱下钢筋混凝土十字交叉条形基础（条形基础的变种）柱下:土质差,或荷载很大,四面单独基础相互相连5、钢筋混凝土筏形基础柱下（土质更差,单独基础联成整体）,特殊要求：荷载、防渗—游泳馆平板式、梁板式：筏下可以有肋,板下地基土有时需要处理筏形基础当地质条件差、上部荷载大时，可将部分或整个建筑范围的基础连在一起，其形式犹如倒置的楼板，又似筏子，故称为筏板基础，又称满堂基础。筏板基础根据是否有梁可分为平板式和梁板式两种，如图所示。筏板基础适用于地基土质软弱又不均匀、有地下水或当柱子和承重墙传来的荷载很大的情况。筏形基础构造（a）平板式；（b）梁板式筏板基础的构造要求有：（1）强度等级筏板基础的混凝土强度等级不应低于C30。当有地下室时应采用防水混凝土，防水混凝土的抗渗等级应根据地下水的最大水头与防渗混凝土厚度的比值，按现行《地下工程防水技术规范》GB50108选用，但不应小于0.6MPa。必要时宜设架空排水层。（2）墙体采用筏板基础的地下室，应沿地下室四周布置钢筋混凝土外墙，外墙厚度不应小于250mm，内墙厚度不应小于200mm。墙的截面设计除满足承载力要求外，尚应考虑变形、抗裂及防渗等要求。墙体内应设置双面钢筋，竖向和水平钢筋的直径不应小于12mm，间距不应大于300mm。（3）板厚筏基底板的厚度均应满足受冲切承载力、受剪切承载力的要求。对12层以上建筑的梁板式筏基的板厚不宜小于400mm，且板厚与最大双向板格的短边之比不小于1/20。（4）柱（墙）与基础梁的连接地下室底层柱、剪力墙至梁板式筏基的基础梁边缘的距离不应小于50mm，构造示例如图5.10。1）当交叉基础梁的宽度小于柱截面的边长时，交叉基础梁连接处应设置八字角，柱角和八字角之间的净距不宜小于50mm，见图（a）。2）单向基础梁与柱的连接，可按图（b）、（c）采用；3）基础梁与剪力墙的连接，可按图（d）采用；（a）地下室底层柱或剪力墙与基础梁连接的构造要求（b）（c）（d）（5）施工缝筏板与地下室外墙的接缝、地下室外墙沿高度处的水平接缝应严格按施工缝要求采取措施，必要时可设通长止水带。（6）裙房高层建筑筏形基础与裙房之间的构造应符合下列要求：1）当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时，高层建筑的基础埋深应大于裙房基础的埋深至少2m。当不满足要求时必须采取有效措施。沉降缝地面以下的空间应用粗砂填实。2）当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝时，宜在裙房一侧设置后浇带。后浇带的位置宜设在距主楼边柱的第二跨内。后浇带混凝土宜根据实测沉降值并计算后期沉降差能满足设计要求后方可进行浇注。3）当高层建筑与相连的裙房之间不允许设置沉降缝和后浇带时，应进行地基变形验算。验算时需考虑地基变形对结构的影响并采取相应的有效措施。（7）墙外回填土筏板基础地下室施工完毕后，应及时进行基坑回填工作。回填基坑时，必须先清除基坑中的杂物，在相对的两侧或四周同时回填并分层夯实。高层建筑与裙房间的沉降缝处理不埋板式基础构造（a）示意式；（b）剖面6、钢筋混凝土箱形基础由底板、墙和顶板形成箱，整体性更好底板外墙内墙7、壳体基础发挥抗压性能好特点适用于工业与民用建筑的柱基础和筒形构筑物基础。8、岩石锚杆基础岩石锚杆基础直接建在基岩上的柱基，以及承受拉力或水平力较大的建筑物、构筑物基础。2.3深基础深基础的类型墩基础桩基础地下连续墙沉井基础沉箱基础2.3.1桩基础2．种类2）按材料分：1．组成：若干根桩、承台（承台梁）1）按受力性质分：摩擦桩端承桩抗拔（浮）桩钢、混凝土、钢筋混凝土、钢管混凝土…3）按形状分：方、圆、多边、管4）按制作方法分：预制桩、灌注桩2.3.2沉井基础沉井基础是一个用混凝土（或钢筋混凝土）做成的井筒状结构物。施工中的优点：占地面积小、不需要支撑，结构挖土量少，相邻建筑物影响较小，操作方便且不需要特殊的设备。沉井多用于桥梁墩台基础、取水构筑物、污水泵站、大型设备基础、地下车道与车站。沉井的构造沉井主要由刃脚、井壁、隔墙或竖向框架、底板组成。沉井基础构造沉井刃角构造2.3.3墩基础墩基础具有较高的承载力，在较密实的地基中打桩会很困难而做墩基础则较容易施工。墩的类型较多，可根据墩的受力、墩的体型及施工方法分类墩作为深基础，主要用于承受上部结构传来的竖向压力和水平压力，按照受力可分为摩擦墩和端承墩两类。墩按受力情况分类示意图（a）摩擦墩；（b）端承墩；（c）水平受力墩（c）墩体形状一般为圆形，墩基础按竖向断面分类见下图。（a）柱形墩；（b）锥形墩；（c）齿形墩按有无护壁分类（a）无护壁墩；（b）~（d）有护壁墩按钢材布置位置分类（a）钢筋混凝土墩；（b）钢套筒墩；（c）钢核墩按墩底型式分类（a）直底墩；（b）扩底墩；（c）嵌岩墩本章小结本章对常见基础的类型及构造作了介绍，包括无筋扩展基础、柱下钢筋混凝土基础、高层结构筏形基础、岩石锚杆基础及其他形式的基础（包括箱形基础、壳体基础等）。重点介绍常见各种基础的概念、特点、一般构造要求及使用范围，需要说明的是，建筑工程的施工原则是照图施工，所以在施工过程中应严格按照图纸组织施工