第6 章 基础和地下室

第6 章基础和地下室

☐【教学目标与要求】

☐掌握地基与基础的概念、作用及设计要求，了解人工加固地基的方法

☐掌握基础埋深的概念及影响基础埋深的因素

☐掌握基础的分类，熟悉基础的构造形式

☐掌握地下室的防潮、防水的原则、防水材料和构造方法

§6.1概述

6.1.1基础和地基的基本概念

在建筑工程中，建筑物与土层直接接

触的部分称为基础，支承建筑物重量

的土层称为地基。基础是建筑物的组

成部分，它承受着建筑物的全部荷

载，并将其传给地基。而地基则不是

建筑物的组成部分，它只是承受建筑

物荷载的土壤层。其中，具有一定的

地耐力，直接支承基础，持有一定承

载能力的土层称为持力层；持力层以

下的土层称为下卧层。地基土层在荷

载作用下产生的变形，随着土层深度

的增加而减少，到了一定深度则可忽

略不计，如图所示。

6.1.2基础的作用和地基土的分类

☐基础是建筑物的主要承重构件，处在建筑物地面以下，属于隐蔽工程。基础质量的好坏，关系着建筑物的安全问题。建筑设计中合理地选择基础极为重要。

☐地基按土层性质不同，分为天然地基和人工地基两大类。

6.1.3地基与基础的设计要求

☐1．基础应具有足够的强度和耐久性

☐基础处于建筑物的底部，是建筑物的重要组成部分，对建筑物的安全起着根本性作用，因此基础本身应具有足够的强度和刚度来支承和传递整个建筑物的荷载。

☐基础是埋在地下的隐蔽工程，建成后检查和维修困难，所以在选择基础材料和构造形式时，应考虑其耐久性与上部结构相适应。

☐2．地基应具有足够的强度和均匀程度

☐地基直接支承着整个建筑。对建筑物的安全使用起着保证作用，因此地基应具有足够的强度和均匀程度。建筑物应尽量选择地基承载力较高而且均匀的地段，如岩石、碎石等。

☐地基土质应均匀，否则基础处理不当，会使建筑物发生不均匀沉降，引起墙体开裂，甚至影响建筑物的正常使用。

☐3．造价经济

☐基础工程约占建筑总造价的10％～40％，因此选择土质好的地段，降低地基处理的费用，可以减少建筑的总投资。需要特殊处理的地基，也要尽量选用地方材料及合理的构造形式。

§6.2 基础的埋置深度

☐6.2.1基础的埋置深度

室外设计地面至基础底面的垂直距离称为基础的埋置深度，简称基础的埋深，如图6.2所示。基础有深基础、浅基础和不埋基础之分。基础埋深大于基础宽度、设计考虑侧切力、施工需特殊机械施工的基础称为深基础，一般埋深大于或等于4m，如桩基、地下连续墙基础等；埋深小于4m的称为浅基础；当基础直接做在地表面上的称为不埋基础。在保证安全使用的前提下，应优先选用浅基础，可降低工程造价。但当基础埋深过小时，有可能在地基受到压力后，会把基础四周的土挤出，使基础产生滑移而失去稳定，同时易受到自然因素的侵蚀和影响，使基础破坏，所以，基础的埋置需要一个适当的深度，既保证建筑物的坚固安全，又节约基础的用材，并加快施工速度。根据实践证明，在没有其他因素影响的条件下，除岩石地基外，基础的埋置深度不宜小于0. 5m.。

☐6.2.2影响基础埋深的因素

☐1.建筑物上部荷载的大小和建筑物的性质及用途

当建筑物设置地下室、设备基础或地下设施时，基础埋深应满足其使用要求。高层建筑筏形和箱形基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的1／15；桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的1／18～l／20。位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋深应满足抗滑要求。

☐2.工程地质条件

基础应建造在坚实可靠的地基上，基础底面应尽量选在常年未经扰动而且坚实平坦的土层或岩石上，基础埋深与地质构造密切相关，在选择埋深时应根据建筑物的大小、特点、体型、刚度、地基土的特性、土层分布等情况区别对待。

☐3．地下水位的影响

地下水对某些土层的承载力有很大影响。如粘性土在地下水上升时，将因含水量增加而膨胀，使土的强度下降；当地下水位下降时，使土粒直接的接触压力增加，基础产生下沉。为了避免地下水位变化直接影响地基承载力，同时防止地下水对基础施工带来麻烦和有侵蚀性的地下水对基础的腐蚀，一般应尽量将基础埋置在地下常年水位和最高水位之上，这样可不需进行特殊防水处理，节省造价，还可防止或减轻地基土层的冻胀，如图6.4（a）所示。当地下水位较高，基础不能埋置在地下水位以上时，应采取地基土在施工时不受扰动的措施，宜将基础底面埋置在最低地下水位以下不小于200 mm处，如图 6.4（b）所示。

☐4.地基土壤冻胀深度的影响

当建筑物基础处在粉砂、粉土和粘性土等具有冻胀现象的土层范围内时，冬季土的冻胀会把房屋向上拱起；到了春季气温回升，土层解冻，基础又下沉，使房屋处于不稳定状态。由于

土中冰融化情况不均匀，会使建筑物产生严重的变形，如墙身开裂、门窗倾斜，甚至使建筑物遭到严重破坏。因此，一般要求将基础埋置在冰冻线以下200 mm 处。

☐5．相邻建筑物基础的影响

在原有建筑物附近建造房屋，为保证原有建筑物的安全和正常使用，新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑物的基础。当新建建筑物基础埋深大于原有建筑基础时，两基础间应保持一定净距，其数值应根据原有建筑荷载大小，基础形式和土质情况确定。当上述要求不能满足时，应采取分段施工，设临时加固支撑、打板桩、地下连续墙等施工措施，或加固原有建筑物地基。

§6. 3 基础的类型

6.3.1按材料及受力特点分类

☐1.无筋扩展基础

由刚性材料制作的基础称无筋扩展基础也称刚性基础。刚性材料是指抗压强度高，而抗拉、抗剪强度低的材料。在常用材料中，砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土、三合土等均属刚性材料。所以砖、石砌体基础、混凝土基础称无筋扩展基础或刚性基础。

根据试验得知，上部结构(墙或柱)在基础中传递压力是沿一定角度分布的，这个传力角度称压力分布角，或称刚性角，以表示，如图6.7（a）所示。刚性基础底面宽度的增大要受到刚性角的限制。

不同材料基础的刚性角是不同的，通常砖、石基础的刚性角控制在(1：1.25)~(1：1. 50) (26o~33o) 以内，混凝土基础刚性角控制在1：1（45o）以内。

☐2.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条形基础。

当建筑物的荷载较大而地基承载能力较小时，基础底面B必须加宽，如果仍采用混凝土材料做基础，势必加大基础的深度，这样，既增加了挖土工作量，而且还使材料用量增加，对工期和造价都十分不利，很不经济。如图6.8(a)所示。如果在混凝土基础的底部配以钢筋，利用钢筋来承受拉应力，使基础底部能够承受较大的弯矩，这时，基础宽度的加大不受刚性角的限制，故称钢筋混凝土基础为扩展基础也称非刚性基础或柔性基础。

为了保证钢筋混凝土基础施工时，钢筋不致陷入泥土中，常须在基础与地基之间设置混凝土垫层。如图6.8(b)所示。垫层的厚度不宜小于７０mm，垫层混凝土强度等级应为Ｃ１０，基础混凝土强度等级不应低于Ｃ２０。

6.3.2按构造型式分类

基础构造型式的确定随建筑物上部结构形式、荷载大小及地基土质情况而定。在一般情况下，上部结构形式直接影响基础的型式，但当上部荷载增大，且地基承载能力有变化时，基础型式也随之变化。常见基础有以下几种：

☐1.条形基础

☐A．墙下条形基础 B.柱下条形基础