第二章 地基与基础
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风景建筑构造
园林与旅游学院 主讲：黄涛 2009-11
第二章 地基与基础
• 第一节 地基与基础 • 第二节 地下室
第一节 地基与基础
• 1、地基 • 承受由基础传来荷载的土层叫地基。 • 地基与基础是密切相关的，俗话说万丈高
楼平地起，整个建筑物的全部荷载都通过 基础传给地基来承受，但地基承受荷载的 能力是有一定限度的。
• 地基每平方米所能承受的最大压 力，叫地基容许承载力（也叫地 耐力）。
• 当基础对地基的压力超过地基容 许承载力时，地基将出现较大的 沉降变形，甚至地基土层会滑动 挤出而破坏。为了保护建筑物的 稳定与安全，就要根据基底压应 力不超过地基容许承载力的原则， 适当扩大基础底面积。
• 所以，上部荷载越大，要求基础 的底面积就越大；或者说，地基 容许承载力越小，所需要的基底 面积就越大。
• 建筑物事故的发生，常与地基基础问题有关，而 地基基础事故一旦发生，就难以补救。从工程造 价上看，一般为四、五层的民用建筑，基础工程 的造价约占总价的10～20％左右，由此也可看出 地基与基础在建筑工程中的重要性。
• 最理想的建筑物基础是埋置浅、断面小、构造简 单、沉降量少且均匀，以加速施工，降低造价， 保证建筑物的安全和耐久。这些都与基础下的地 基情况有直接关系。
• 因此，基础设计对地基有如下要求：
• 1．建筑物的建造地址应尽可能选择在地基 情况好或较好的地段。
• 所谓好和较好地段是指地基土的地耐力较 高且分布均匀。
• 好和较好的土可分为岩石类、碎石类、砂 性土类和粘性土类，它们的地耐力都在 100kPa以上，最高可达4MPa。
• 2．地基的承载力要力求均匀，以保证在荷 载作用下沉降均匀不致失稳，否则极易引 起墙身开裂、倾斜甚至破坏。
• 3．地基应有较好的持力层和下卧层。地基在荷载 作用下产生应力(反力)和应变(变形)，其应力与应 变值随着深度的增加而减少，到一定深度时，应 力与应变值即可忽略不计。
• 直接与基础底接触且需要计算的土层叫做持力层， 持力层以下的土层叫做下卧层，它一般不需计算 但也必须有足够的强度和厚度。这些都是确定基 础底面积和埋置深度的主要依据。
• 4．尽可能采用天然地基
• 天然地基是指具有足够承载力的天然土层，可以 直接在天然土层上建造基础。
• 如果天然土层的承载力不能满足荷载要求，则不 能在这样的土层上直接建造基础，必须对这种土 层进行人工加固以提高它的承载力。
• 进行人工加固的地基叫做人工地基。人工地基较 天然地基费工费料，造价较高，只有在天然土层 承载力差、建筑总荷载大的情况下方宜采用。
• 人工地基的加工方法有三大类， • 即压实法、换土法和打桩法。
压实法
• 用重锤或压路机将较软弱的土层夯实或压 实，挤出土层颗粒间的空气、提高土的密 实度以增加土层的承载力。
• 这种作法不用材料，比较经济，适用于土 层承载力与设计要求相差不大的情况。
换土法
• 当地基土的局部或全部为软弱土，不宜用 压实法加固时(如淤泥、沼泽、杂填土、 孔洞等)，可将局部或全部软弱土清除， 换以好土，如粗砂、中砂、砂石料、灰土 等。
• 这种人工地基造价较压实法为高。
地基土层剖面示意
• 图中虚线表示软弱土的实际范围，挖方时 应在受力方面适当加宽加深，并挖至老土 层，且呈台阶壮。每级台阶高度不大干 500mm．退台长度不小于1000mm，然后 分层夯填好土。其原理是避免挖成陡坡锅 底状，以防造成应力集中导致局部不均匀 下沉。
• 更换的好土应就地取材，如填夯粘土、灰 土、水灌粗砂、中砂，虚填砂石混合料等。
• 尤应注意的是，局部换土的选土应与周围 土质接近，防止换土部位过硬或过软造成 沉降不匀。
打桩法
• 是在软弱土层中置入桩身，将建筑物建造 在桩上。所以也可称为桩基础。这种人工 地基适用于地基承载力较小，建筑物总荷 载较大的情况，但造价较高。
• 桩基的组成
• 桩基由桩身和承台梁(或板) 组成。桩基是按照设计的点 位将桩身置人土中的，在桩 的顶部灌筑钢筋混凝土承台 梁，承台梁上接柱或墙体。 以便将建筑荷载均匀地传递 到桩基上。
• 在寒冷地区，承台梁下应铺 设100mm左右厚的粗砂或焦 渣，以防止土壤冻涨引起承 台梁的反拱破坏。
2、基础
• 基础是房屋的重要组成部分，位于房屋的 最下部位，直接作用在土层上并埋入地下， 即是在墙体或柱下端做成放大部分的承重 结构，这个放大部分称为基础，由它来承 受房屋的全部荷载，并将荷载传给地基。
2.1 对基础的要求
• 1）基础是建筑物的重要组成部分，对建筑 的安全和寿命起重大作用，因而基础应具 有足够的强度和耐久性，以便有效地传递 荷载和保证使用年限。因为基础位于建筑 物的最底部位且埋于土中，很难观察、维 修、加固和更换，因而在选材方面应优先 使用石材、混凝土或粘土砖等坚固、抗水、 耐腐蚀、不易老化的材料。
• 2）基础属于隐蔽工程，也就是在进行下一 个工程项目和工序前已被掩埋，无法再行 检验。因此，在基础的施工过程中，必须 在标高、尺寸、材料、施工程序、施工方 法、养护期限、施工质量、交接手续等方 面严格把关，不留隐患，确保按设计图纸 和验收规范完成。
• 3）基础工程约占建筑总价的10—40％，降 低基础工程的投资是降低工程总投资的重 要一环。因此，在设计中应尽可能选择较 好土质的地段，尽量使用地方材料以节省 运输费用。处理地基时应提出若干方案供 论证选择，在保证工程质量和工期的同时 降低工程造价。
2.2 基础的材料
• 基础材料的选择是一个十分重要的问题， 因为它决定基础的强度、耐久性和造价。 常用的基础材料有砖、石、混凝土(包括毛 石混凝土)、钢筋混凝土、灰土等。
• 1）砖、石
• 就砖的强度和抗冻性来说，不能算是优良的基础 材料，但由于取材容易、价格低廉，所以在干燥 而温暖地区的中小型建筑较为常用，寒冷而又潮 湿的地区则不宜用。毛石的耐久性和抗冻性很高， 但毛石间的粘结依靠砂浆，结合力较低，毛石砌 体的强度并不太高，形状整齐的石料砌体虽然具 有较高的强度，但因造价高也很少使用。
园林与旅游学院 主讲：黄涛 2009-11
第二章 地基与基础
• 第一节 地基与基础 • 第二节 地下室
第一节 地基与基础
• 1、地基 • 承受由基础传来荷载的土层叫地基。 • 地基与基础是密切相关的，俗话说万丈高
楼平地起，整个建筑物的全部荷载都通过 基础传给地基来承受，但地基承受荷载的 能力是有一定限度的。
• 地基每平方米所能承受的最大压 力，叫地基容许承载力（也叫地 耐力）。
• 当基础对地基的压力超过地基容 许承载力时，地基将出现较大的 沉降变形，甚至地基土层会滑动 挤出而破坏。为了保护建筑物的 稳定与安全，就要根据基底压应 力不超过地基容许承载力的原则， 适当扩大基础底面积。
• 所以，上部荷载越大，要求基础 的底面积就越大；或者说，地基 容许承载力越小，所需要的基底 面积就越大。
• 建筑物事故的发生，常与地基基础问题有关，而 地基基础事故一旦发生，就难以补救。从工程造 价上看，一般为四、五层的民用建筑，基础工程 的造价约占总价的10～20％左右，由此也可看出 地基与基础在建筑工程中的重要性。
• 最理想的建筑物基础是埋置浅、断面小、构造简 单、沉降量少且均匀，以加速施工，降低造价， 保证建筑物的安全和耐久。这些都与基础下的地 基情况有直接关系。
• 因此，基础设计对地基有如下要求：
• 1．建筑物的建造地址应尽可能选择在地基 情况好或较好的地段。
• 所谓好和较好地段是指地基土的地耐力较 高且分布均匀。
• 好和较好的土可分为岩石类、碎石类、砂 性土类和粘性土类，它们的地耐力都在 100kPa以上，最高可达4MPa。
• 2．地基的承载力要力求均匀，以保证在荷 载作用下沉降均匀不致失稳，否则极易引 起墙身开裂、倾斜甚至破坏。
• 3．地基应有较好的持力层和下卧层。地基在荷载 作用下产生应力(反力)和应变(变形)，其应力与应 变值随着深度的增加而减少，到一定深度时，应 力与应变值即可忽略不计。
• 直接与基础底接触且需要计算的土层叫做持力层， 持力层以下的土层叫做下卧层，它一般不需计算 但也必须有足够的强度和厚度。这些都是确定基 础底面积和埋置深度的主要依据。
• 4．尽可能采用天然地基
• 天然地基是指具有足够承载力的天然土层，可以 直接在天然土层上建造基础。
• 如果天然土层的承载力不能满足荷载要求，则不 能在这样的土层上直接建造基础，必须对这种土 层进行人工加固以提高它的承载力。
• 进行人工加固的地基叫做人工地基。人工地基较 天然地基费工费料，造价较高，只有在天然土层 承载力差、建筑总荷载大的情况下方宜采用。
• 人工地基的加工方法有三大类， • 即压实法、换土法和打桩法。
压实法
• 用重锤或压路机将较软弱的土层夯实或压 实，挤出土层颗粒间的空气、提高土的密 实度以增加土层的承载力。
• 这种作法不用材料，比较经济，适用于土 层承载力与设计要求相差不大的情况。
换土法
• 当地基土的局部或全部为软弱土，不宜用 压实法加固时(如淤泥、沼泽、杂填土、 孔洞等)，可将局部或全部软弱土清除， 换以好土，如粗砂、中砂、砂石料、灰土 等。
• 这种人工地基造价较压实法为高。
地基土层剖面示意
• 图中虚线表示软弱土的实际范围，挖方时 应在受力方面适当加宽加深，并挖至老土 层，且呈台阶壮。每级台阶高度不大干 500mm．退台长度不小于1000mm，然后 分层夯填好土。其原理是避免挖成陡坡锅 底状，以防造成应力集中导致局部不均匀 下沉。
• 更换的好土应就地取材，如填夯粘土、灰 土、水灌粗砂、中砂，虚填砂石混合料等。
• 尤应注意的是，局部换土的选土应与周围 土质接近，防止换土部位过硬或过软造成 沉降不匀。
打桩法
• 是在软弱土层中置入桩身，将建筑物建造 在桩上。所以也可称为桩基础。这种人工 地基适用于地基承载力较小，建筑物总荷 载较大的情况，但造价较高。
• 桩基的组成
• 桩基由桩身和承台梁(或板) 组成。桩基是按照设计的点 位将桩身置人土中的，在桩 的顶部灌筑钢筋混凝土承台 梁，承台梁上接柱或墙体。 以便将建筑荷载均匀地传递 到桩基上。
• 在寒冷地区，承台梁下应铺 设100mm左右厚的粗砂或焦 渣，以防止土壤冻涨引起承 台梁的反拱破坏。
2、基础
• 基础是房屋的重要组成部分，位于房屋的 最下部位，直接作用在土层上并埋入地下， 即是在墙体或柱下端做成放大部分的承重 结构，这个放大部分称为基础，由它来承 受房屋的全部荷载，并将荷载传给地基。
2.1 对基础的要求
• 1）基础是建筑物的重要组成部分，对建筑 的安全和寿命起重大作用，因而基础应具 有足够的强度和耐久性，以便有效地传递 荷载和保证使用年限。因为基础位于建筑 物的最底部位且埋于土中，很难观察、维 修、加固和更换，因而在选材方面应优先 使用石材、混凝土或粘土砖等坚固、抗水、 耐腐蚀、不易老化的材料。
• 2）基础属于隐蔽工程，也就是在进行下一 个工程项目和工序前已被掩埋，无法再行 检验。因此，在基础的施工过程中，必须 在标高、尺寸、材料、施工程序、施工方 法、养护期限、施工质量、交接手续等方 面严格把关，不留隐患，确保按设计图纸 和验收规范完成。
• 3）基础工程约占建筑总价的10—40％，降 低基础工程的投资是降低工程总投资的重 要一环。因此，在设计中应尽可能选择较 好土质的地段，尽量使用地方材料以节省 运输费用。处理地基时应提出若干方案供 论证选择，在保证工程质量和工期的同时 降低工程造价。
2.2 基础的材料
• 基础材料的选择是一个十分重要的问题， 因为它决定基础的强度、耐久性和造价。 常用的基础材料有砖、石、混凝土(包括毛 石混凝土)、钢筋混凝土、灰土等。
• 1）砖、石
• 就砖的强度和抗冻性来说，不能算是优良的基础 材料，但由于取材容易、价格低廉，所以在干燥 而温暖地区的中小型建筑较为常用，寒冷而又潮 湿的地区则不宜用。毛石的耐久性和抗冻性很高， 但毛石间的粘结依靠砂浆，结合力较低，毛石砌 体的强度并不太高，形状整齐的石料砌体虽然具 有较高的强度，但因造价高也很少使用。