一、地基與基礎(chǔ)的概念
地基:承受由基礎(chǔ)傳下來(lái)荷載的土體或巖體。地基承受建筑物荷載而產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變是隨著土層深度的增加而減小,在達(dá)到一定的深度以后就可以忽略不計(jì)。
基礎(chǔ):建筑物地面以下的承重構(gòu)件。它承受建筑物上部結(jié)構(gòu)傳下來(lái)的荷載,并把這些荷載連同本身的自重一起傳給地基。
持力層:直接承受建筑荷載的土層。持力層以下的土層為下臥層。
基礎(chǔ)埋深:由室外地坪至基礎(chǔ)底皮的高度尺寸。基礎(chǔ)埋深由勘測(cè)部門根據(jù)地基情況決定。
二、地基與基礎(chǔ)的關(guān)系
為保證建筑物的安全和正常使用,必須要求基礎(chǔ)和地基都有足夠的強(qiáng)度與穩(wěn)定性;A(chǔ)是建筑物的組成部分,它承受建筑物的上部荷載,并將這些荷載傳給地基,地基不是建筑物的組成部分;A(chǔ)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性既取決于基礎(chǔ)的材料、形狀與底面積的大小以及施工的質(zhì)量等因素,還與地基的性質(zhì)有著密切的關(guān)系。地基的強(qiáng)度應(yīng)滿足承載力的要求,如果天然地基不能滿足要求,應(yīng)考慮采用人工地基;地基的變形應(yīng)有均勻的壓縮量,以保證有均勻的下沉。若地基下沉不均勻時(shí),建筑物上部會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂變形;地基的穩(wěn)定性要有防止產(chǎn)生滑坡、傾斜方面的能力,必要時(shí)(特別是較大的高度差時(shí))應(yīng)加設(shè)擋土墻,以防止滑坡變形的出現(xiàn)。
三、基礎(chǔ)類型
從基礎(chǔ)的材料及受力來(lái)劃分,可分為剛性基礎(chǔ)(指用磚、灰土、混凝土、三合土等抗壓強(qiáng)度大、而抗拉強(qiáng)度小的剛性材料做成的基礎(chǔ))、柔性基礎(chǔ)(指用鋼筋混凝土制成的抗壓、抗拉強(qiáng)度均較大的基礎(chǔ))。從基礎(chǔ)的構(gòu)造型式,可分為條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等。下面介紹幾種常用基礎(chǔ)的構(gòu)造特點(diǎn)。
(一)剛性基礎(chǔ)
由于剛性材料的特點(diǎn),這種基礎(chǔ)只適合于受壓而不適合承受彎矩、拉拉力和剪力,因此基礎(chǔ)剖面尺寸必須滿足剛性條件的要求。一般磚混結(jié)構(gòu)房屋的基礎(chǔ)常采用剛性基礎(chǔ)。
1.磚基礎(chǔ)
用做基礎(chǔ)的磚,可采用頁(yè)巖燒結(jié)磚,其強(qiáng)度等級(jí)一般在MU10以上,砂漿強(qiáng)度等級(jí)一般不低于M5.基礎(chǔ)墻的下部要做成階梯形,以使上部的荷載能均勻地傳到地基上。階梯放大的部分一般叫做“大放腳”。磚基礎(chǔ)施工簡(jiǎn)便,適應(yīng)面廣。為了節(jié)省“大放腳”的材料,可在磚基礎(chǔ)下部做灰土墊層。
2.毛石基礎(chǔ)
一般采用未經(jīng)雕琢成形的石塊,不小于M5砂漿砌筑。毛石形狀不規(guī)則,一般應(yīng)搭板滿槽砌筑。毛石基礎(chǔ)厚度和臺(tái)階高度均不小于100mm,當(dāng)臺(tái)階多于兩階時(shí),每個(gè)臺(tái)階伸出寬度不宜大于150mm.為便于砌筑上部磚墻,可在毛石基礎(chǔ)的頂面澆鋪一層60mm厚、C10的混凝土找平層。毛石基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)是可以就地取材,但整體性欠佳,故有震動(dòng)的房屋很少采用。
3.毛石混凝土基礎(chǔ)
為了節(jié)約水泥用量,對(duì)于體積較大的混凝土基礎(chǔ),可以在澆筑混凝土?xí)r加入20%~30%的毛石,這種基礎(chǔ)叫毛石混凝土基礎(chǔ)。毛石的尺寸不宜超過(guò)300mm.當(dāng)基礎(chǔ)埋深較大時(shí),也可用毛石混凝土作成臺(tái)階形,每階寬度不應(yīng)小于400mm.如果地下水對(duì)普通水泥有侵蝕作用時(shí),應(yīng)采用礦渣水泥或火山灰水泥拌制混凝土。
(二)柔性基礎(chǔ)
柔性基礎(chǔ)一般指鋼筋混凝土基礎(chǔ)。這種基礎(chǔ)的做法需在基礎(chǔ)底板下均勻澆筑一層素混凝土墊層,目的是保證基礎(chǔ)鋼筋和地基之間有足夠的距離,以免鋼筋銹蝕,而且還可以作為綁扎鋼筋的工作面。墊層一般采用C10素混凝土,厚度100mm,墊層常伸出基礎(chǔ)邊界100mm.
鋼筋混凝土基礎(chǔ)由底板及基礎(chǔ)墻(柱)組成,F(xiàn)澆底板是鋼筋混凝土的主要受力結(jié)構(gòu),其厚度和配筋數(shù)量均由計(jì)算確定;A(chǔ)底板的外形一般有錐形和階梯形兩種。錐形基礎(chǔ)可節(jié)約混凝土,但澆筑時(shí)不如階梯形方便。鋼筋混凝土基礎(chǔ)應(yīng)有一定的高度,以增加基礎(chǔ)承受基礎(chǔ)墻(柱)傳來(lái)上部荷載所形成的一種沖切力,并節(jié)省鋼筋用量。鋼筋混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)與柱子一起澆筑,也可以作成杯口形,將預(yù)制柱插入。條形基礎(chǔ)的受力鋼筋僅在平行于槽寬方向放置;獨(dú)立基礎(chǔ)的受力鋼筋應(yīng)在兩個(gè)方向垂直放置。
四、基礎(chǔ)埋深
從室外地坪至基礎(chǔ)底面的垂直距離即基礎(chǔ)的埋深。埋深大于4m的稱為深基礎(chǔ),小于4m的稱為淺基礎(chǔ);A(chǔ)埋深主要受下列因素影響:
(一)建筑物的特點(diǎn)
高層建筑的基礎(chǔ)埋深是地上建筑物總高的1/10左右,而多層建筑則依據(jù)地下水位及凍土深度來(lái)確定埋深尺寸。
(二)地基土的好壞
土質(zhì)好的,承載力高的土層可以淺埋,土質(zhì)差、承載力低的土層則應(yīng)該深埋。
(三)地下水位
土壤中地下水含量的多少對(duì)承載力的影響很大。一般應(yīng)盡量將基礎(chǔ)放在地下水位之上。這樣做的好處是可以避免施工時(shí)排水,還可以防止或減輕地基土的凍脹。
(四)凍結(jié)深度
土層的凍結(jié)深度由各地氣候條件決定,如北京地區(qū)為0.8m~1m,沈陽(yáng)則為2m.建筑物的基礎(chǔ)若放在凍脹土上,凍脹時(shí)會(huì)把房屋拱起,產(chǎn)生變形。解凍時(shí),又會(huì)產(chǎn)生陷落。一般應(yīng)將基礎(chǔ)的墊層部分放在凍結(jié)深度以下。
(五)相鄰房屋或建筑物基礎(chǔ)
當(dāng)新建房屋的基礎(chǔ)埋深小于或等于原有房屋的基礎(chǔ)埋深時(shí),可不考慮相互影響。若新建房屋的基礎(chǔ)埋深大于原有房屋的基礎(chǔ)埋深時(shí),應(yīng)考慮相互影響。
五、地下室
(一)地下室的分類
1.按使用性質(zhì)可分為普通地下室和人防地下室
普通地下室一般按地下樓層進(jìn)行設(shè)計(jì);人防地下室是有人民防空要求的地下空間。人防地下室應(yīng)妥善解決緊急狀態(tài)下的人員隱蔽與疏散,應(yīng)有保證人身安全的技術(shù)措施,按其重要性分為六級(jí):
(1)一級(jí)人防:指中央一級(jí)的人防工事;
(2)二級(jí)人防:指省、直轄市一級(jí)的人防工事;
(3)三級(jí)人防:指縣、區(qū)一級(jí)及重要的通訊樞紐一級(jí)的人防工事;
(4)四級(jí)人防:指醫(yī)院、救護(hù)站及重要的工業(yè)企業(yè)的人防工事;
(5)五級(jí)人防:指普通建筑物下部的人員掩蔽工事;
(6)六級(jí)人防:指抗力為0.05MPa(約5t/㎡)的人員掩蔽和物品貯存的人防工事。
2.按埋入地下深度可分為全地下室和半地下室
全地下室是指地下室地平面低于室外地坪面的高度超過(guò)該房間凈高1/2者;半地下室是指地下室地平面低于室外地坪面高度超過(guò)該房間凈高1/3,且不超過(guò)1/2者。
(二)地下室的防潮與防水構(gòu)造
地下室的防潮、防水做法取決于地下室地坪與地下水位的關(guān)系。當(dāng)設(shè)計(jì)最高地下水位低于地下室底板300mm~500mm,且地基范圍內(nèi)的土壤及回填土無(wú)形成上層滯水可能時(shí),采用防潮做法,如圖2-1-3所示;當(dāng)設(shè)計(jì)最高地下水位高于地下室底板標(biāo)高時(shí),應(yīng)采用防水做法。圖2-1-4所示為柔性防水構(gòu)造做法,圖2-1-5所示為剛性防水構(gòu)造做法。
1.防潮做法
一般僅考慮防止土壤毛細(xì)管水,地面水下滲而成的無(wú)壓水滲透;如為混凝土結(jié)構(gòu),即可起到自防潮作用,不必再作防潮處理;如為磚砌體結(jié)構(gòu),墻體應(yīng)采用水泥砂漿砌筑,防潮層可抹防水砂漿,一般做在墻身外側(cè)面,應(yīng)同墻基水平防潮層相連接。
2.防水做法
當(dāng)設(shè)計(jì)最高地下水位高于地下室地坪時(shí),地下室外墻承受地下水的側(cè)壓力,地坪受到地下水的浮力影響,此時(shí)應(yīng)考慮對(duì)地下室外墻作垂直防水和對(duì)地坪作水平防水處理。具體可采用防水混凝土、卷材防水、涂料防水以及水泥砂漿防水等。