浅基础(明挖基础)ppt课件.ppt
第七章 天然地基上的浅基础（明挖基础）,土力学与基础工程,第二篇 基础工程,成 都 铁 路 工 程 学 校 李 光 涛,本章学习目标,地基与基础的基本概念，基础的埋深及其影响因素，基础的类型与构造等,本章学习重点,基础的类型与构造,本 章 内 容,7.1 地基与基础概述7.2 基础的类型和构造,基础是建筑物上部承重结构向下的延伸和扩大，它承受建筑物的全部荷载，并把这些荷载连同本身的重力一起传到地基上。 地基不是建筑物的组成部分，它只是承受由基础传来荷载的土层。其中，具有一定的地耐力，直接承受建筑荷载，并需进行力学计算的土层称为持力层，持力层以下的土层称为下卧层（图7.1示）。,7.1 地基与基础概述,7.1.1 地基与基础,图7.1 基础与地基,基础的作用及构造要求,作用基础是建筑物最下部分的承重构件，它承受着建筑物的全部荷载，并把这些荷载传承给地基。构造要求具有足够的承载能力、刚度、耐水、耐腐蚀、耐冰冻，防止不均匀沉降和延长使用寿命。,图片示例,加拿大特朗斯谷仓,该谷仓平面呈矩形，南北向长59.44m，东西向宽23.47m，高31.00m，容积36368立方米，容仓为圆筒仓，每排13个圆仓，5排共计65个圆筒仓。谷仓基础为钢筋混凝土筏板基础，厚度61cm，埋深3.66m。谷仓于1911年动工，1913年完工，空仓自重20000T，相当于装满谷物后满载总重量的42.5%。1913年9月装谷物，10月17日当谷仓已装了31822谷物时，发现1小时内竖向沉降达30.5cm，结构物向西倾斜，并在24小时内谷仓倾斜，倾斜度离垂线达2653，谷仓西端下沉7.32m，东端上抬1.52m，上部钢筋混凝土筒仓坚如磐石。谷仓地基土事先未进行调查研究，据邻近结构物基槽开挖试验结果，计算地基承载力为352kPa，应用到此谷仓。1952年经勘察试验与计算，谷仓地基实际承载力为（193.8-276.6）kPa，远小于谷仓破坏时发生的压力329.4kPa，因此，谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。 事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用388个50t千斤顶以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来，但其位置比原来降低了米。,地基重要性实例,意大利比萨斜塔,这是举世闻名的建筑物倾斜的典型实例。 该塔自1173年9月8日动工，至1178年在建至第4层中部，高度约29m时，因塔明显倾斜而停工。94年后，于1272年复工，经6年时间，建完第7层，高48m，再次停工中断82年。于1360年再复工，至1370年竣工，全塔共8层，高度为55m。塔身呈圆筒形，16层由优质大理石砌成，顶部78层采用砖和轻石料。塔身每层都有精美的圆柱与花纹图案，是一座宏伟而精致的艺术品。1590年伽利略在此塔做落体实验，创建了物理学上著名的落体定律。斜塔成为世界上最珍贵的历史文物，吸引无数世界各地游客。全塔总重约145MN，基础底面平均压力约50kPa。地基持力层为粉砂，下面为粉土和粘土层。目前塔向南倾斜，南北两端沉降差1.80m，塔顶离中心线已达5.27m，倾斜5.5，成为危险建筑。1990年1月4日被封闭。除加固塔身外，用压重法和取土法进行地基处理。目前已向游人开放。,地基重要性实例,地基按土层性质不同，分为天然地基和人工地基两大类。 凡天然土层具有足够的承载力，不需经人工加固或改良便可作为建筑物地基的称为天然地基； 当建筑物上部的荷载较大或地基的承载力较弱，须预先对土壤进行人工加固或改良后才能作为建筑物地基的称为人工地基。 人工加固地基通常采用压实法、换土法、打桩法和化学加固法等。,由室外设计地面到基础底面的距离，称为基础的埋置深度，简称基础的埋深（图7.2）。 一般情况下埋深大于等于5m，且采用了特殊的结构形式和施工方法的为深基础；埋深小于5m的为浅基础。,7.1.2 基础的埋置深度及其影响因素,7.1.2.1 基础的埋置深度,图7.2 基础的埋深,（1）土层构造情况 地下土一般是分层的，各层的承载能力不同，基础应埋在坚实的土层上，而不要设置在耕植土、淤泥土、杂填土等弱土层上。 （2）地下水位的影响 当地下水位较高，基础不能埋置在地下水位以上时，宜将基础埋置在全年最低地下水位以下，且不少于200mm（图7.3）。,7.1.2.2 影响基础埋深的因素,（3）冰冻深度的影响 冻结土与非冻结土的分界线称为冰冻线，冰冻线的深度为冻结深度。各地气候不同，低温持续时间不同，冰冻深度也不相同。 地基土冻结后对建筑物会产生不良影响，冻胀力将基础向上拱起，解冻后，基础又下沉，天长日久，会使建筑物产生变形甚至破坏。因此，一般要求基础埋置在冰冻线以下200mm（图7.4）。,（4）相邻建筑物基础的影响 同时新建建筑物的相邻基础宜埋置在同一深度上，并设置沉降缝。 当不能满足上述要求时，应采取临时加固支撑、打板桩、地下连续墙或加固原有建筑物地基等措施，以保证原有建筑物的安全和正常使用。,（5）其他因素的影响 基础的埋置深度除考虑土层构造、地下水位、冰冻深度、相邻建筑物基础的影响外，还要考虑拟建建筑是否有地下室、设备基础等因素的影响。,图7.3 基础埋深和地下水位的关系,图7.4 基础埋深和冰冻线的关系,7.2 基础的类型和构造,按材料分为砖基础、毛石基础、混凝土基础、毛石混凝土基础、灰土基础和钢筋混凝土基础等； 按构造形式分为条形基础、独立基础、井格基础、筏片基础、箱形基础和桩基础等。 由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料制成的墙下条形基础或柱下独立基础又称为无筋扩展基础，适用于低层和多层民用建筑。,由钢筋混凝土制成的柱下独立基础和墙下条形基础称为扩展基础，多用于地基承载力差、荷载较大、地下水位较高等条件下的大中型建筑。,基础沿墙体连续设置成长条状称为条形基础，也称为带形基础，是砌体结构建筑基础的基本形式。条形基础可用砖、毛石、混凝土、毛石混凝土等材料制作，也可用钢筋混凝土制作。 （1）砖条形基础 砖条形基础一般由垫层、大放脚和基础墙三部分组成。 大放脚的做法有间隔式和等高式两种（图7.5）,7.2.1 条形基础,（2）毛石基础 毛石基础是用毛石和水泥砂浆砌筑而成，其剖面形状多为阶梯形。 为保证砌筑质量并便于施工，基础顶面要比基础墙宽出100mm以上，基础墙的宽度和每个台阶的高度不宜小于400mm，每个台阶伸出的宽度不宜大于200mm（图7.6）。,（3）混凝土基础 混凝土基础是用不低于C15的混凝土浇捣而成，其剖面形式和尺寸除满足刚性角（45）外，不受材料规格限制，其基本形式有阶梯形和锥形（图7.7）。 混凝土基础具有坚固、耐久、耐水、刚性角大等特点，多用于地下水位较高或有冰冻作用的建筑。,（4）钢筋混凝土基础 钢筋混凝土基础因配有钢筋，可以做得宽而薄，其剖面形式多为扁锥形（图7.8）。 当房屋为骨架承重或内骨架承重，且地基条件较差时，为提高建筑物的整体性，避免各承重柱产生不均匀沉降，常将柱下基础沿纵横方向连接起来，形成柱下条形基础（图7.9）或十字交叉的井格基础（图7.10）。,图7.5 砖基础,（a）间隔式；（b）等高式,图7.6 毛石基础,图7.7 混凝土基础,图7.8 钢筋混凝土基础,图7.9 柱下条形基础,图7.10 井格基础,当建筑物上部结构为框架、排架时，基础常采用独立基础。 独立基础是柱下基础的基本形式。当柱为预制构件时，基础浇筑成杯形，然后将柱子插入，并用细石混凝土嵌固，称为杯形基础。 独立基础常用的断面形式有阶梯形、锥形、杯形等，如图7.11所示。,7.2.2 独立基础,图7.11 独立基础,（1）筏片基础 当建筑物上部荷载较大，或地基土质很差，承载能力小，采用独立基础或井格基础不能满足要求时，可采用筏片基础。筏片基础在构造上像倒置的钢筋混凝土楼盖，分为板式和梁板式两种，如图12.12（a）、（b）所示。（2）箱形基础 箱形基础是一种刚度很大的整体基础，它是由钢筋混凝土顶板、底板和纵、横墙组成的，如图12.12（c）所示。,7.2.3 整片基础,图12.12 整片基础,（a）板式；（b）梁板式；（c）箱形,二、刚性基础构造,（一）砖基础 用黏土砖砌筑的基础叫砖基础。它具有取材容易，价格较低，施工简便等优点。但由于砖的强度、耐久性、抗冻性和整体性均较差，因而只适合于地基土质好、地下水位较低，五层以下的砖混结构中。砖基础断面一般都做成阶梯形，这个阶梯通常称为大放脚。大放脚从垫层上开始砌筑，其台阶宽高比允许值为b/h不小于1/1.5。为保证大放脚的刚度，应为“二皮一收”与“一皮一收”相间（间隔式），但其最底下一级必须用二皮砖厚。一皮即一皮砖，标注尺寸为60mm，每收一次，两边各收1/4砖长。砌筑前基槽底面要铺20mm厚的砂垫层。,（二）毛石基础毛石是一种天然石材经粗略加工使其基本方整，便于人工搬运及操作的石料，粒径一般不小于300mm。毛石基础的强度、抗水、抗冻、抗腐蚀性能均较好。但由于毛石自重较大，操作要求高，运输堆放不方便，帮毛石基础多适用于邻近山区，石材丰富，一般标准的砖混结构中。毛石基础的做法有两种：一种是毛石灌浆基础，即在石坑内先铺一层高约400mm左右的毛石后，灌以M2.5砂浆，然后分层施工；另一种是浆砌毛石基础，即边铺砂浆边砌毛石，两种做法均要求毛石大小交错搭配缝内砂浆饱满，灰缝错开。,二、刚性基础构造,(三)灰土基础在砖基础下用灰土做垫层，便形成灰土基础。在地下水位较低的地区，低房屋采用灰土基础，可节省材料，提高基础的整体性。灰土是经过消解后的石灰粉和黏性土按一定比例加适量的水拌和夯实而成。灰土基础具有施工简便，造价便宜，可以节约水泥和砖石材料的优点。但由于灰土抗冻性较差，而水性较差，所以灰土基础应设置在地下水位以上，冰冻线以下。,二、刚性基础构造,(四)三合土基础在砖基础下用石灰、砂、骨料（碎砖、碎石或矿渣）组成的三合土做垫层，形成三合土基础。这种基础具有施工简单、造价低廉的优点。但其强度较低，只适用于四层以下的建筑，且基础应埋置在地下水位以上。三合土的配比为1：3：6或1：2：4。三合土应均匀铺入基槽内，加适量水拌合夯实,每层厚150mm。总厚度H不小于300mm,宽度B不小于600mm。三合土铺至设计标高后，在最后一遍夯打时，宜浇浓灰浆。待表面灰浆略微风干后，再铺上薄薄一层砂子，最后整平夯实。,二、刚性基础构造,（五）混凝土和毛石混凝土基础这种基础多采用C15或混凝土浇筑而成，它坚固耐久、抗水、抗冰，多用于地下水位较高或有冰冻情况的建筑。它的断面形式和有关尺寸，除满足刚性角外，不受材料规格限制，按结构计算确定。其基础形式有梯形、阶梯形等。基础底面下可设置垫层，垫层多用低强度等级的混凝土或三合土，厚度80100mm。每侧加宽80100mm。垫层不计入基础面积，作为是找平坑槽，便于放线和传递荷载。混凝土的强度、耐久性、防水性都较好，是理想的基础材料。在混凝土基础体积过大时，可以在混凝土中加入适量毛石，即是毛石混凝土基础。加入的毛石粒径不得超过300mm，也不得大于基础宽度的13，加入的毛石体积为总体积的20%30%，且应分布均匀。,二、刚性基础构造,三、柔性基础（扩展基础）构造,柔性基础就是在基础受拉区的混凝土中配置钢筋，由弯矩产生的拉应力全部由钢筋承担，因而不受刚性角的限制。基础的“放脚”可以做得很宽、很薄，所以也叫板式基础。它的截面面积较刚性基础小得多，挖土方量也少得多，但是它增加了钢筋和混凝土的用量，综合造价还是较高。,墙下条基素砼垫层,混合结构墙下条基,片筏基础（满堂基础）,框架结构基础梁,框架结构柱下条基,基坑局部（打桩完成后）,基础底板局部浇捣完毕,桩基承台,浇注箱型基础底板,预留管道套管,预留管道孔,自测题,一、单项选择题： 1 基础埋深不得过小，一般不小于（ ）。 A 、 300mm B 、 200mm C 、 500mm D 、 400mm 2柔性基础与刚性基础受力的主要区别 是（ ）。 A 、柔性基础比刚性基础能承受更大的荷载 B 、柔性基础只能承受压力，刚性基础既能承受拉力，又能承受压力。 C 、柔性基础既能承受压力，又能承受拉力，刚性基础只能承受压力。 D 、刚性基础比柔性基础能承受更大的垃力,3刚性基础的受力特点是（ ）。 A 、抗拉强度大、抗压强度小 B 、抗拉、抗压强度均大 C 、抗剪切强度大 D 、抗压强度大、抗拉强度小 4砖基础的采用台阶式、逐级向下放大的做法， 一般为每 二皮砖挑出（ ）的砌筑方法。 A 、 1 4 砖 B 、 1 2 砖 C 、 3 4 砖 D 、一皮砖 5地基软弱的多层砌体结构，当上部荷载较大且不均匀 时，一般采用（ ）。 A 、柱下条基 B 、 柱下独立基础 C 、片筏基础 D 、箱形基础,二、判断题： 1 位于建筑物下部支承建筑物重量的土壤层叫基础。（ ） 2地基分为 人工地基和天然地基 两大类。 （ ） 3砖基础为满足刚性角的限制 , 其台阶的允许宽高之比应为 1 1.5 。（ ） 4钢筋混凝土基础不受刚性角限制 , 其截面高度向外逐渐减少 , 但最薄处的厚度不应小于 300mm 。 （ ） 5混凝土基础是刚性基础。（ ） 6条形基础的沉降缝可采用双墙式或单墙式做法。（ ）,一、单项选择题：1 C 2 C 3 D 4 A 5 C 二、判断题：1 2 3 4 5 6,
