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工程构造—基础与地下室

第二节 基础与地下室

通过本节的学习,您将:

掌握基础的分类方式

掌握基础的构造

掌握地下室的构造

(一)基础的类型与构造

基础的类型很多,从基础的材料和受力特点来划分,可分为刚性基础和柔性基础。刚性基础包括砖基础、毛石基础、混凝土基础等,柔性基础一般指钢筋混凝土基础。

基础按构造型式分为条形基础、单独基础、片筏基础、井格式基础、箱形基础和桩基础等。

1、按基础的材料和受力特点分

a)刚性基础

刚性基础是指由砖、毛石、素混凝土、灰土等刚性材料制作的基础。这类基础抗压强度高而抗拉、抗剪强度低。为满足地基容许承载力的要求,需要加大基底面积,基底宽B一般大于上部墙宽,当基础B很宽时,挑出部分b很长,而基础又没有足够的高度H,又因为刚性材料的抗拉、抗剪强度低,基础就会因受弯曲或剪切而破坏(如图2—2所示)。

 

图2—2 刚性基础的受力、传力特点

(a)基础在刚性角范围内传力 (b)基础底面宽超过刚性角范围而破坏

刚性基础常用于地基承载力较好,压缩性较小的中小型民用建筑。

b)柔性基础

当建筑物的荷载较大而地基承载能力较小时,基础底面积必须加宽,如果仍采用刚性材料做基础,势必加大基础的深度,这样,既增加了挖土工作量,又使材料的用量增加,对工期和造价都十分不利(如图2--3(a)所示)。如果在混凝土基础的底部配以钢筋,由钢筋来承受拉应力(如图2--3(b)所示),使基础底部能够承受较大的弯矩,这时,基础底面宽度的加大不受刚性角的限制,因此称钢筋混凝土基础为非刚性基础或柔性基础。

图 2—3 钢筋混凝土基础

(a)混凝土基础与钢筋混凝土基础比较 (b)基础配筋情况

2、按基础的构造形式分

a)带形基础(如图2—4所示)

带型基础又称为条形基础,是指基础长度远大于其宽度的一种基础形式。当地基条件比较好、基础埋置深度较浅时,墙承式的建筑多采用带型基础,以便传递连续的带形荷载。带形基础常用砖、石、混凝土材料建造。当地基承载能力较小,荷载较大时,承重墙下也可用钢筋混凝土带形基础。

 

图2—4 带形基础

b)独立基础(如图2—5~2—6所示)

独立式基础呈独立的块状,形式有台阶形、锥形、杯形等。独立式基础主要用于柱下。在墙承式建筑中,当地基承载力较弱或埋深较大时,为了节约基础材料,减少土石方工程量,加快工程进度,也可采用独立式基础。为了支撑上部墙体,在独立基础上设置梁或拱等连续构件。

 

图2—5 单独基础

(a)阶梯形基础 (b)锥形基础

 

图2—6 杯形基础

c)筏形基础(如图2—7所示)

当建筑物上部荷载大,而地基又较弱,这时采用简单的条形基础已不能适应地基变形的需要,通常将墙或柱下基础连成一片,使建筑物的荷载承受在一块整板上成为片筏基础。片筏基础有平板式和梁板式两种。

 

图2—7 片筏基础

d)箱型基础(如图2—8所示)

当板式基础做得很深时,常将基础改做成箱形基础。箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板和若干纵、横隔墙组成的整体结构,基础的中空部分可用作地下室(单层或多层的)或地下停车库。箱形基础整体空间刚度大,整体性强,能抵抗地基的不均匀沉降,较适用于高层建筑或在软弱地基上建造的重型建筑物。

 

图2—8 箱形基础

e)桩基础(如图2—9所示)

当建筑物上部荷载较大,地基的软弱土层较厚,一般人工地基不具备条件或不经济时,可采用桩基础,使基础上的荷载通过桩柱传给地基土层,以保证建筑物的安全使用和均匀沉降。

 

图2—9 桩基的组成

桩基础由承台和桩柱两部分组成。

承台是在桩柱顶现浇的钢筋混凝土梁或板,上部支撑墙的为承台梁,上部支撑柱的为承台板。根据桩将荷载传给地基土的不同方式,桩可分为摩擦桩、摩擦端承桩和端承桩三种。按桩的制作方法可分为预制桩、灌注桩和爆扩桩三类。

(二)地下室

1、地下室的构造组成

建筑物下部的地下使用空间称为地下室。地下室一般由墙身、底板、顶板、门窗、楼梯等部分组成。

2 、地下室的分类

a)按埋入地下深度的不同,可分为:

1)全地下室

全地下室是指地下室地面低于室外地坪的高度超过该房间净高的1/2.

2)半地下室

半地下室是指地下室地面低于室外地坪的高度为该房间净高的1/3~1/2。

b)按使用功能不同,可分为:

1)普通地下室

一般用作高层建筑的地下停车库、设备用房;根据用途及结构需要可做成一层或二、三层、多层地下室。

图2—2 地下室示意图

2)人防地下室

结合人防要求设置的地下空间,用以应付战时情况下人员的隐蔽和疏散,并有具备保障人身安全的各项技术措施。

3、地下室防潮构造

当地下水的常年水位和最高水位均在地下室地坪标高以下时,须在地下室外墙外面设垂直防潮层。其做法是在墙体外表面先抹一层20mm厚的1:2.5水泥砂浆找平,再涂一道冷底子油和两道热沥青;然后在外侧回填低渗透性土壤,如粘土、灰土等,并逐层夯实,土层宽度为500mm左右,以防地面雨水或其它地表水的影响。另外,地下室的所有墙体都应设两道水平防溯层,一道设在地下室地坪附近,另一道设在室外地坪以上150~200mm处,使整个地下室防潮层连成整体,以防地潮沿地下墙身或勒脚处进入室内。

地下室防潮的做法见图2—所示。

 

图2—3 地下室防潮做法

4、地下室防水构造

当设计最高水位高于地下室地坪时,地下室的外墙和底板都浸泡在水中,应考虑进行防水处理。常采用的防水措施有三种:

a)沥青卷材防水

1)外防水

外防水是将防水层贴在地下室外墙的外表面,这对防水有利,但维修困难。外防水构造要点是:先在墙外侧抹20mm厚的1:3水泥砂浆找平层,并刷冷底子油一道,然后选定油毡层数,分层粘贴防水卷材,防水层须高出最高地下水位500-1000mm为宜。油毡防水层以上的地下室侧墙应抹水泥砂浆涂两道热沥青,直至室外散水处。垂直防水层外侧砌半砖厚的保护墙一道。

地下室卷材外包防水见图2—4(a)所示。

2)内防水

内防水是将防水层贴在地下室外墙的内表面,这样施工方便,容易维修,但对防水不利,故常用于修缮工程。

地下室地坪的防水构造是先浇混凝土垫层,厚约100mm;再以选定的油毡层数在地坪垫层上作防水层,并在防水层上抹20 ~ 30mm厚的水泥砂浆保护层,以便于上面浇筑钢筋混凝土。为了保证水平防水层包向垂直墙面,地坪防水层必须留出足够的长度以便与垂直防水层搭接,同时要做好转折处油毡的保护工作,以免因转折交接处的油毡断裂而影响地下室的防水。

地下室卷材内包防水见图2—4(c)所示。

图2—4 地下室卷材防水做法

b)防水混凝土防水

当地下室地坪和墙体均为钢筋混凝土结构时,应采用抗渗性能好的防水混凝土材料,常采用的防水混凝土有普通混凝土和外加剂混凝土。普通混凝土主要是采用不同粒径的骨料进行级配,并提高混凝土中水泥砂浆的含量,使砂浆充满于骨料之间,从而堵塞因骨料间不密实而出现的渗水通路,以达到防水目的。外加剂混凝土是在混凝土中渗人加气剂或密实剂,以提高混凝土的抗渗性能。

 

图2—5 构件自防水做法

c)弹性材料防水

随着新型高分子合成防水材料的不断涌现,地下室的防水构造也在更新,如我国目前使用的三元乙丙橡胶卷材,能充分适应防水基层的伸缩及开裂变形,拉伸强度高,拉断延伸率大,能承受一定的冲击荷载,是耐久性极好的弹性卷材;又如聚氨酯涂膜防水材料,有利于形成完整的防水涂层,对在建筑内有管道、转折和高差等特殊部位的防水处理极为有利。

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