建筑构造
刘涛

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地基与基础概述

发布时间:2020-09-17 21:09   发布人:刘涛   浏览次数:13

【 2.2.1 地基与基础概述 】

能力目标

知识目标

素质目标

1.了解项目的整体结构。

2.能够参考教材完成项目代码。

3.掌握项目中使用的重点知识。

1.了解项目的整体结构。

2.能够参考教材完成项目代码。

3.掌握项目中使用的重点知识。

1. 养成积极主动学习意识;

2. 养成勤于动手的习惯;

3. 培养团队合作能力。

重点、难点

1. 项目创建过程

2. 项目整体样式的书写

3. 页面整体布局的实现。

3. 教学难点: 项目整体样式书写

【视频讲解】


【 内容讲解】

      一、地基与基础概述

      1. 地基与基础的概念

地基是基础底面以下,受到荷载作用范围内的部分岩、土体。也就是说,地基不是建筑物的组成部分。地基承受建筑物荷载而产生的应力和应变随着土层深度的增加而减小,在达到一定深度后便可忽略不计。直接承受建筑物荷载而需要进行压力计算的土层为持力层,持力层以下的土层为下卧层,如图2-1所示。

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                                               2-1  地基与基础的构造

          建筑物的最下面的部分,与土层直接接触的部分称为基础。也就是说,基础是建筑物的组成部分。它承受建筑物上部结构传下来的全部荷载,并把这些荷载连同自重一起传到地基上。

             

基础承受建筑物的全部荷载,并将荷载传给下面的地基,因此要求地基具有足够的承载能力。每平方米地基所能承受的最大垂直压力称为地基承载力。在进行结构设计时,必须计算基础下面的地基承载能力,只有基础底面受到的平均压力不超过地基承载力才能确保建筑物安全稳定。以表示地基容许承载力,代表上部结构传至基础的总荷载,代表基础自重和基础上的土重,代表基础的底面积,则N  G/A。

        

2.地基的分类    

按土层性质不同,地基可分为天然地基和人工地基。

天然地基是指在天然状态下即可满足承载力要求,不需人工处理,可直接在上面建造房屋的地基,如岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土等,一般均可作为天然地基。

人工地基是指经人工处理的地基。人工地基的常见处理方法有换土垫层法、预压法、强夯法、振冲法、混凝土搅拌法、水泥粉煤灰碎石桩法、砂石桩法、化学加固法等,常用的有压实法、换土垫层法以及打桩法。压实法是指利用人工方法挤压土壤,排走土中的空气,从而提高地基的强度,降低其透水性和压缩性,如重锤夯实法、机械碾压法等。换土垫层法是指将地基中的软弱土全部或部分挖除,换以承载力高的好土,如采用砂石、灰土、工业废渣等强度较高的材料置换软弱土层。打桩法是指将钢筋混凝土桩与桩间土一起组成复合地基,或钢筋混凝土桩穿过软弱土层直接支撑在坚硬的岩层上。

3.地基的设计要求

(1)承载力要求

地基的承载力应足以承受基础传来的压力,所以建筑物尽量选择承载力较高的地段。

(2)变形要求    

 地基的沉降量和沉降差需保证在允许的沉降范围内。建筑物的荷载通过基础传给地基,地基因此产生变形,出现沉降。若沉降量过大,会造成整个建筑物下沉过多,影响建筑物的正常使用;若沉降不均匀,沉降差过大,会引起墙体开裂、倾斜甚至破坏。

(3)稳定性要求

稳定性要求即要求地基有防止产生滑坡、倾斜的能力。

 4.基础的设计要求

(1)强度、稳定性和均匀沉降要求

基础是建筑物的重要构件,它承受着建筑物上部结构的全部荷载,是建筑物安全的重要保证。因此,基础必须具有足够的强度,才能保证将建筑物的荷载可靠地传给地基;要具有良好的稳定性,以保证建筑物均匀沉降,限制地基变形在允许范围内。

(2)耐久性要求

基础是埋在地下的隐蔽工程,在土中受潮而且建成后检查、维修、加固困难,所以在选择基础的材料与构造形式时应该考虑其耐久性,使其与上部结构的使用年限相适应。

(3)经济要求

  基础工程占工程总造价的10%~40%,基础的设计要在坚固耐久、技术合理的前提下,尽量选用地方材料以及合理的结构形式,以降低整个工程的造价。

 二、基础埋深

 1. 基础埋深的概念

 室外设计地坪到基础底面的垂直深度为基础的埋置深度,简称基础埋深。室外地坪分为自然地坪和设计地坪。自然地坪是指施工地段的原有地坪,设计地坪是指按设计要求工程竣工后室外地段经垫起或开挖后的地坪。

        

 基础按其埋深的不同可分为浅基础和深基础。一般情况下,基础埋深不超过5m时称为浅基础,超过5m时称为深基础。

 单从经济方面看,基础埋深越小,工程造价越低,但如果基础没有足够的土层包围,基础底面的土层受到压力后会把基础四周的土挤出,基础将产生滑移而失去稳定,同时基础埋置过浅,易受到外界的影响而损坏,所以基础的埋置深度一般不应小于0.5m,如图2-2所示。

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                                                  图2-2  基础埋置深度

      2. 基础埋深的影响因素

(1) 建筑物的使用性质:应根据建筑物的大小、特点、刚度与地基的特性区别对待,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。位于岩石地基上的高层建筑,其基础埋深应满足抗滑稳定性要求。

(2) 地基土质条件:地基土质的好坏直接影响基础的埋深。土质好、承载力高的土层,基础可以浅埋,相反则深埋。如果地基土层均匀,为承载力较好的坚实土层,则应尽量浅埋,但应大于0.5m,如图2-3所示;如果地基土层不均匀,既有承载力较好的坚实土层,又有承载力较差的软弱土层,且坚实土层离地面近(距地面小于2m),土方开挖量不大,可挖除软弱土层,将基础埋置在坚实土层上;若坚实土层很深(距地面大于5m),可作地基加固处理;当地基土由坚实土层和软弱土层交替组成,建筑总荷载又较大时,可用桩基础,具体深度应作技术性比较后确定。

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                                            图2-3  地基土层对基础埋深的影响

(3) 地下水位的影响:地基土含水量的大小对承载力影响很大,所以地下水位高低直接影响地基承载力。例如,黏性土遇水后,因含水量增加,体积膨胀,使土的承载力下降。含有侵蚀性物质的地下水,对基础将产生腐蚀。因此,房屋的基础应争取埋置在地下水位以上。

当地下水位较高,基础不能埋置在地下水位以上时,应将基础底面埋置在最低地下水位200mm以下,不应使基础底面处于地下水位变化的范围之内。

       

(4) 土的冻结深度的影响:土的冻结深度主要是由当地的气候决定的。由于各地区的气温不同,冻结深度也不同。严寒地区冻结深度很大,如哈尔滨可达2~2.2m,温暖和炎热地区冻结深度则很小,甚至不冻结,如上海仅为0.12~0.2m。

       

地面以下冻结土和非冻结土的分界线称为冰冻线,冰冻线的深度为冰冻深度。土的冻结是由土中水分冻结造成的,水分冻结成冰体积膨胀。当房屋的地基为冻胀性土时,由于冻结体积膨胀产生的冻胀力会将基础向上拱起,解冻后冻胀力消失,房屋又将下沉,冻结和融化是不均匀的。房屋各部分受力不均匀会产生变形和破坏,因此建筑物基础应埋置在冰冻线以下200mm处,如图2-4所示。

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                                                                               图2-4  冻结深度对基础埋深的影响

(5) 相邻建筑物基础埋深的影响:在原有建筑物附近建造房屋时,应考虑新建房屋荷载对原有建筑物基础的影响。

    

一般情况下,新建建筑物基础埋深不宜大于相邻原有建筑物基础的埋深。当新建建筑物基础的埋深必须大于原有房屋时,基础间的净距应根据荷载大小和性质等确定,一般为L=(1~2)H,如图2-5所示。

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                                                                                   图2-5  相邻基础埋深的影响