建筑构造
刘涛

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基础的类型与构造

发布时间:2020-09-17 21:27   发布人:刘涛   浏览次数:14

【 2.2.2 基础的类型与构造 】

能力目标

知识目标

素质目标

1.能正确选择基础的类型

2.能读懂基础施工图

1.掌握常见基础的分类

2.掌握基础的一般构造

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. 正确选择基础的类型


【视频讲解】


【 内容讲解】

         一、 基础的类型

 建筑物的基础可按不同的方法进行分类。

 1. 按所用材料及受力特点分类

 建筑物的基础按所用材料及受力特点分类可分为刚性基础(砖基础、毛石基础、灰土及三合土基础、混凝土及毛石混凝土基础)、柔性基础(钢筋混凝土基础)等。

(1)刚性基础

  1)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。这种基础抗压强度高,而抗拉、抗剪强度低。

        

  2)砖基础:常砌成台阶形,一般是二皮一收砌筑或二一间隔砌筑,如图2-6所示。

        

  3)毛石基础:常砌成阶梯形,每阶伸出的长度不宜大于200mm,毛石基础台阶的高度和基础墙的宽不宜小于400mm,如图2-7所示。

        

  4)灰土及三合土基础:用于地下水位较低、冻结深度较浅的南方4层以下民用建筑。灰土基础是经过消解的石灰和黏土按一定比例加适量的水拌和夯实而成,其配合比为3︰7或2︰8。有些地区用三合土代替灰土,是用石灰、砂、骨料(碎砖、碎石或矿渣)拌和而成,其配合比是石灰︰砂︰骨料=1︰2︰4或1︰3︰6。

        

  5)混凝土及毛石混凝土基础:常用于地下水位以下的基础。其断面可做成矩形、阶梯形和锥形。当基础厚度小于350mm时多做成矩形;大于350mm时多做成阶梯形,每阶300~400mm;当大于3阶时常用锥形。在混凝土中加入毛石称为毛石混凝土,所用毛石尺寸不大于基础宽度的1/3,粒径不超过300mm,加入的石块占基础体积的20%~30%,如图2-9所示。

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                   图2-6  砖基础                                                 图2-7  毛石基础                                           图2-8  灰土基础

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                                                                         图2-9  混凝土基础

从受力和传力角度考虑,由于土壤单位面积的承载能力小,只有将基础底面积不断扩大,才能适应地基受力的要求。上部结构(墙或柱)在基础中传递压力是沿一定角度分布的,这个传力角度称为压力分布角或称为刚性角,以a表示,如图2-10所示。由于刚性材料抗压能力强,抗拉能力差,因此压力分布角只能在材料的抗压范围内控制。如果基础底面宽度超过控制范围,则由b0增加到b致使刚性角扩大,这时,基础会因受拉而破坏。所以刚性基础底面宽度的增大要受到刚性角的限制。为设计、施工方便,将刚性角换算成a的正切值b/h,即宽高比。表2-1是各种材料基础的宽高比b/h的允许值,如砖基础的大放脚宽高比小于或等于1︰1.5。

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                                                                   图2-10  刚性基础的受力、传力特点


                       表2-1  无筋扩展基础台阶宽高比的允许值 

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     (2)柔性基础  

       当筑物的荷载较大,而地基承载能力较小时,为增加基础底面b0,势必导致基础深度也要加大。这样,既增加了挖土工作量,还使材料用量增加。如果在混凝土基础的底部配以钢筋,利用钢筋来承受拉力,使基础底部能够承受较大弯矩,这时,基础宽度的加大不受刚性角的限制,故也称钢筋混凝土基础为柔性基础。在同样的条件下,采用钢筋混凝土,与混凝土基础相比可节省大量的混凝土材料和挖土工作量。钢筋混凝土基础用于上部荷载大、地下水位较高的大中型工业建筑和多层民用建筑。

      当建筑物荷载很大或地基承载能力较差时,如果用无筋混凝土基础,底面很宽,受刚性角所限,材料用量很不经济。如果用钢筋混凝土基础,由钢筋承受较大的弯矩,不受刚性角限制,可以做得宽而薄,节约材料,如图2-11所示。

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图2-11  钢筋混凝土基础/mm

             

        2. 按基础构造形式分类

        建筑物的基础按基础构造形式分类可分为独立基础、条形基础、筏形基础、桩基础、岩石锚杆基础。

               

        (1)独立基础 

        当建筑物上部采用框架结构或单层排架结构承重,且柱距较大时,基础常采用独立的块状形式,这种基础称为独立基础。独立基础是柱下基础的基本形式,常用的断面形式有阶梯形、锥形、杯形等,其材料常用钢筋混凝土、素混凝土等。当柱为预制时则基础做成杯口形,然后将柱子插入,并嵌固在杯口内,故称为杯口基础,如图2-12所示。

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                                                      图2-12  独立基础

           

       (2) 条形基础

  当建筑物由墙承重时,基础沿墙设置成条形,这样的基础称为条形基础。条形基础呈连续的带状,故也称为带形基础。条形基础一般用于墙下,也可用于柱下,其构造形式如图2-13所示。当房屋为骨架承重结构或内骨架承重结构时,在荷载较大且地基为软土时,常采用钢筋混凝土条形基础将各柱下的基础连接在一起,使整个房屋的基础具有良好的整体性。柱下条形基础可以有效地防止不均匀沉降。

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                                             图2-13  条形基础


(3) 筏形基础

  建筑物的基础由整片的钢筋混凝土板组成,板直接作用于地基上称为筏形基础。

  当上部结构荷载较大,地基承载力较低,柱下交叉条形基础或墙下条形基础的底面积占建筑物平面面积较大比例时,可采用筏形基础。筏形基础具有减少基底压力,提高地基承载力和调整地基不均匀沉降的能力,按结构形式可分为板式结构和梁板式结构两类。板式结构其基础板厚度较大,构造简单;梁板式结构其基础板厚度较小,但增加了双向梁,构造复杂,如图2-14所示。

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                                                 图2-14  筏形基础

        (4) 桩基础

      当建筑物为上部荷载很大,对地基不均匀沉降要求严格的高层建筑、重型建筑以及软弱土地基上的多层建筑时,为增加基础刚度,不致因地基的局部变形而影响上部结构,常采用钢筋混凝土浇筑成刚度很大的盒状基础,称为箱形基础,如图2-15所示。

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                                                  图2-15  箱形基础

                  

       (5) 桩基础

  当建筑物荷载较大,地基的软弱土层厚度在5m以上,基础不能埋在软弱土层内或对软弱土层进行人工处理困难或不经济时,就可考虑以下部坚实土层或岩层作为持力层的深基础,最常采用的是桩基础。桩基础一般由设置于土中的桩身和承接上部结构的承台组成,如图2-16所示。桩基础的类型很多,按桩的受力方式可分为端承桩和摩擦桩,按桩的施工方法可分为打入桩、压入桩、振入桩及灌注桩等,按所用材料可分为钢筋混凝土桩、钢管桩等。

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                                                  2-16  桩基础

5) 岩石锚杆基础  

  岩石锚杆基础适用于直接建在基岩上的柱基,以及承受拉力或水平力较大的建筑物基础。锚杆基础应与基岩连成整体,并应符合下列要求。

  1) 锚杆孔直径宜取锚杆直径的3倍,但不应小于一倍锚杆直径加50mm。

  2) 锚杆插入上部结构的长度应符合钢筋的锚固长度要求。

  3) 锚杆宜采用热轧带肋钢筋,水泥砂浆强度不宜低于30MPa,细石混凝土强度等级不宜低于C30。灌浆前,应将锚杆孔清理干净。


 二、常用基础的构造

        1.混凝土基础  

混凝土基础多采用强度等级为C15或C20混凝土浇筑而成,一般有锥形和阶梯形两种形式,如图2-17所示。混凝土基础底面应设置垫层,垫层的作用是找平和保护钢筋,用C15的混凝土(素混凝土强度等级不应低于C15),厚度为100mm。

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                                                    图2-17  混凝土基础构造/mm

           

      2.钢筋混凝土基础

钢筋混凝土基础的基础底板下均匀浇筑一层素混凝土作为垫层,目的是保证基础和地基之间有足够的距离,以免钢筋锈蚀。垫层一般采用C15混凝土,厚度为100mm,垫层每边比底板宽100mm。钢筋混凝土基础由底板及基础墙(柱)组成,底板是基础的主要受力构件,其厚度和配筋均由计算确定,受力钢筋最小配筋率不应小于0.15%,直径不得小于10mm,间距不宜大于200mm,也不宜小于100mm。混凝土的强度等级不宜低于C20,基础底板的外形一般有锥形和阶梯形两种。

钢筋混凝土锥形基础底板边缘的厚度一般不小于200mm,且两个方向的坡度不宜大于1∶3。钢筋混凝土阶梯形基础每阶高度一般为300~500mm。当基础高度在500~900mm时采用两阶,超过900mm时采用3阶,如图2-18所示。 

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                                         图2-18  钢筋混凝土基础构造/mm

               

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