地基基础、基础计算和地下室设计
建筑识图--基础与地下室
图11.12 整片基础
（a）板式；（b）梁板式；（c）箱形
11.2.4 桩基础
桩基础由承台和桩柱组成（图11.13）。 承台是在桩顶现浇的钢筋混凝土梁或板，如上 部结构是砖墙时为承台梁，上部结构是钢筋混凝土 柱时为承台板，承台的厚度一般不小于300mm，由 结构计算确定，桩顶嵌入承台不小于50mm。 桩柱有木桩、钢桩、钢筋混凝土桩等，我国采 用最多的为钢筋混凝土桩。钢筋混凝土桩按施工方 法可分为预制桩、灌注桩和爆扩桩。
（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。
预制桩是预制好后用打桩机打入土中，断面一 般为（200～350）mm×（200～350）mm，桩长不 超过12m。 灌注桩是直接在地面上钻孔或打孔，然后放入 钢筋笼，浇筑混凝土。 爆扩桩是用机械或人工钻孔后，用炸药爆炸扩 大孔底，再浇注混凝土而成。
图11.13 桩基础
（a）墙下桩基础；（b）柱下桩基础
图11.18 地下室卷材防水构造
（a）外包防水；（b）墙身防水层收头处理；（c）内包防水
图11.19 混凝土构件自防水
图11.20 涂料防水
图11.5 砖基础
（a）间隔式；（b）等高式
图11.6 毛石基础
图11.7 混凝土基础
图11.8 钢筋混凝土基础
图11.9 柱下条形基础
图11.10 井格基础
11.2.2 独立基础
基础与地下室—基础的埋置深度及影响因素(建筑构造)
影响基础埋深的素
H
影响基础埋深的因素
1、建筑物的功能和用途，有无地下室，地下设施，基础型式和构造。
基础埋深满足地下室的用途。
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；桩基础的埋置深度（不计桩长）不 宜小于建筑物高度的1/18。
影响基础埋深的因素
2、作用在地基上的荷载大小和性质。
影响基础埋深的因素
4、地基土冻胀与融陷的影响
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。
基础的埋置深度
设计基础时应综合考虑，其中工程地质条件对基础设 计方案起着决定性的作用。为了满足建筑物对地基承 载力和地基变形的要求，应当选择压缩性小、承载力 高的坚实土层作为基础的持力层，由此确定基础的埋 置深度。在实际工程中，应根据岩土工程勘察成果报 告的地质剖面图，分析各土层的深度、层厚、地基承 载力大小与压缩性高低，结合上部结构情况进行技术 与经济比较，确定最佳的基础埋深方案。
基础的埋置深度
基础的埋置深度
N
基础
室外标高
室内标高
由室外设计地面到基础底面的距离，称为 基础的埋置深度。埋深≥5m为深基础，＜5m 为 浅基础。
在满足地基稳定和变形要求的前提下，基 础宜浅埋，基础埋深愈小，基础造价愈低。
基础埋深
地基
基础若没有足够的土层包围，基底土层受到压 力后，把基础四周的土挤出，基础将产生滑移而 失稳，故同时规定基础埋深不应小于0.5m。
基础与地下室—地基与基础的设计要求(建筑构造)
地基与基础的设计要求
基础的设计要求
1. 强度、稳定和均匀沉降要求：基础是建筑物的重要构件，它承受着建筑物上部 的全部荷载，是建筑物的安全保证。必须具有足够的强度、良好的稳定性，以 及均匀沉降，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，维修、加固困难，所以必须使其与 上部结构的使用年限相适应。
地基与基础的设计要求
地基与基础的设计要求
地基的设计要求Leabharlann 1. 承载力的要求：地基的承载力应足以承受基础传来的压力，建 筑物的建造地址尽可能选在地基土的承载力较高且分布均匀的 地段。
2. 变形的要求：要求地基有均匀的压缩量，以保证有均匀的下沉。 3. 稳定的要求：要求地基有防止产生滑坡，倾斜方面的能力。
3. 经济要求：基础工程占工程总造价的10%-40%，所以选择地方材料和合理结构形 式，以降低工程总造价。
地基与基础的设计要求
基础设计等级
《建筑地基基础设计规范》 （GB 50007-2011） 根据地基复杂程度，建筑物规模 和功能特征以及由于地基问题可 能造成建筑物破坏或影响正常使 用的程度可以将地基基础设计分 为甲、乙、丙三个设计等级。
建筑工程构造-基础、地下室构造
2 基础和地下室构造一、地基基础的基本概念基 础上部结构地 基地基(subgrade，foundation soils)：建筑物的全部荷载都由它下面的地层来承担，受建筑物影响的那一部分地层就称为地基。
基础：建筑物向地基传递荷载的下部结构（将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分）。
基础埋置深度基础的埋置深度是指基础的底面至室外设计地面的距离。
p实质：选择合适的持力层。
p应考虑的主要因素：持力层的情况；建筑物的结构、使用功能；建筑结构及环境条件；工程地质条件；水文地质条件；地基冻融条件。
墙下条形基础柱下独立基础由砖、毛石、砼、毛石砼、灰土、三合土等材料组成的无需配置钢筋墙下条形基础或柱下独立基础。
俗称“刚性基础砖：强度等级不低于MU10。
砂浆：不低于M5。
在地下水位以下或当地基土潮湿时，应采用水泥砂浆砌筑。
适用于6层及6层以下的民用建筑和砖墙承重的厂房。
(1)砖基础(2)毛石基础毛石是指未经加工凿平的石料。
应采用未风化的硬质岩石，禁用风化毛石。
(3)灰土基础石灰和土料按体积比3:7或2:8拌和均匀，在基槽内分层夯实（每层虚铺220~250mm,夯实至150mm）。
毛石基础灰土基础(4)三合土基础由石灰、砂、骨料（矿渣、碎砖、碎石）加水混合而成。
体积比1:2:4或1:3:6。
用于4层和4层以下的民用房屋。
(5)砼基础C15。
抗压强度、耐久性、抗冻性较好。
毛石砼基础：在砼基础中埋入体积占25%~30%的毛石，石块尺寸不宜超过300mm。
可节省水泥用量，减少水化热。
Ø适用：上部结构荷载大、地质条件差及承受水平力和力矩时采用。
Ø在墙或柱之下设置的水平截面向下扩大的钢筋混凝土基础。
2)钢筋砼扩展基础（简称扩展基础）Ø形式：ü柱下钢筋混凝土独立基础：用于柱基、烟囱、水塔等。
ü墙下钢筋混凝土条形基础：分带肋与不带肋两种。
(a)(b)图2-3墙下钢筋混凝土条形基础 (a)无肋的； （b）有肋的底板肋垫层柱下钢筋混凝土独立基础(a)阶梯形基础； (b)锥形基础；(c)杯口基础墙下钢筋混凝土条形基础(a)无肋的； (b)有肋的柱下条形基础支撑同一方向（或同一轴线）上若干根柱的长条形连续基础。
第三讲-地基基础及地下工程
强夯法
强夯法是利用强大的夯击能迫使 深层土体液化和动力固结，是土 体密实，用以提高地基承载力、 减小沉降量，消除土的湿陷性、 胀缩性和液化性。
排水固结法
排水固结法分为加压系统和排水 系统，通过布置垂直排水井，改
善地基的排水条件，并采取加压 、抽气、或电渗等措施，加速地 基土的固结和强度的增长，提高 地基的稳定性，使沉降提前完成。
地下空间的利用也正由“线”的利用向大断 面、大距离的“空间”利用进展。
3.5 地下工程
3.5.1地下工业建筑
1. 地下水电站 电站建于地下，可获得更大水力压头；在枯
水季节，也能发电。 地下水电站包括水坝和电站两大部分。 三峡水电站中国有史以来建设的最大型的工
✓ 与混凝土相差30～600倍
✓ 与钢相差600～6000倍
➢ 与上部结构相比，土层相当软弱，上部结构直接支 撑在土上，土层不能满足强度和变形的要求，必须 要有一个过度结构，使上部结构构件的应力有效扩 散，使之与土层强度相匹配，这个过度结构就是基 础。
基本概念
➢ 建筑物承重骨架 可分为3个部分： 上部结构、基础 和地基。
岩
钻探
土
工
井探、槽探、洞探
程
触探
勘
探
地球物理勘探
冲击钻机
岩芯
第三章 槽探
井探
坑探
洞探
地基基础及地下工程
坑探
重力勘查 磁力勘查 电勘查（传导类勘查、感应类勘查、电化学勘查） 地震勘查（反射法、折射法） 核地球物理勘查 地温勘查等
3.1 地基
补充: 测绘的仪器 水准仪用来测定
地面点高程
水准仪
3.1 地基
一般的工程设施为什么 要有地下部分呢？
高层建筑地下室与基础设计
高层建筑地下室与基础设计在现代城市的发展中，高层建筑如雨后春笋般拔地而起。
而高层建筑的地下室与基础设计，是整个建筑结构的重要组成部分，直接关系到建筑的稳定性、安全性和使用功能。
地下室的设计不仅仅是为了增加建筑的使用空间，还具有诸多重要的功能。
例如，它可以作为停车场、设备房、储物间等，提高土地的利用率。
同时，地下室还能在一定程度上起到抗震、抗风的作用，增强建筑整体的稳定性。
在进行地下室设计时，首先要考虑的是防水和防潮问题。
由于地下室处于地下水位以下，容易受到地下水的渗透和潮气的影响，如果处理不当，会导致地下室潮湿、发霉，甚至影响建筑结构的安全性。
因此，在设计时需要选择合适的防水材料，并做好防水节点的处理，如阴阳角、施工缝、后浇带等部位。
同时，还要设置有效的排水系统，及时排除地下室的积水。
其次，通风和采光也是地下室设计中需要重点关注的问题。
良好的通风可以保证地下室空气的新鲜，减少潮湿和异味。
采光则可以改善地下室的环境质量，减少人工照明的需求，节约能源。
为了实现良好的通风和采光，可以采用机械通风设备和采光井等设计手段。
另外，地下室的防火设计也至关重要。
由于地下室空间相对封闭，一旦发生火灾，疏散和扑救难度较大。
因此，在设计时要按照相关的防火规范，设置足够的疏散通道、防火分区和消防设施，确保人员的安全疏散和火灾的及时扑救。
基础设计是高层建筑结构设计的关键环节。
基础的作用是将建筑上部结构的荷载传递到地基中，因此基础必须具备足够的承载能力和稳定性。
常见的高层建筑基础形式有桩基础、筏板基础、箱形基础等。
桩基础是通过桩身将荷载传递到深层的坚硬土层或岩层中，适用于地质条件较差、上部荷载较大的情况。
桩基础的设计需要考虑桩的类型（如灌注桩、预制桩）、桩的长度、直径、间距等参数，以及桩与承台的连接方式。
筏板基础是将整个建筑的基底连成一片的大板基础，适用于地基承载力较弱、不均匀，或者上部结构荷载较大且分布不均匀的情况。
筏板基础的设计需要考虑板的厚度、配筋以及与上部结构的协同工作。
基础与地下室构造
基础与地下室构造在建筑领域中，基础与地下室构造是至关重要的部分，它们直接影响着建筑物的稳定性、安全性和功能性。
接下来，让我们一起深入了解一下这两个关键的构造元素。
基础，简单来说，就是建筑物底部与地基接触的承重构件。
它的主要作用是将建筑物的各种荷载传递给地基，从而保证建筑物的稳定和安全。
基础的形式多种多样，常见的有独立基础、条形基础、筏板基础和桩基础等。
独立基础通常适用于柱承重的结构，形状多为方形或矩形。
当建筑物的上部荷载分布比较均匀，且地基承载力较高时，条形基础是一个不错的选择。
它沿着建筑物的纵向延伸，可以有效地承受线性荷载。
筏板基础则像一块巨大的平板，覆盖在整个建筑物的底部，适用于软弱地基或者不均匀沉降要求严格的建筑。
而桩基础则是通过桩身将荷载传递到深层的坚硬土层或岩层，常用于高层建筑、大型桥梁等对基础承载力要求极高的工程。
在设计和施工基础时，需要充分考虑多种因素。
首先是地质条件，不同的地质情况对基础的选型和设计有着重要影响。
例如，在松软的土层上，可能需要采用桩基础来提高承载力；而在坚实的岩石地基上，简单的独立基础就可能满足要求。
其次是建筑物的荷载情况，包括竖向荷载和水平荷载。
此外，还需要考虑周边环境、地下水位等因素。
地下室，作为建筑物在地下的部分，具有多种功能。
它可以用作停车场、储藏室、设备间，甚至可以改造成居住空间或商业场所。
地下室的存在不仅增加了建筑物的使用面积，还可以提高建筑物的整体稳定性。
地下室的构造包括墙体、顶板、底板、门窗等部分。
地下室的墙体需要承受土压力、水压力以及来自上部结构的荷载，因此通常具有较高的强度和防水性能。
顶板的设计要考虑覆土厚度、车辆通行等因素。
底板则不仅要承受地下室的自重和使用荷载，还要防止地下水的渗透。
为了保证地下室的防水效果，通常会采取一系列的防水措施。
在外部，会设置防水层，如防水卷材或防水涂料。
在内部，可能会采用防水混凝土，并设置排水系统，及时排除渗入的地下水。
基础及地下室施工方案
基础及地下室施工方案第一节基础施工本工程地下室为一层，开挖面积为约22000 m2，主楼1、2、3、4、5号楼采用桩基础，主楼外地下室采用500mm厚筏板基础。
根据成都兴蜀勘察基础工程公司《岩土工程勘察报告》，场地内岩土层主要由砂、泥岩碎石、粉质粘土、泥岩及砂岩构成。
基岩裂隙水及松散岩孔隙水较贫乏，地下水活动迹象不明显。
设计持力层为中风化基岩，其中中风化泥岩承载力特征值为2537kPa，中风化砂岩承载力特征值为11437 kPa。
1、土方开挖土方开挖采取整体大开挖至设计挖方标高，然后进行基础换填、褥垫层、及强夯地基施工。
2、强夯地基施工（1）工艺流程场地平整→布置夯点→机械就位→夯锤起吊至预定高度→夯锤自由下落→按设计要求重复夯击→低能量夯实表层松土（2）设计1）有效加固深度：H≈a h M式中a--修正系数，一般黏性土取0.5，砂性土到0.7，黄土取0.35～0.5；H--有效加固深度(ｍ)；M--夯锺重（ｔ）；ｈ--落距（ｍ）。
实际影响有效加固深度的因素很多，除了锤重和落距外，还有地基土层的性质、不同土层的厚度和埋藏顺序、地下水位以及其他强夯的设计参数等都与有效加固深度密切相关。
在缺少经验或试验资料时，可按下表预估。
强夯的有效加固深度(m)表注：强夯的有效加固深度应从最初起夯面算起。
2）夯点的夯击次数，应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，并应同时满足下列条件：a、最后两击的平均夯沉量不大于下列数值：当单击夯击能量小于4000kN·m 时为50mm；当单击夯击能量为4000～6000kN·m 时为100mm；当单击夯击能量大于6000kN·m时为200mm；b、夯坑周围地面不应发生过大的隆起；夯坑间距3—5m；c、不因夯坑过深而发生起锤困难。
3）夯击遍数应根据地基土的性质确定，可采用点夯2～3 遍，对于渗透性较差的细颗粒土，必要时夯击遍数可适当增加。
最后再以低能量满夯2 遍，满夯可采用轻锤或低落距多次夯击，锤印搭接。
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* 难以进行软弱下卧层的承载力验算
* 难以进行地基变形验算
1.5 未提出建议的地基处理及基 础设计方案
* 地基处理与基础设计具有很强的地域性
* 应对地基类型、基础形式、地基处理、 基坑支护、工程降水和不良地质作用的防 治等提出建议
1.6 不满足结构抗震设计的基本 要求
c）拉梁的配筋构造
拉梁的纵向受力钢筋除满足计算要求外，正弯 矩钢筋应全部拉通，负弯矩钢筋应有50％拉通
3.6 高层主楼和低层裙房地下室 不设沉降缝，未计算两者的差异 沉降，也未采取必要措施
* 采用大底盘变厚度筏基，沉降后浇带设 在距主楼边柱的第一跨或第二跨内
* 主楼采用整体筏基,裙房采用独基或交叉 地基梁加防水板
* 根据拉梁的位置及作用不同，应采取不 同的计算方法
a）基础埋深较深时，为减小底层柱的计算长 度和底层位移，在±0.00以下适当位置设置拉梁
此时，将基础至拉梁作为一层重新进行一次 计算分析。拉梁和框架柱梁的配筋取两次计算结 果的较大值
b）基础埋深较浅而设置拉梁，一般设 置在基础顶面
此时，拉梁计算可采用下列方法： b.1 取拉结的柱中较大轴力的l/10作为拉梁的 轴力，拉梁按轴心受力构件计算。柱基础按偏心 受压考虑 b.2 以拉梁平衡柱底弯矩，基础按轴压考虑 b.3 如拉梁承托隔墙等，则应将竖向荷载所产 生的弯矩与上述两种方法之一计算的内力进行组 合，按拉(压)弯构件或受弯构件计算
* 应考虑冲切临界面上不平衡弯矩产生的 附加剪力。冲切临界面上的剪力应为柱轴 力与弯矩产生的剪力叠加
* 具体按《地基规范》第8.4.7条
3、天然地基基础
3.1 季节性冻土地区的基础埋深 未考虑冻土深度要求
* 计算季节性冻土地基的设计冻深
* 或按地区经验确定基础的最小埋深，并 采取必要的防冻措施
3.2 接建工程的基础埋深不正确
2.4 未根据工程特点全面设计
* 软弱下卧层的承载力验算 * 斜坡或边坡的稳定性验算 * 基础荷载差异大或土层不均匀时的地基 变形计算 * 整体大面积基础上建有多栋高层和低层 建筑时，应按上部结构、基础与地基的共 同作用进行变形计算
2.5 设计双柱或多柱联合基础时， 未考虑荷载偏心的影响
* 应使荷载合力点与基础重心重合或尽量 减小偏心
* 具体的抗液化措施见《抗震规范》第 4.3.6～4.3.9条
3.4 建造在软弱地基上的砌体结 构，基础未设置基础圈梁
* 基底或±0.000处 * 外墙、内纵墙、主要内横墙
3.5 柱下独基的拉梁设计不正确
* 柱下独基有下列情况之一时，宜沿两个 主轴方向设置拉梁：
a) 一级抗震或Ⅳ类场地的二级抗震框架 b) 各柱重力荷载代表值差别较大 b) 基础埋置较深，或埋深差别较大 c) 地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层、 液化土层或严重不均匀土层
地基基础 、基础计 算和地下室设计
1、勘察报告
2、地基基础计算 3、天然地基基础 4、桩基础 5、地基处理 6、地下室设计
1、勘察报告
1.1 对应采用时程分析法进行 遇地震下补充计算的工程，无实 测土层剪切波速
* 应采用时程分析法进行多遇地震下补充 计算的建筑物，具体见《抗震规范》第 5.1.2条
* 应提供场地类别，进行液化判别，分析 地震作用时的稳定性，判断软土沉陷及其 它不良地质作用
1.7 采用不准确的勘察报告或非 本工程的勘查报告进行设计
* 对不适用或有疑义的参数，应与勘察单 位协商确定，不能盲目执行
* 对钻孔位置不符、数量深度不够及资料 不全的，应要求补勘
2、地基基础计算
2.1 未考虑地面堆载的影响，造 成地基承载力不能满足要求
* 新建工程的基础埋深不宜大于原有基础
* 当不满足时应保持一定间距，具体应根 据原有工程荷载、基础型式和土质确定
* 基础净距见《地基规范》第7.3.3条
* 也可采取分段施工、设支撑、打板桩等 措施，或加固原有地基，且应考虑新基础 对旧基础的不利影响
3.3 对液化土层未进行必要的论 证或处理
* 应根据抗震设防类别、液化等级，结合 具体情况采取相应的措施
* 不满足条件时，宜按弹性地基梁
2.8 设计柱下交叉梁条形基础时， 柱下荷载分配不正确
* 交叉点上的柱荷载，按交叉梁的刚度和 变形协调的要求进行分配
* 通过修正节点处的荷载,解决交叉点处面 积重叠产生的误差，然后根据相关要求计 算地基梁的内力
2.9 平板式筏基计算抗冲切承载 力时，仅考虑柱轴力作用
2.2 采用的最不利荷载效应组合 与相应的抗力限值不准确
* 具体规定见《地基基础规范》第3.0.4条
2.3 基础埋置深度计算不正确
* 一般自室外地面标高算起
* 在填方整平地区，可自填土地面标高算 起；但填土在上部结构施工后完成时，应 从天然地面标高算起
* 对于地下室，如采用箱基或筏基，自室 外地面标高算起；当采用独基或条基时， 应从室内地面标高算起
* 主楼采用复合地基，裙房下采用天然地 基，控制两者的差异沉降在允许范围内
* 主楼和裙房均采用桩基，通过调整两者 的桩径、桩长等来控制两者的差异沉降在 允许范围内
* 主楼和裙房之间设置沉降后浇带，待两 部分沉降差符合设计要求时封闭
3.7 地下室平面超长，既未设伸 缩缝也未采取任何措施
* 当偏心不可避免时，荷载组合应考虑偏 心弯矩产生的影响
2.6 当柱轴力较大，基础混凝土 强度等级低于柱混凝土强度等级 时，未验算柱下基础顶面局部受 压承载力
* 可以提高基础混凝土强度等级
* 采取设置钢筋网片等措施
2.7 柱下条形基础内力计算时， 全部采用倒梁模型，地基反力按 直线分布
* 适用条件见《地基规范》第8.3.2条
1.2 需要进行防水设计与抗浮设 计的工程，未提供防水设计水位 与抗浮设计水位
* 两个设计水位对结构的安全性与经济性 有较大影响
1.3 对采用桩基的工程，未提供 桩的端阻与侧阻计算数据
* 桩型及其承载力计算参数均具有较强的 地域性
* 地基基础设计等级为甲乙级的工程，桩 的承载力应由静载试验确定
1.4 对复杂场地或需要进行地基 变形验算的工程，提供的钻孔数 量或钻孔深度不够