第08章 基础.docVIP

第8章 基 础 【教学目的】本章主要讲授基础的作用及其与地基的关系；基础的埋置深度；基础的类型。学生主要学习什么。 【教学要求】通过本章的学习，学生主要：1.掌握地基﹑基础﹑ 基础埋置深度的基本概念；2.掌握常见基础的分类，了解基础的一般构造。 【重点难点】本章学习的重点基础与地基的关系；基础类型及其构造形式。 【知识要点】本章学习的主要知识点：基础作用及其与地基的关系；基础类型及其构造形式。 8.1 基础的作用及其与地基的关系 在建筑工程上，把建筑物与土壤直接接触的部分称为基础。把支承建筑物重量的土层叫地基。基础是建筑物的组成部分。它承受着建筑物的上部荷裁，井将这些荷载传给地基。地基不是建筑物的组成部分。地基可分为天然地基和人工地基两类。 凡天然土层本身具有足够的强度，能直接承受建筑物荷载的地基被称为天然地基。凡天然土层本身的承载能力弱，或建筑物上部荷载较大，须预先对土壤层进行人工加工或加固处理后才能承受建筑物荷载的地基称人工地基。人工加固地基通常采用压实法、换土法、打桩法以及化学加固法等。 8.2 基础的埋置深度 从室外设计地面至基础底面的垂直距离标基础的埋置深度，简称基础的埋深，如图8-2-1所示。建筑物上部荷裁的大小、地基土质的好坏、地下水位的高低、土的冰冻的深度以及新旧建筑物的相邻交接关系等，都将影响着基础的埋深。根据基础埋置深度的不同，基础有深基础、浅基础和不埋基础之分。当埋置深度大于4m的称深基础；当埋置深度小于4m的称浅基础；当基础直接做在地表面上的称不埋基础。对于冬天地表土会结冰的地区，将结冰的土层厚度处称为冰冻线。为了防止冻融时土内所含的水的体积发生变化会对基础造成不良影响，基础底面应埋在冰冻线以下200mm。 图4—5—LI 基础的埋深 8.3 基础的类型 基础的类型较多，按基础所采用材料和受力特点分，有刚性基础和非刚性基础；依构造形式分，有条形基础、独立基础、筏形基础、桩基础、箱形基础等。 8.3.1按所用材料及受力特点分类 1.刚性基础 由刚性材料制作的基础称为刚性基础。在常用的建筑材料中，砖、石、素混凝土等抗压强度高，而抗拉、抗剪强度低，均属刚性材料。由这些材料制作的基础都属于刚性基础。 从受力和传力的角度考虑，由于土壤单位面积的承载能力小，上部结构通过基础将其荷载传给地基时，只有将基础底面积不断扩大，才能适应地基受力的要求。根据试验得知，上部结构(墙或柱)在基础中传递压力是沿一定角度分布的，这个传力角度称压力分布角，或称刚性角，以α表示〔图8-3-1a〕。 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，即由图中的B。增大到B1，致使刚性角扩大。这时，基础会因受拉而破坏(图8-3-1b)。所以，刚性基础底面宽度的增大要受到刚性角的限制。 图8-3-1 刚性基础的受力、传力特点 (a)基础受力在刚性角范围以内；(b)基础宽度超过刚性角范围而破坏 不同材料基础的刚性角是不同的，通常砖砌基础的刚性角应控制在26°～33°之间为好，素混凝土基础的刚性角应控制在45°以内(图8-3-2)。 图8-3-2 刚性基础的受力、传力特点 （a）砖砌基础的刚性角范围；(b)素混凝土基础的刚性角范围 2．非刚性基础 当建筑物的荷载较大而地基承载能力较小时，由于基础底面宽度B0需要加宽，如果仍采用素混凝土材料，势必导致基础深度也要加大。这样，既增加了挖土工作量，而且还使材料用量增加，对工期和造价都十分不利(图8-3-3a)。 图8-3-3钢筋混凝土基础 (a)混凝土与钢筋混凝土基础比较；(b)基础配筋情况 如果在混凝土基础的底部配以钢筋，利用钢筋来承受拉力(图8-3-3b)。使基础底都能够承受较大弯矩。这时，基础宽度的加大不受刚性角的限制。故有人称钢筋混凝土基础为柔性基础。在同样条件下，采用钢筋混凝土与混凝土基础比较，可节省大量的混凝土材料和挖土工作量。 为了保证钢筋混凝土基础施工时，钢筋不致陷入泥土中，常须在基础与地基之间设置混凝土垫层。 8.3.2 按基础的构造形式分类 基础构造形式的确定随建筑物上部结构形式、荷载大小及地基土质情况而定。在一般情况下，上部结构形式直接影响基础的形式，当上部荷载增大，且地基承载能力有变化时，基础形式也随之变化。 1.条形基础 当建筑物上部结构采用砖墙或石墙承重时，基础沿墙身设置，多做成长条形，这种基础称条形基础或带形基础(图8-3-4)。所以，条形基础往往是砖石墙的基础形式。 图伞5—34条形基础 2．独立基础 当建筑物上部结构采用框架结构或单层排架及门架结构承重时，其基础常采用方形或矩形的单独基础，这种基础称独立基础或柱式基础(图8-3-5a)