基础是建筑地面以下的承重构件,是建筑的下部结构,它承受建筑物上部结构传下来的全部荷载,并把这些荷载连同本身的重量一起传到地基上。作为房屋的主要组成部分,基础应当坚固、稳定、能经受冰冻和地下水及化学物质的侵蚀。
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类型
按材料受力特点分类
基础按照材料的受力特点可分为刚性基础和柔性基础。
(1)刚性基础 刚性基础也称为无筋扩展基础,由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的,且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。这种基础抗压强度高而抗拉、抗剪强度低。为满足地基允许承载力的要求,需要加大基础底面积,基础底面尺寸的放大应根据材料的刚性角来决定。凡受刚性角限制的为刚性基础。
刚性角是指上部结构荷载通过基础向下扩散传递方向与竖向的夹角,如图2-2中所示的α角。
(2)柔性基础 是指基础宽度加大时不受刚性角限制的基础,如钢筋混凝土基础。这类基础的高度不受台阶宽高比的限制,尤其适宜于宽基浅埋的情况。
按制作材料区分
基础按制作材料区分,有灰土基础、砖基础、毛石基础、三合土基础、混凝土基础、毛石混凝土基础、钢筋混凝土基础等。
(1)混凝土基础
是指用混凝土制作的基础。混凝土基础的优点是强度高,整体性好,耐水,适用于潮湿的地基或含水的基槽中。混凝土基础的断面形式有阶梯形和锥形两种。混凝土基础可用于有地下水和冰冻作用的场地,其厚度一般为300~500mm,每阶高度不应小于200mm,混凝土强度等级通常为C7.5~C20。混凝土基础的宽高比为1:1。
(2)毛石混凝土基础
是体积较大的混凝土基础,为了节约水泥用量,可以在浇筑混凝土时加入20%~30%的毛石,这种基础称为毛石混凝土基础。当基础埋深较大时,可用毛石混凝土做成台阶形。
(3)钢筋混凝土基础
钢筋混凝土基础的抗弯和抗剪性能良好,可在上部结构荷载较大、地基承载力不高以及有水平力和力矩等荷载的情况下使用,这类基础的高度不受台阶宽高比的限制,尤其适宜于宽基浅埋的情况,常用于上部荷载大,地下水位高的大、中型工业建筑和多层民用建筑。
按外观形式与构造特点分类
基础按照其外观形式与构造特点可分为条形基础、独立基础、联合基础、箱形基础等。
(1)条形基础 基础宽度与其长度相差较大时,其外观为长条形,称为条形基础。条形基础可以用刚性材料制作,也可以用钢筋混凝土制作,所以条形基础既可以用于墙下,也可以用于柱下。
(2)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,并且柱距较大时,基础常采用方形或矩形的单独基础,这种基础称为独立基础。独立基础是柱下基础的基本形式,常用的断面形式有杯形、阶梯形、锥形等。
(3)联合基础 当上部荷载较大,或者地基承载力较低,可以将多个独立基础合并,从而形成联合基础。联合基础主要有柱下条形基础、十字交叉梁基础和筏形基础等。
1)柱下条形基础。当结构采用钢筋混凝土墙或者柱的间距较小,而基础平面尺度较大时,常将柱的基础连接成长方形,形成柱下条形基础。
2)十字交叉梁基础。当地基软弱,柱网的柱荷载不均匀,需要基础具有空间刚度以调整不均匀沉降时多采用十字交叉梁基础。可以理解为柱下条形基础的双向布置,在其交叉处为柱子的位置。
3)筏形基础。筏形基础又称筏板基础、满堂基础。建筑物荷载较大,地基承载力较弱,可选用整片的混凝土板承受建筑物传来的荷载并将其传给地基,这种基础形似筏子,所以称为筏形基础。筏形基础的整体性好,能很好地抵抗地基的不均匀沉降。
筏形基础按结构形式可分为板式结构与梁板式结构两类。板式筏基的底板厚度较大,构造简单;梁板式筏基的底板厚度较小,但增加了双向梁,构造较复杂。
(4)箱形基础 当建筑物荷载很大,浅层地质情况较差或建筑物很高,基础需深埋时,为增加建筑物的整体刚度,不致因地基的局部变形影响上部结构,常采用由底板、顶板、侧墙及一定数量内隔墙构成的整体刚度较好的单层或多层钢筋混凝土基础,称为箱形基础。箱形基础内部空间为地下室。
(5)桩基础 桩基础是由设置于岩土中的桩和连接于桩顶端的承台组成的基础,或由柱与桩直接连接的单桩基础,适用于建筑物荷载大、层数多、高度大以及大面积的软弱地基土深度较大等情况。
桩基础按成桩工艺分为预制桩和灌注桩两种。预制桩通常在构件厂或现场预制,用打桩机将其打入土中,预制桩的优点是桩身质量好,承载力强;缺点是现场打桩振动大,桩的尺寸不能太大,并且运输工作量大,造价高。