房屋建筑构造及原理讲义.ppt

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1、房屋建筑构造及原理房屋建筑构造及原理 目目 录录一、绪论一、绪论 二、地基与基础二、地基与基础三、墙体构造三、墙体构造四、楼板及地面构造四、楼板及地面构造五、屋顶构造五、屋顶构造六、门窗构造六、门窗构造七、变形缝知识七、变形缝知识八、结构类型八、结构类型九、绿色建筑九、绿色建筑 划划一、绪论一、绪论 1.11.1建筑，从广义上讲，既表示建筑工程的建造过程，又表示这种活动的建筑，从广义上讲，既表示建筑工程的建造过程，又表示这种活动的成果成果建筑物。建筑也是一个统称，既包括建筑物也包括构筑物。凡供人建筑物。建筑也是一个统称，既包括建筑物也包括构筑物。凡供人们在其内部进行生产、生活或其他活动的房屋或

2、场所叫做建筑物，如学校、们在其内部进行生产、生活或其他活动的房屋或场所叫做建筑物，如学校、医院、办公楼、住宅、厂房等；而人们不能直接在其内部进行生产、生活的医院、办公楼、住宅、厂房等；而人们不能直接在其内部进行生产、生活的工程设施叫做构筑物，如：烟筒、水塔、水坝等。工程设施叫做构筑物，如：烟筒、水塔、水坝等。1.21.2房屋建筑构造，是研究房屋建筑的构造原理和构造方法的学科，主要房屋建筑构造，是研究房屋建筑的构造原理和构造方法的学科，主要任务是根据建筑物的使用功能、建筑技术和建筑形象的要求，提供结构合理、任务是根据建筑物的使用功能、建筑技术和建筑形象的要求，提供结构合理、技术先进的构造方案。技

3、术先进的构造方案。1.31.3建筑构成的基本要素建筑构成的基本要素 “适用、安全、经济、美观适用、安全、经济、美观”是我国的建筑方针，这就构成建筑的三大是我国的建筑方针，这就构成建筑的三大基本要素基本要素建筑功能、建筑技术和建筑形象。建筑功能、建筑技术和建筑形象。划划1.3.11.3.1建筑技术建筑技术 建筑技术是建造房屋的手段，包括建筑结构、建筑材料、建筑设备、建筑技术是建造房屋的手段，包括建筑结构、建筑材料、建筑设备、建筑施工等内容。建筑施工等内容。建筑结构和建筑材料构成建筑的骨架。建筑结构和建筑材料构成建筑的骨架。建筑设备是建造房屋的技术条件。建筑设备是建造房屋的技术条件。建筑施工使建造

4、房屋的目的得以按时实现。建筑施工使建造房屋的目的得以按时实现。1.3.21.3.2建筑形象建筑形象建筑形象的塑造既要遵循美观的原则，还要根据建筑的使用功能和性质，要建筑形象的塑造既要遵循美观的原则，还要根据建筑的使用功能和性质，要综合考虑建筑所在的自然条件、地域文化、经济发展和建筑技术手段。综合考虑建筑所在的自然条件、地域文化、经济发展和建筑技术手段。影响建筑形象的因素包括建筑体量、组合形式、立面构图、细部处理、建筑影响建筑形象的因素包括建筑体量、组合形式、立面构图、细部处理、建筑装饰材料的色彩和质感、光影效果等等。处理手法不同，可给人或庄重宏伟装饰材料的色彩和质感、光影效果等等。处理手法不同

5、，可给人或庄重宏伟或简洁明快或轻快活泼的视觉效果。如人民大会堂、南京中山陵、鸟巢、蛋或简洁明快或轻快活泼的视觉效果。如人民大会堂、南京中山陵、鸟巢、蛋形国家大剧院等。形国家大剧院等。完美的建筑形象甚至是国家象征或历史片段的反映完美的建筑形象甚至是国家象征或历史片段的反映 。如埃及金字塔、中世纪。如埃及金字塔、中世纪的代表建筑教堂、北京故宫建筑群、印度泰姬马哈陵等等。的代表建筑教堂、北京故宫建筑群、印度泰姬马哈陵等等。人民大会堂：庄严肃穆人民大会堂：庄严肃穆 印度的象征印度的象征-泰姬马哈陵泰姬马哈陵鸟巢体育馆鸟巢体育馆-活泼轻快活泼轻快 埃及的名片埃及的名片-金字塔金字塔 建筑功能、建筑技术、

6、建筑形象，建筑的这三个基本构成要素中，建筑功能处于建筑功能、建筑技术、建筑形象，建筑的这三个基本构成要素中，建筑功能处于主导地位；建筑技术是实现建筑目的的必要手段；建筑形象则是建筑功能、技术的外主导地位；建筑技术是实现建筑目的的必要手段；建筑形象则是建筑功能、技术的外在表现，具有主观性。因而，同样的设计要求、相同的建筑材料和结构体系，也可创在表现，具有主观性。因而，同样的设计要求、相同的建筑材料和结构体系，也可创造完全不同的建筑形象，产生不同的美学效果。而优秀的建筑作品是三者的辩证统一。造完全不同的建筑形象，产生不同的美学效果。而优秀的建筑作品是三者的辩证统一。1.41.4建筑的分类和分级建筑

7、的分类和分级 1.4.1 1.4.1建筑的分类：建筑的分类：1.4.1.1 1.4.1.1按照建筑使用性质分类按照建筑使用性质分类 （1 1）民用建筑包括居住建筑和公共建筑。）民用建筑包括居住建筑和公共建筑。1 1）居住建筑，供人们居住使用的建筑，如公寓、宿舍、住宅等。）居住建筑，供人们居住使用的建筑，如公寓、宿舍、住宅等。2 2）公共建筑，供人们进行各种公共活动的建筑，如办公楼、教学楼、门诊楼、影）公共建筑，供人们进行各种公共活动的建筑，如办公楼、教学楼、门诊楼、影剧院、体育馆等。剧院、体育馆等。（2 2）工业建筑，为生产服务的各类建筑，如工业厂房、锅炉房、配电站等。）工业建筑，为生产服务的

8、各类建筑，如工业厂房、锅炉房、配电站等。（3 3）农业建筑，供农业、畜牧业生产和加工用的建筑，包括温室、粮仓、饲养场等。）农业建筑，供农业、畜牧业生产和加工用的建筑，包括温室、粮仓、饲养场等。1.4.1.21.4.1.2按照民用建筑的规模大小分类按照民用建筑的规模大小分类（1 1）大量性建筑是指量大面广，与人民生活、生产密切相关的建筑。如住宅、幼儿大量性建筑是指量大面广，与人民生活、生产密切相关的建筑。如住宅、幼儿园、学校、厂房等。园、学校、厂房等。（2 2）大型性建筑是指规模大，耗资多的建筑，如体育馆、影剧院、车站、航空港等。大型性建筑是指规模大，耗资多的建筑，如体育馆、影剧院、车站、航空港

9、等。划划1.4.1.31.4.1.3按照民用建筑的层数分类：按照民用建筑的层数分类：（1 1）低层建筑：一般指）低层建筑：一般指2 2层以下的建筑。层以下的建筑。（2 2）多层建筑：一般指）多层建筑：一般指3636层的建筑。层的建筑。(3)(3)中高层建筑：一般指中高层建筑：一般指7979层的建筑。层的建筑。(4)(4)高层建筑：一般指高层建筑：一般指1010层以上的建筑以及建筑总高度超过层以上的建筑以及建筑总高度超过24m24m的公共建筑。的公共建筑。1.4.1.41.4.1.4按承重结构的材料分类：按承重结构的材料分类：（1 1）砖混结构建筑：指用砖砌筑墙体，钢筋混凝土作楼板和屋顶的建筑。

10、）砖混结构建筑：指用砖砌筑墙体，钢筋混凝土作楼板和屋顶的建筑。（2 2）钢筋混凝土结构建筑）钢筋混凝土结构建筑 ：指用钢筋混凝土作柱、梁、板承重的建筑。：指用钢筋混凝土作柱、梁、板承重的建筑。（3 3）钢结构建筑：指用钢柱、钢梁承重的建筑。）钢结构建筑：指用钢柱、钢梁承重的建筑。（4 4）其他建筑：如木结构建筑、生土、膜建筑等。）其他建筑：如木结构建筑、生土、膜建筑等。1.4.21.4.2建筑的分级：建筑的分级：1.1.按耐久年限分，以主体结构确定的建筑耐久年限分下列四级：按耐久年限分，以主体结构确定的建筑耐久年限分下列四级：（1 1）一级建筑：耐久年限为）一级建筑：耐久年限为100100年以

11、上，适用于重要的建筑和高层建筑。年以上，适用于重要的建筑和高层建筑。（2 2）二级建筑：耐久年限为）二级建筑：耐久年限为5050100100年，适用于一般性建筑。年，适用于一般性建筑。（3 3）三级建筑：耐久年限为）三级建筑：耐久年限为25255050年，适用于次要的建筑。年，适用于次要的建筑。划划（4 4）四级建筑：耐久年限为）四级建筑：耐久年限为1515年以下，适用于临时性建筑。年以下，适用于临时性建筑。2.2.按耐火等级分，多层建筑物的耐火等级分为四级；高层建筑的耐火等级应分按耐火等级分，多层建筑物的耐火等级分为四级；高层建筑的耐火等级应分为一二两级。建筑物的耐火等级是按组成建筑物构件的

12、燃烧性能和耐火极限来为一二两级。建筑物的耐火等级是按组成建筑物构件的燃烧性能和耐火极限来确定。确定。构件的耐火极限是指对任一建筑构件按时间构件的耐火极限是指对任一建筑构件按时间温度标准曲线进行耐火试验，温度标准曲线进行耐火试验，从受到火的作用时起，到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时为止从受到火的作用时起，到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时为止的这段时间，用小时来表示。的这段时间，用小时来表示。构件的燃烧性能可分为三类，即非燃烧体、难燃烧体、燃烧体。构件的燃烧性能可分为三类，即非燃烧体、难燃烧体、燃烧体。非燃烧体：用非燃烧材料做成的构件。非燃烧材料是指在空气中受到火烧或高非燃

13、烧体：用非燃烧材料做成的构件。非燃烧材料是指在空气中受到火烧或高温作用时不起火、不微燃、不炭化的材料，如金属材料和无机矿物材料。温作用时不起火、不微燃、不炭化的材料，如金属材料和无机矿物材料。难燃烧体：用难燃烧材料做成的构件，或用燃烧材料做成而用非燃烧材料作保难燃烧体：用难燃烧材料做成的构件，或用燃烧材料做成而用非燃烧材料作保护层的构件。难燃烧材料系指在空气中受到火烧或高温作用时难起火、难微燃、护层的构件。难燃烧材料系指在空气中受到火烧或高温作用时难起火、难微燃、难炭化，当火源移走后燃烧或微燃立即停止的材料。如沥青混凝土，经过防火难炭化，当火源移走后燃烧或微燃立即停止的材料。如沥青混凝土，经过

14、防火划划处理的木材等。处理的木材等。燃烧体：用燃烧材料做成的构件。燃烧材料系指在空气中受到火烧或高温作用燃烧体：用燃烧材料做成的构件。燃烧材料系指在空气中受到火烧或高温作用时立即起火或微燃，且火源移走后仍继续燃烧或微燃的材料，如木材。时立即起火或微燃，且火源移走后仍继续燃烧或微燃的材料，如木材。1.4.31.4.3建筑构造组成建筑构造组成 建筑物一般由承重结构、围护结构、饰面装修和附属部件组成。建筑物一般由承重结构、围护结构、饰面装修和附属部件组成。承重结构根据建筑的结构体系可分为基础、承重墙或柱、梁和楼承重结构根据建筑的结构体系可分为基础、承重墙或柱、梁和楼 板等。板等。围护结构可分为外墙、

15、门窗和屋顶。围护结构可分为外墙、门窗和屋顶。饰面装修一般按其部位分为内外墙面、楼地面、屋面、顶棚等饰饰面装修一般按其部位分为内外墙面、楼地面、屋面、顶棚等饰面装修。面装修。附属部件一般包括楼梯、电梯、自动扶梯、门窗、遮阳、阳台、附属部件一般包括楼梯、电梯、自动扶梯、门窗、遮阳、阳台、栏杆、隔断、台阶、坡道、雨篷、花池等。栏杆、隔断、台阶、坡道、雨篷、花池等。建筑的构造组成如图建筑的构造组成如图1-41-4和图和图1-51-5所示。所示。划划图图1-4 1-4 砖混结构建筑构造组成砖混结构建筑构造组成划划图图1-5 1-5 框架结构建筑构造组成框架结构建筑构造组成划划 建筑构配件按其所处部位和功

16、能的不同，为叙述的方便，又可分为基础、墙体、建筑构配件按其所处部位和功能的不同，为叙述的方便，又可分为基础、墙体、楼板和地坪层、楼梯和电梯、屋面、饰面装修、门窗等。楼板和地坪层、楼梯和电梯、屋面、饰面装修、门窗等。1.1.基础：基础是建筑物最下部的承重构件，它的作用是把上部荷载传给地基。基础：基础是建筑物最下部的承重构件，它的作用是把上部荷载传给地基。2.2.墙体：墙体的作用是承重、围护和分隔空间。墙体构造取决于建筑结构体系及墙体：墙体的作用是承重、围护和分隔空间。墙体构造取决于建筑结构体系及其所在的位置，分为承重墙和非承重墙。此外，对墙体的隔热、保温、防潮、隔声其所在的位置，分为承重墙和非承

17、重墙。此外，对墙体的隔热、保温、防潮、隔声等物理性能的要求，也是墙体构造方式的影响因素。等物理性能的要求，也是墙体构造方式的影响因素。承重墙常见于多层以下的砖混结构建筑，作为承重构件，把建筑上部的荷载承重墙常见于多层以下的砖混结构建筑，作为承重构件，把建筑上部的荷载传递给基础。传递给基础。非承重墙包括各类只起围护和分隔空间作用的墙体，如框架结构的填充墙、非承重墙包括各类只起围护和分隔空间作用的墙体，如框架结构的填充墙、各类幕墙、隔墙、隔断等。各类幕墙、隔墙、隔断等。3.3.楼板和地坪层楼板和地坪层 楼板是直接支承人、家具和设备等使用荷载的承重构件，并将这些荷载传递楼板是直接支承人、家具和设备等

18、使用荷载的承重构件，并将这些荷载传递给承重墙和梁。同时也是分隔楼层空间的围护构件。给承重墙和梁。同时也是分隔楼层空间的围护构件。地坪层支承人、家具和设备的荷载，并将这些荷载传递给地基。它应有足够地坪层支承人、家具和设备的荷载，并将这些荷载传递给地基。它应有足够的强度和刚度并满足防潮和保温要求。的强度和刚度并满足防潮和保温要求。4.4.楼梯和电梯：楼梯、台阶和坡道都是建筑联系上下楼层的交通构件，是非常重楼梯和电梯：楼梯、台阶和坡道都是建筑联系上下楼层的交通构件，是非常重要的垂直交通通道，尤其火灾发生时可能是唯一的逃生通道，因此，必须具有足够要的垂直交通通道，尤其火灾发生时可能是唯一的逃生通道，因

19、此，必须具有足够的通行能力，同时必须符合建筑防火等相关规范。的通行能力，同时必须符合建筑防火等相关规范。划划 自动扶梯和电梯，用于传送人流，但不能用于消防疏散。消防电梯供处理紧自动扶梯和电梯，用于传送人流，但不能用于消防疏散。消防电梯供处理紧急事故的消防人员使用。急事故的消防人员使用。5.5.屋面：通常包括屋面板、防水层、保温隔热层等。屋面板既是承重构件，屋面：通常包括屋面板、防水层、保温隔热层等。屋面板既是承重构件，又是分隔顶层空间和外部空间、承受风、雨、雪、太阳辐射等的围护构件。又是分隔顶层空间和外部空间、承受风、雨、雪、太阳辐射等的围护构件。6.6.饰面装修：饰面装修是依附于内外墙、柱、

20、顶棚、楼板、地坪等之上的面饰面装修：饰面装修是依附于内外墙、柱、顶棚、楼板、地坪等之上的面层装饰或附加表皮，其主要作用是美化建筑表面、保护结构构件、提高建筑物层装饰或附加表皮，其主要作用是美化建筑表面、保护结构构件、提高建筑物理性能等。应满足美观、坚固、热工、声学、光学、卫生等要求。根据装修工理性能等。应满足美观、坚固、热工、声学、光学、卫生等要求。根据装修工艺可分为粉刷类、粘贴类、钉挂类和涂覆类等。艺可分为粉刷类、粘贴类、钉挂类和涂覆类等。7.7.门窗：门主要用于开闭室内外空间、交通、防盗等功能。窗主要用于采光门窗：门主要用于开闭室内外空间、交通、防盗等功能。窗主要用于采光和通风，并应满足防

21、盗、保温、隔声等功能。门窗的构造重点在于密闭性，因和通风，并应满足防盗、保温、隔声等功能。门窗的构造重点在于密闭性，因此对安装和缝的处理是关键。此对安装和缝的处理是关键。除了上面介绍的七部分之外，还有阳台、栏杆、隔断、雨篷、花池等附属部除了上面介绍的七部分之外，还有阳台、栏杆、隔断、雨篷、花池等附属部分。分。在实际工作中，人们通常把建筑的各个组成部分划分为：建筑构件和在实际工作中，人们通常把建筑的各个组成部分划分为：建筑构件和建筑配件。建筑构件是指建筑中承重的部分，如墙体构件、基础构件、楼板等。建筑配件。建筑构件是指建筑中承重的部分，如墙体构件、基础构件、楼板等。建筑配件是指建筑中非承重的部分

22、，如门窗、隔断、栏杆、台阶、坡道、细部建筑配件是指建筑中非承重的部分，如门窗、隔断、栏杆、台阶、坡道、细部装修等。装修等。划划1.4.41.4.4三种尺寸、定位轴线的确定三种尺寸、定位轴线的确定1.1.三种尺寸三种尺寸 在建筑物建造过程当中，建筑构配件的制作不可避免存在误差，在在建筑物建造过程当中，建筑构配件的制作不可避免存在误差，在安装时又避免不了位置误差，因此，实际的工程建设有三种尺寸，分别是标志尺安装时又避免不了位置误差，因此，实际的工程建设有三种尺寸，分别是标志尺寸、构造尺寸、实际尺寸。寸、构造尺寸、实际尺寸。（1 1）标志尺寸，是根据建筑模数的规定确定的浇筑尺寸，主要用以表示跨度、）

23、标志尺寸，是根据建筑模数的规定确定的浇筑尺寸，主要用以表示跨度、间距和层高等构件界限之间的距离。标志尺寸不考虑构件的接缝大小以及制造、间距和层高等构件界限之间的距离。标志尺寸不考虑构件的接缝大小以及制造、安装过程产生的误差，它是选择建筑、结构方案的依据。安装过程产生的误差，它是选择建筑、结构方案的依据。（2 2）构造尺寸即生产尺寸，是建筑构配件、建筑制品等的量化生产依据，是设）构造尺寸即生产尺寸，是建筑构配件、建筑制品等的量化生产依据，是设计构件或施工详图标注的尺寸，必须考虑构件之间连接所需的缝隙尺寸。计构件或施工详图标注的尺寸，必须考虑构件之间连接所需的缝隙尺寸。即：构造尺寸即：构造尺寸缝隙

24、尺寸缝隙尺寸=标志尺寸。标志尺寸。如图如图1-61-6所示。所示。（3 3）实际尺寸就是竣工尺寸，是建筑物、建筑制品和构配件完成后的实际尺寸。）实际尺寸就是竣工尺寸，是建筑物、建筑制品和构配件完成后的实际尺寸。实际尺寸与标志尺寸的差值应符合公偏差数规定。实际尺寸与标志尺寸的差值应符合公偏差数规定。划划图图1-61-6标志尺寸与构造尺寸关系示意图标志尺寸与构造尺寸关系示意图2.2.定位轴线的确定定位轴线的确定 实际工程设计中，方案设计图和主体施工设计图纸标注采用标实际工程设计中，方案设计图和主体施工设计图纸标注采用标志尺寸，施工详图采用构造尺寸。志尺寸，施工详图采用构造尺寸。因此，在轴线定位时应

25、遵守以下原则：因此，在轴线定位时应遵守以下原则：（1 1）要利于标准构件的选用、构造节点的简化和便于施工。）要利于标准构件的选用、构造节点的简化和便于施工。（2 2）凡主要承重构件的位置，都应以轴线定位，并编号。非承重的隔墙以及其他次）凡主要承重构件的位置，都应以轴线定位，并编号。非承重的隔墙以及其他次要的承重构件，一般不编轴线号，凡需确定位置的建筑局部构件，应注明其与附近要的承重构件，一般不编轴线号，凡需确定位置的建筑局部构件，应注明其与附近轴线的尺寸关系，定位轴线之间的尺寸要和构件的标志尺寸一致，且应符合建筑模轴线的尺寸关系，定位轴线之间的尺寸要和构件的标志尺寸一致，且应符合建筑模数的要求

26、。数的要求。（3 3）定位轴线的具体位置，应沿屋面板的接缝处，屋架的端部外侧设置，或与屋架）定位轴线的具体位置，应沿屋面板的接缝处，屋架的端部外侧设置，或与屋架的侧面中心线重合。对于墙、柱的定位轴线，一般地，位于建筑端部的应与墙或柱的侧面中心线重合。对于墙、柱的定位轴线，一般地，位于建筑端部的应与墙或柱的外缘重合；位于建筑内部的，原则上与承重墙或柱的中心线重合。的外缘重合；位于建筑内部的，原则上与承重墙或柱的中心线重合。本章小结本章小结 本章主要介绍了建筑、建筑构造的涵义、建筑构造的组成和轴线定位等相关内本章主要介绍了建筑、建筑构造的涵义、建筑构造的组成和轴线定位等相关内 容。容。二、地基与基

27、础二、地基与基础1 1、地基、地基1.11.1基本解释基本解释【建建】承受上部结构荷载影响的那一部分土体。承受上部结构荷载影响的那一部分土体。【工程地质学工程地质学】由于建筑物的兴建，导致岩土中某一范围内原来的应力状态发由于建筑物的兴建，导致岩土中某一范围内原来的应力状态发生了变化。这部分由建筑物荷载引起应力变化的岩土体叫地基。生了变化。这部分由建筑物荷载引起应力变化的岩土体叫地基。地基是指建筑物下面支承基地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。础的土体或岩体。作为建筑地基的土层分为岩作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。地基有黏性土和人工填

28、土。地基有天然地基和人工地基两类。天然地基和人工地基两类。天然地基是不需要人加固的天然地基是不需要人加固的天然土层。人工地基需要人天然土层。人工地基需要人加固处理，常见有石屑垫加固处理，常见有石屑垫层、砂垫层、混合灰土回层、砂垫层、混合灰土回填再夯实等。填再夯实等。1.21.2地基要求地基要求强度强度地基要具有足够的承载力；变形地基要具有足够的承载力；变形地基的沉降量需控制在一定范围内，地基的沉降量需控制在一定范围内，其次不同部位的地基沉降差不能太大，否则建筑物上部会产生开裂变形；稳定其次不同部位的地基沉降差不能太大，否则建筑物上部会产生开裂变形；稳定地基要有防止产生倾覆、失稳方面的能力。地基

29、要有防止产生倾覆、失稳方面的能力。压力压力-适当的压力适当的压力1.31.3两类地基两类地基天然地基：不需要对地基进行处理就可以直接放置基础的天然土层。天然地基：不需要对地基进行处理就可以直接放置基础的天然土层。当土层的地质状况较好，承载力较强时可以采用天然地基；当土层的地质状况较好，承载力较强时可以采用天然地基；人工地基：天然土层的土质过于人工地基：天然土层的土质过于软弱软弱或不良的地质条件，需要人工加固或处理后或不良的地质条件，需要人工加固或处理后才能修建的地基。才能修建的地基。而在地质状况不佳的条件下，如坡地、沙地或淤泥地质，或虽然土层质地较好，而在地质状况不佳的条件下，如坡地、沙地或淤

30、泥地质，或虽然土层质地较好，但上部荷载过大时，为但上部荷载过大时，为 使地基具有足够的承载能力，则要采用人工加固地基，即使地基具有足够的承载能力，则要采用人工加固地基，即人工地基。人工地基。1.41.4地基种类地基种类从现场施工的角度来讲地基，地基可分为天然地基、人工地基。地基就是基础下从现场施工的角度来讲地基，地基可分为天然地基、人工地基。地基就是基础下面承压的岩土持力层。天然地基是自然状态下即可满足承担基础全部荷载要求，面承压的岩土持力层。天然地基是自然状态下即可满足承担基础全部荷载要求，不需要人加固的天然土层，其节约工程造价，不需要人工处理的地基。天然地基不需要人加固的天然土层，其节约工

31、程造价，不需要人工处理的地基。天然地基土分为四大类：岩石、碎石土、砂土、粘性土。人工地基：经过人工处理或改良土分为四大类：岩石、碎石土、砂土、粘性土。人工地基：经过人工处理或改良的地基。当土层的地质状况较好，承载力较强时可以采用天然地基；而在地质状的地基。当土层的地质状况较好，承载力较强时可以采用天然地基；而在地质状况不佳的条件下，如坡地、沙地或淤泥地质，或虽然土层质地较好，但上部荷载况不佳的条件下，如坡地、沙地或淤泥地质，或虽然土层质地较好，但上部荷载过大时，为使地基具有足够的承载能力，则要采用人工加固地基，即人工地基。过大时，为使地基具有足够的承载能力，则要采用人工加固地基，即人工地基。1

32、.51.5地基处理地基处理在建筑学中地基的处理是十分重要的，上层建筑是否牢固地基有无可替代的作用。在建筑学中地基的处理是十分重要的，上层建筑是否牢固地基有无可替代的作用。建筑物的地基不够好，上层建筑很可能倒塌，这样说一点也不为过，而地基处理建筑物的地基不够好，上层建筑很可能倒塌，这样说一点也不为过，而地基处理的主要目的是采用各种地基处理方法以改善地基条件。的主要目的是采用各种地基处理方法以改善地基条件。人工地基处理示意图人工地基处理示意图 地基处理的对象是地基处理的对象是软弱地基软弱地基和和特殊土地基特殊土地基。我国的我国的建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GBJ7GBJ78989）中

33、明确规定：）中明确规定：“软弱地基是指主要软弱地基是指主要由淤泥、淤泥质土、由淤泥、淤泥质土、冲填土冲填土、杂填土或其、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基它高压缩性土层构成的地基”。特殊土地。特殊土地基带有地区性的特点，它包括软土、基带有地区性的特点，它包括软土、湿陷湿陷性黄土性黄土、膨胀土膨胀土、红粘土和、红粘土和冻土冻土等地基。等地基。对于地基的改善措施主要有以下五方面：对于地基的改善措施主要有以下五方面：1.1.改善剪切特性改善剪切特性地基的剪切破坏表现在建筑物的地基的剪切破坏表现在建筑物的地基承地基承载力载力不够；使结构失稳或土方开挖时边不够；使结构失稳或土方开挖时边坡失稳；使临近地基

34、产生隆起或坡失稳；使临近地基产生隆起或基坑开基坑开挖挖时坑底隆起。因此，为了防止剪切破时坑底隆起。因此，为了防止剪切破坏，就需要采取增加地基土的抗剪强度的措施。坏，就需要采取增加地基土的抗剪强度的措施。2.2.改善压缩特性改善压缩特性地基的高压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大，因此需要采取措施提高地基地基的高压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大，因此需要采取措施提高地基土土的压缩模量的压缩模量。3.3.改善透水特性改善透水特性地基的透水性表现在堤坝、房屋等基础产生的地基地基的透水性表现在堤坝、房屋等基础产生的地基渗漏；基坑开挖过程中产生流沙和管涌。因此需要研究和采取使地基土变成不透渗漏；基坑

35、开挖过程中产生流沙和管涌。因此需要研究和采取使地基土变成不透水或减少其水压力的措施。水或减少其水压力的措施。4.4.改善动力特性改善动力特性地基的动力特性表现在地基的动力特性表现在地震地震时粉、砂土将会产生液化；由于交通荷载或打桩等原时粉、砂土将会产生液化；由于交通荷载或打桩等原因，使邻近地基产生振动下沉。因此需要研究和采取使地基土防止液化，并改善因，使邻近地基产生振动下沉。因此需要研究和采取使地基土防止液化，并改善振动特性以提高地基抗震性能的措施。振动特性以提高地基抗震性能的措施。5.5.改善特殊土的不良地基的改善特殊土的不良地基的特性特性主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等地基

36、处理的措施。主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等地基处理的措施。这些是基本的改善措施，如果要有坚固的地基就必须根据实际情况来选择合适的这些是基本的改善措施，如果要有坚固的地基就必须根据实际情况来选择合适的 处理方法，以下几种地基的处理方法是比较实用的。处理方法，以下几种地基的处理方法是比较实用的。一、一、换填法换填法：当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基：当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时，常采用换土的要求时，常采用换土垫层垫层来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的土层挖去，来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的土层挖去，然后回

37、填以强度较大的砂、碎石或灰土等，并夯实至密实。然后回填以强度较大的砂、碎石或灰土等，并夯实至密实。二、预压法：预压法是一种有效的软土地基处理方法。该方法的实质是，在建筑二、预压法：预压法是一种有效的软土地基处理方法。该方法的实质是，在建筑物或构筑物建造前，先在拟建场地上施加或分级施加与其相当的荷载，使土体中物或构筑物建造前，先在拟建场地上施加或分级施加与其相当的荷载，使土体中孔隙水排出，孔隙体积变小，土体密实，提高地基承载力和稳定性。孔隙水排出，孔隙体积变小，土体密实，提高地基承载力和稳定性。堆载预压法堆载预压法处理深度一般达处理深度一般达10m10m左右，左右，真空预压法真空预压法处理深度可

38、达处理深度可达15m15m左右。左右。三、三、强夯强夯法：强夯法是法：强夯法是法国法国L L梅纳（梅纳（MenardMenard）19691969年首创的一种地基加固方法，年首创的一种地基加固方法，即用几十吨重锤从高处落下，反复多次夯击地面，对地基进行强力夯实。实践证即用几十吨重锤从高处落下，反复多次夯击地面，对地基进行强力夯实。实践证明，经夯击后的地基承载力可提高明，经夯击后的地基承载力可提高2 25 5倍，压缩性可降低倍，压缩性可降低200200500%500%，影响深度在，影响深度在10m10m以上。以上。四、四、振冲法振冲法：振冲法是振动水冲击法的简称，按不同土类可分为振冲置换法和振：

39、振冲法是振动水冲击法的简称，按不同土类可分为振冲置换法和振冲密实法两类。振冲法在冲密实法两类。振冲法在粘性土粘性土中主要起振冲置换作用，置换后填料形成的桩体中主要起振冲置换作用，置换后填料形成的桩体与土组成复合地基；在砂土中主要起振动挤密和振动液化作用。振冲法的处理深与土组成复合地基；在砂土中主要起振动挤密和振动液化作用。振冲法的处理深度可达度可达10m10m左右。左右。五、深层搅拌法：深层搅拌法系利用水泥或其它固化剂通过特制的搅拌机械，在五、深层搅拌法：深层搅拌法系利用水泥或其它固化剂通过特制的搅拌机械，在地基中将水泥和土体强制拌和，使地基中将水泥和土体强制拌和，使软弱土软弱土硬结成整体，形

40、成具有水稳性和足够强硬结成整体，形成具有水稳性和足够强度的水泥土桩或度的水泥土桩或地下连续墙地下连续墙，处理深度可达，处理深度可达8 812m12m。施工过程：定位施工过程：定位沉入到底沉入到底部部喷浆搅拌（上升）喷浆搅拌（上升）重复搅拌（下沉）重复搅拌（下沉）重复搅拌（上升）重复搅拌（上升）完毕完毕六、砂石桩法：振动沉管砂石桩是振动沉管砂桩和振动沉管碎石桩的简称。振动六、砂石桩法：振动沉管砂石桩是振动沉管砂桩和振动沉管碎石桩的简称。振动沉管砂石桩就是在振动机的振动作用下，把套管打入规定的设计深度，夯管入土沉管砂石桩就是在振动机的振动作用下，把套管打入规定的设计深度，夯管入土后，挤密了套管周围

41、土体，然后投入砂石，再排砂石于土中，振动密实成桩，多后，挤密了套管周围土体，然后投入砂石，再排砂石于土中，振动密实成桩，多次循环后就成为砂石桩。也可采用锤击沉管方法。桩与桩间土形成复合地基，从次循环后就成为砂石桩。也可采用锤击沉管方法。桩与桩间土形成复合地基，从而提高地基的承载力和防止砂土振动液化，也可用于增大软弱粘性土的整体稳定而提高地基的承载力和防止砂土振动液化，也可用于增大软弱粘性土的整体稳定性。其处理深度达性。其处理深度达10m10m左右。左右。七、土或七、土或灰土挤密桩法灰土挤密桩法：土桩及灰土桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中：土桩及灰土桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤

42、土成孔，然后向孔内夯填素土或灰土成桩。成孔时，桩孔部位的土被侧向挤出，挤土成孔，然后向孔内夯填素土或灰土成桩。成孔时，桩孔部位的土被侧向挤出，从而使桩周土得以加密。土桩及灰土桩挤密地基，是由土桩或灰土桩与桩间挤密从而使桩周土得以加密。土桩及灰土桩挤密地基，是由土桩或灰土桩与桩间挤密土共同组成复合地基。土桩及灰土桩法的特点是：就地取材，以土治土，原位处土共同组成复合地基。土桩及灰土桩法的特点是：就地取材，以土治土，原位处理、深层加密和费用较低。理、深层加密和费用较低。用这些方法可以使地基比较坚固，但并没有什么是完美的，同样用这些方法可以使地基比较坚固，但并没有什么是完美的，同样地基处理技术地基处

43、理技术也也在不断的完善与改进中。近在不断的完善与改进中。近4040年来，国外在地基处理技术方面发展十分迅速，老年来，国外在地基处理技术方面发展十分迅速，老方法得到改进，新方法不断涌现。在方法得到改进，新方法不断涌现。在2020世纪世纪6060年代中期，从如何提高土的抗拉强年代中期，从如何提高土的抗拉强度这一思路中，发展了土的度这一思路中，发展了土的“加筋法加筋法”；从如何有利于土的排水和排水固结这一；从如何有利于土的排水和排水固结这一基本观点出发，发展了基本观点出发，发展了土工合成材料土工合成材料、砂井预压和塑料排水带；从如何进行深层、砂井预压和塑料排水带；从如何进行深层密实处理的方法考虑，采

44、用加大击实功的措施，发展了密实处理的方法考虑，采用加大击实功的措施，发展了“强夯法强夯法”和和“振动水冲振动水冲法法”等。另外，现代工业的发展对地基工程提供了强大的生产手段，如能制造重等。另外，现代工业的发展对地基工程提供了强大的生产手段，如能制造重达几十吨的强夯起重机械；潜水电机的出现，带来了振动水冲法中达几十吨的强夯起重机械；潜水电机的出现，带来了振动水冲法中振冲器振冲器的施工的施工机械；机械；真空泵真空泵的问世，才能建立真空预压法；生产了大于的问世，才能建立真空预压法；生产了大于200200个大气压的压缩空个大气压的压缩空气机，从而产生了气机，从而产生了“高压喷射注浆法高压喷射注浆法”。

45、1.61.6承载力承载力地基基础允许承载力地基基础允许承载力是指在保证地基稳定的条件下，房屋和构筑物的是指在保证地基稳定的条件下，房屋和构筑物的沉降量沉降量不超不超过容许值的地基承载力。过容许值的地基承载力。中国中国制定的制定的“工业与民用建筑地基基础设计规范工业与民用建筑地基基础设计规范”（TJ7-74TJ7-74）中规定，在基础宽度小于）中规定，在基础宽度小于3 3米，米，埋深埋深0.50.51.01.0米的条件下，粘性土米的条件下，粘性土主要根据孔隙比（主要根据孔隙比（e e）、天然含水量（）、天然含水量（WoWo）、相对含水量（）、相对含水量（WbWb）考虑。砂根据饱）考虑。砂根据饱和

46、度（和度（SrSr）和紧密度（）和紧密度（D D）决定，也可按）决定，也可按标准贯入试验标准贯入试验及钻探试验锤击数确定地及钻探试验锤击数确定地基承载力。当基础宽度大于基承载力。当基础宽度大于3 3米，埋深大于米，埋深大于1 1米时，必须按下式校正：米时，必须按下式校正：P=+P=+k1r0k1r0（b-3b-3）+k2r+k2r（h-1h-1）。式中）。式中P P为计算承载力（吨为计算承载力（吨/平方米），平方米），为按表查得为按表查得的承载力（吨的承载力（吨/平方米），平方米），r0r0及及r r为地基土持力层的天然容重（地下水位以下取水为地基土持力层的天然容重（地下水位以下取水下容重，吨

47、下容重，吨/立方米），立方米），k1k1及及k2k2为安全系数，取为安全系数，取2 23 3。1.71.7人工地基人工地基人工地基的处理方法有密实法、人工地基的处理方法有密实法、换土法换土法和加固法三类：和加固法三类：密实法密实法用密实法处理地基又可分为：用密实法处理地基又可分为：碾压夯实法：对含水量在一定范围内的土层进行碾压或夯实。此法影响深度碾压夯实法：对含水量在一定范围内的土层进行碾压或夯实。此法影响深度约为约为200200毫米毫米,仅适于平整基槽或填土分层夯实。仅适于平整基槽或填土分层夯实。重锤夯实法：利用起重机械提起重锤，反复夯打，其有效加固深度可达重锤夯实法：利用起重机械提起重锤，

48、反复夯打，其有效加固深度可达1.21.2米。此法适用于处理粘性土、砂土、杂填土、湿陷性黄土地基和对大面积填土米。此法适用于处理粘性土、砂土、杂填土、湿陷性黄土地基和对大面积填土的压实以及杂填土地基的处理。的压实以及杂填土地基的处理。机械碾压法：用机械碾压法：用平碾平碾、羊足碾羊足碾、压路机压路机、推土机推土机及其他压实机械压实松散土及其他压实机械压实松散土层。碾压效果取决于被压土层的含水量和压实机械的能量。对于杂填土地基常层。碾压效果取决于被压土层的含水量和压实机械的能量。对于杂填土地基常用用 8 81212吨的平碾或吨的平碾或13131616吨的羊足碾，逐层填土，逐层碾压。吨的羊足碾，逐层填

49、土，逐层碾压。振动压实法：在地基表面施加振动力振动压实法：在地基表面施加振动力,以振实浅层松散土。振动压实效果取以振实浅层松散土。振动压实效果取决于振动力、被振的成分和振动时间等因素。用此法处理以砂土、炉渣、碎石决于振动力、被振的成分和振动时间等因素。用此法处理以砂土、炉渣、碎石等无粘性土为主的填土地基，效果良好。等无粘性土为主的填土地基，效果良好。强夯法：利用重量为强夯法：利用重量为8 84040吨的重锤从吨的重锤从6 64040米的高处自由落下，对地基进行米的高处自由落下，对地基进行强力夯实的处理方法。经过强夯的强力夯实的处理方法。经过强夯的地基承载能力地基承载能力可提高可提高3 34 4

50、倍倍,以至以至6 6倍，压缩倍，压缩性可降低性可降低2002001000%,1000%,影响深度在影响深度在1010米以上。此法适用于处理砂土、粉砂、黄米以上。此法适用于处理砂土、粉砂、黄土、杂填土和含粉砂的粘性土等。施工时噪声与振动较大。土、杂填土和含粉砂的粘性土等。施工时噪声与振动较大。堆载预压法：在堆积荷载作用下，使饱和软土层排水固结，提高抗剪能力，堆载预压法：在堆积荷载作用下，使饱和软土层排水固结，提高抗剪能力，增加地基的稳定性。增加地基的稳定性。砂井堆载预压法砂井堆载预压法:在软土层中按一定距离打入管井在软土层中按一定距离打入管井,井中灌入透水性良好的砂井中灌入透水性良好的砂,形成排