獨(dú)立基礎(chǔ)加防水底板的分析

張亮

【摘要】作者對獨(dú)立基礎(chǔ)加防水底板基礎(chǔ)的受力分析，提出現(xiàn)階段滿足設(shè)計(jì)要求的方法。

【關(guān)鍵字】獨(dú)立基礎(chǔ)；防水底板

獨(dú)立基礎(chǔ)加防水底板的基礎(chǔ)是近年來伴隨基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工發(fā)展而形成的一種新的基礎(chǔ)形式，由于其傳力簡單、明確且費(fèi)用較低，因此在工程中應(yīng)用較為普遍。

一、受力特點(diǎn)

1、在獨(dú)立基礎(chǔ)加防水底板基礎(chǔ)中，防水底板只用來抵抗水浮力，不考慮防水底板的地基承載能力，獨(dú)立基礎(chǔ)承擔(dān)全部結(jié)構(gòu)荷載并考慮水浮力的影響。

2、作用在防水底板上的荷載有，地下水浮力qw，防水底板自重qs及其上建筑做法重量qa，在建筑物使用過程中由于地下水位變化，作用在防水底板底面的水浮力也在不斷變化，根據(jù)防水底板所承擔(dān)的水浮力的大小，可將獨(dú)立基礎(chǔ)加防水底板分為以下兩種不同的情況：

1）當(dāng)qw<=qs+qa時(shí)，建筑物的重量將全部由獨(dú)立基礎(chǔ)傳給地基。

2）當(dāng)qw>qs+qa時(shí)，防水底板對獨(dú)立基礎(chǔ)底面的地基反力起一定的分擔(dān)作用，使獨(dú)立基礎(chǔ)底面的部分地基反力轉(zhuǎn)移至防水底板，并以水浮力的形式直接作用在防水底板底面，這種地基反力的轉(zhuǎn)移對獨(dú)立基礎(chǔ)的底部彎矩及剪力有加大作用，并且隨水浮力的加大而增加。

（注：此處的qw，qs，qa均為作用的基本組合的設(shè)計(jì)值，即水浮力起控制作用時(shí)的荷載設(shè)計(jì)值，而不是荷載標(biāo)準(zhǔn)值。）

3、在獨(dú)立基礎(chǔ)加防水底板基礎(chǔ)中，防水底板是一種隨荷載情況變化而變換支承情況的復(fù)雜板類構(gòu)件，當(dāng)qw<=qs+qa時(shí)，防水底板及其上重量直接傳給地基土，獨(dú)立基礎(chǔ)對其不起支承作用；當(dāng)qw>qs+qa時(shí)，防水底板在水浮力的作用下，將凈水浮力[即qw-（qs+qa）]傳給獨(dú)立基礎(chǔ)，并加大了獨(dú)立基礎(chǔ)的彎矩。

二、計(jì)算原則

在獨(dú)立基礎(chǔ)加防水底板基礎(chǔ)計(jì)算中，獨(dú)立基礎(chǔ)和防水底板一般可單獨(dú)計(jì)算。

1、防水底板計(jì)算

1）防水底板可以簡化為四角支承在獨(dú)立基礎(chǔ)上的雙向板，防水底板屬于以獨(dú)立基礎(chǔ)為支承的復(fù)雜受力雙向板。防水底板計(jì)算可以采用相關(guān)計(jì)算程序按復(fù)雜樓板計(jì)算，也可以按無梁樓蓋雙向板計(jì)算。一般常用的計(jì)算方法就是按無梁樓蓋經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法計(jì)算。

2）防水底板的設(shè)計(jì)荷載包括：a防水底板自重及上部建筑做法的自重，b地下室地面的活荷載及地下室地面的設(shè)備、電氣自重等，c水浮力。

3）防水底板計(jì)算時(shí)，水浮力的荷載分項(xiàng)系數(shù)一般可按可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)確定，取1.4。而防水底板的自重及上部建筑做法應(yīng)分為對防水底板有利或不利情況來確定永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)防水底板由水浮力起控制作用時(shí)應(yīng)取1.0。

2、獨(dú)立基礎(chǔ)的計(jì)算

合理考慮防水底板水浮力對獨(dú)立基礎(chǔ)的影響，是獨(dú)立基礎(chǔ)計(jì)算的關(guān)鍵，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可采用包絡(luò)設(shè)計(jì)的原則。

1）當(dāng)qw<=qs+qa時(shí)，此時(shí)獨(dú)立基礎(chǔ)可直接按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定計(jì)算，此部分的計(jì)算主要計(jì)算用于地基承載力的控制。

2）當(dāng)qw>qs+qa時(shí)，此時(shí)獨(dú)立基礎(chǔ)的計(jì)算一定要考慮防水底板對獨(dú)立基礎(chǔ)基底邊緣傳來的內(nèi)力，要將上部荷載產(chǎn)生的基底反力和防水底板對獨(dú)立基礎(chǔ)邊緣傳來的內(nèi)力疊加，進(jìn)行獨(dú)立基礎(chǔ)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)計(jì)算，當(dāng)水浮力越大時(shí)，對獨(dú)立基礎(chǔ)的影響也越大，是不能忽略的。

三、構(gòu)造要求

1.為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的構(gòu)想，防水底板下應(yīng)采取設(shè)置軟墊層的相應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施，確保防水底板不承擔(dān)或承擔(dān)最少的地基反力，軟墊層應(yīng)具有一定的承載力，至少應(yīng)能承擔(dān)防水底板混凝土澆筑時(shí)的重量及其施工荷載，并確保在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前不致產(chǎn)生過大的壓縮變形；軟墊層還應(yīng)具有一定的變形能力，避免防水底板承擔(dān)過大的地基反力，以保證防水底板的受力狀況和設(shè)計(jì)相符。

2.工程設(shè)計(jì)中軟墊層的做法：1）在防水底板下設(shè)置焦渣墊層；2）在防水底板下設(shè)置聚苯板。3.應(yīng)注意變厚度筏板與獨(dú)立基礎(chǔ)加防水底板兩種不同基礎(chǔ)形式的異同，二者的計(jì)算理論和計(jì)算方法不同，基礎(chǔ)受力的復(fù)雜程度也不同，混凝土用量和鋼筋用量也不同，應(yīng)注意區(qū)分，不能混淆。

4.防水底板的配筋由水浮力起控制作用時(shí)，最小配筋率可以按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》8.5.1條確定，當(dāng)為其他情況時(shí)，最小配筋率可以按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》8.5.2條確定，不小于0.15%。

四、結(jié)束語

獨(dú)立基礎(chǔ)加防水底板基礎(chǔ)暫時(shí)未列入相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則和做法均為實(shí)際工程中的總結(jié)。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2011）

[2]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）

[3]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法》中國建筑工業(yè)出版社 朱炳寅編著

[4]《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問答及分析》中國建筑工業(yè)出版社 朱炳寅編著