獨立基礎加防水底板的分析

張亮

【摘要】作者對獨立基礎加防水底板基礎的受力分析，提出現階段滿足設計要求的方法。

【關鍵字】獨立基礎；防水底板

獨立基礎加防水底板的基礎是近年來伴隨基礎設計與施工發展而形成的一種新的基礎形式，由于其傳力簡單、明確且費用較低，因此在工程中應用較為普遍。

一、受力特點

1、在獨立基礎加防水底板基礎中，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，獨立基礎承擔全部結構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，根據防水底板所承擔的水浮力的大小，可將獨立基礎加防水底板分為以下兩種不同的情況：

1）當qw<=qs+qa時，建筑物的重量將全部由獨立基礎傳給地基。

2）當qw>qs+qa時，防水底板對獨立基礎底面的地基反力起一定的分擔作用，使獨立基礎底面的部分地基反力轉移至防水底板，并以水浮力的形式直接作用在防水底板底面，這種地基反力的轉移對獨立基礎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計值，即水浮力起控制作用時的荷載設計值，而不是荷載標準值。）

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

二、計算原則

在獨立基礎加防水底板基礎計算中，獨立基礎和防水底板一般可單獨計算。

1、防水底板計算

1）防水底板可以簡化為四角支承在獨立基礎上的雙向板，防水底板屬于以獨立基礎為支承的復雜受力雙向板。防水底板計算可以采用相關計算程序按復雜樓板計算，也可以按無梁樓蓋雙向板計算。一般常用的計算方法就是按無梁樓蓋經驗系數法計算。

2）防水底板的設計荷載包括：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備、電氣自重等，c水浮力。

3）防水底板計算時，水浮力的荷載分項系數一般可按可變荷載的分項系數確定，取1.4。而防水底板的自重及上部建筑做法應分為對防水底板有利或不利情況來確定永久荷載的分項系數，當防水底板由水浮力起控制作用時應取1.0。

2、獨立基礎的計算

合理考慮防水底板水浮力對獨立基礎的影響，是獨立基礎計算的關鍵，在結構設計中可采用包絡設計的原則。

1）當qw<=qs+qa時，此時獨立基礎可直接按《建筑地基基礎設計規范》相關規定計算，此部分的計算主要計算用于地基承載力的控制。

2）當qw>qs+qa時，此時獨立基礎的計算一定要考慮防水底板對獨立基礎基底邊緣傳來的內力，要將上部荷載產生的基底反力和防水底板對獨立基礎邊緣傳來的內力疊加，進行獨立基礎的各項設計計算，當水浮力越大時，對獨立基礎的影響也越大，是不能忽略的。

三、構造要求

1.為實現結構設計的構想，防水底板下應采取設置軟墊層的相應的結構構造措施，確保防水底板不承擔或承擔最少的地基反力，軟墊層應具有一定的承載力，至少應能承擔防水底板混凝土澆筑時的重量及其施工荷載，并確保在混凝土達到設計強度前不致產生過大的壓縮變形；軟墊層還應具有一定的變形能力，避免防水底板承擔過大的地基反力，以保證防水底板的受力狀況和設計相符。

2.工程設計中軟墊層的做法：1）在防水底板下設置焦渣墊層；2）在防水底板下設置聚苯板。3.應注意變厚度筏板與獨立基礎加防水底板兩種不同基礎形式的異同，二者的計算理論和計算方法不同，基礎受力的復雜程度也不同，混凝土用量和鋼筋用量也不同，應注意區分，不能混淆。

4.防水底板的配筋由水浮力起控制作用時，最小配筋率可以按照《混凝土結構設計規范》8.5.1條確定，當為其他情況時，最小配筋率可以按照《混凝土結構設計規范》8.5.2條確定，不小于0.15%。

四、結束語

獨立基礎加防水底板基礎暫時未列入相關結構設計規范中，上述結構設計的原則和做法均為實際工程中的總結。

參考文獻

[1]中華人民共和國國家標準 建筑地基基礎設計規范（GB50007-2011）

[2]中華人民共和國國家標準 混凝土結構設計規范（GB50010-2010）

[3]《建筑地基基礎設計方法》中國建筑工業出版社 朱炳寅編著

[4]《建筑結構設計問答及分析》中國建筑工業出版社 朱炳寅編著