1、浅析防水底板对独立基础的影响摘要：建筑工程结构设计过程中，对于地质条件较好的地下室框架结构体系，基础的选型通常为柱下独立基础加构造底板。此类基础形式具有形式简单、受力明确、工程造价低等诸多优点，因而在工程设计中得到广泛应用。独立基础用以承担上部结构传至框架柱底的轴力、弯矩及剪力；构造底板为卧置与地基上可以起到防水防潮的作用自承重结构构件。当地下室深度范围内存在有水位高于构造底板底面的地下水时，在地下水压力作用下，构造底板需作为一种受力构件进行多种荷载组合作用下的受力分析，在此，可将其称为防水底板，使其与普通的构造底板加以区别。因此本文对防水底板对独立基础的影响进行了分析研究。 关键词：防水底板
2、 独立基础 影响 中图分类号：TU761.1+1 文献标识码：A 随着经济与技术的不断发展,建筑的城市化与现代化要求越来越高,地下空间的利用越来越广泛,即使多层建筑也设计地下室、地下车库或地下停车场,因此设计既符合建筑功能要求又经济、适用、耐久的基础显得尤为重要。高层建筑中的基础大部分采用筏形基础、箱型基础及桩筏基础,尤其是在一些土质较软的地区。多层建筑或者小高层建筑,基础一般采用独立基础或者筏形基础。近几年在北方一带采用一种新型的独立基础加防水底板的基础形式,这种基础构造简单,施工方便,但独立基础与防水板的设计往往困扰设计人员。现在设计基础时只按普通独立基础承担全部竖向荷载,防水板则只考虑防
3、水的作用而构造设置,没有考虑防水板的设置对独立基础的影响。 建筑工程结构设计过程中，对于地质条件较好的地下室框架结构体系，基础的选型通常为柱下独立基础加构造底板。此类基础形式具有形式简单、受力明确、工程造价低等诸多优点，因而在工程设计中得到广泛应用。独立基础用以承担上部结构传至框架柱底的轴力、弯矩及剪力；构造底板为卧置与地基上可以起到防水防潮的作用自承重结构构件。当地下室深度范围内存在有水位高于构造底板底面的地下水时，在地下水压力作用下，构造底板需作为一种受力构件进行多种荷载组合作用下的受力分析，在此，可将其称为防水底板，使其与普通的构造底板加以区别。 在以往的设计中，设计人员通常是将独立基础
4、与防水底板单独计算，由独立基础承担全部的结构荷重，不考虑防水底板对地基反力的分担，因为这样做是偏于安全的。对于防水底板只是起到构造上的防水作用，对于防水底板的计算则是将其考虑为以独立基础为支座的双向板。但是当地下水浮力比较大时，防水底板反而起不到分担地基反力的作用，而且将防水底板承担的水浮力传递给了独立基础，独立基础作为防水底板的支座，势必会造成独立基础底部弯矩和剪力的增大，这时就要考虑独立基础与防水底板的共同作用，否则就会不安全。 一、无地下水或地下水位较低时防水底板对独立基础的影响 在无地下水时，防水底板与独立基础整浇，会增加各独立基础之间的拉结作用，使得各独立基础之间的沉降差减小。同时防
5、水底板会分担一部分的地基反力，使得独立基础的计算配筋减小。总的来说是对独立基础有利的。 算例分析： 某地下两层车库，采用钢筋混凝土框架结构，基础采用独立基础加防水底板，混凝土等级 C30，在勘察范围内无地下水，分析不同厚度防水底板对独立基础配筋的影响，采用盈建科软件对独立基础与防水底板的共同作用进行有限元分析。分析结果见下表： 防水板板厚 0 250 300 350 400 独基配筋（cm*cm/m） 20 18 15 11 11 独基边防水板配筋（cm*cm/m） 0 4 6 9 11 从上表可以看出，防水底板对于基底反力的分担，使得独立基础的配筋有所减小，并且随着防水板板厚的增加，其分担的
6、基底反力就越多，独立基础的配筋就减小越多。但是防水板板厚增加到一定程度时，独立基础的配筋就不再减小，因为独立基础已经达到了构造配筋，所以并不是防水板板厚越厚，对结构配筋越省，盲目的增加防水板板厚，反而会造成一定的浪费。同时可以看到，防水板由于分担了一部分基底反力，是有计算配筋的，若只是按照构造进行配筋是不安全的，应当根据其受力计算进行配筋。 二、有地下水且地下水位较高时防水板对独立基础的影响 在地下水位较高时，由于水头压力较大，此时防水底板不仅要考虑整体抗浮的问题，还要考虑防水板自身的强度能否抵抗水压力的作用。以往的设计中，对于水压力的考虑，一般只是计算防水底板的承载力，没有考虑此时水压力对独
7、立基础的影响。而实际情况是独立基础与防水底板是共同作用，在这种情况下，较大的水压力会对防水底板产生较大的弯矩，而防水底板的计算模型是以独立基础为支座的复杂双向板，这就使得防水底板的弯矩会在独立基础处进行传递，这就会加大独立基础的受力，若不考虑这部分弯矩，对于独立基础的设计是不安全的。下面同样用盈建科软件对独立基础与防水板共同作用进行有限元分析。在不同水头压力作用下的防水板对独立基础配筋影响分析结果见下表： 防水板板厚 0 250 300 350 400 独基配筋（cm*cm/m） 14 12 11 11 11 独基边防水板配筋（cm*cm/m） 0 10 7 5 6 从上表可以看出，在有水头压
8、力的作用下，当防水板较薄时，会使得独基边防水板配筋加大，若只是按构造配筋显然不够安全，同样防水板也并不是越厚越好，达到一定程度后独立基础和防水板都只是构造配筋，这样也是浪费的。 防水板板厚 0 250 300 350 400 独基配筋（cm*cm/m） 14 22 19 17 14 独基边防水板配筋（cm*cm/m） 0 21 13 10 7 从上表可以看出，在没有设置防水板时，独立基础的配筋还是比较小的，当设置了防水底板，独立基础的配筋明显加大，且独基边的防水底板配筋也加大了，但随着防水板板厚的增加，独立基础和防水底板的配筋都有所减小。 三、总结 在采用独立基础加防水板的基础设计中： （1）
9、应首先计算整体抗浮能力； （2）防水板设计时，须注意分项系数的取值与构造措施； （3）独基设计时，应计算净水压力通过防水板向独基传递产生的剪力和弯矩，并与地基反力一起作为计算独基底板冲切、受弯的荷载； （4）独基设计时，须注意承载力修正，计算条件，构造措施等，独基高度应按冲切验算确定，无特殊情况不应过度加大独基高度。从上面的分析可以看出，在防水底板与独立基础共同作用的情况下，无论在有无地下水时，将独立基础与防水底板分开计算显然是不合理的，而且在地下水头压力较大时也是不安全的。因此要根据不同的情况，进行整体计算，考虑独立基础与防水底板的共同作用。在无地下水时，防水底板对独立基础是有利的，会减小独
10、立基础的配筋，若独立基础单独计算进行配筋，是有些浪费的。但是在地下水头压力较大时，防水底板会将部分弯矩传递给独立基础，所以独立基础的配筋会加大，若不考虑防水底板的作用计算出来的独立基础是不安全的。同时若独立基础只是进行构造配筋也是不安全的，因为防水底板会分担地基反力，需要按计算进行配筋。当然防水底板并不是越厚越好，这就需要根据实际计算取最恰当的板厚，以达到既经济又安全的目的。 参考文献： 1 徐诗童.岩石地基上钢筋混凝土独立基础抗剪设计初探J. 重庆建筑. 2010(11) 2 傅富强.独立基础加抗水板设计探讨及应用J. 建筑设计管理. 2011(03) 3 马姝蕾.现浇独立柱基础抗剪承载力的验算J. 国外建材科技. 2006(01) 4 李中军,张金库,陈飞.独立基础设计及相关问题的理解与建议J.中国勘察设计. 2009(09)
