独立基础加防水底板的分析

张亮

【摘要】作者对独立基础加防水底板基础的受力分析，提出现阶段满足设计要求的方法。

【关键字】独立基础；防水底板

独立基础加防水底板的基础是近年来伴随基础设计与施工发展而形成的一种新的基础形式，由于其传力简单、明确且费用较低，因此在工程中应用较为普遍。

一、受力特点

1、在独立基础加防水底板基础中，防水底板只用来抵抗水浮力，不考虑防水底板的地基承载能力，独立基础承担全部结构荷载并考虑水浮力的影响。

2、作用在防水底板上的荷载有，地下水浮力qw，防水底板自重qs及其上建筑做法重量qa，在建筑物使用过程中由于地下水位变化，作用在防水底板底面的水浮力也在不断变化，根据防水底板所承担的水浮力的大小，可将独立基础加防水底板分为以下两种不同的情况：

1）当qw<=qs+qa时，建筑物的重量将全部由独立基础传给地基。

2）当qw>qs+qa时，防水底板对独立基础底面的地基反力起一定的分担作用，使独立基础底面的部分地基反力转移至防水底板，并以水浮力的形式直接作用在防水底板底面，这种地基反力的转移对独立基础的底部弯矩及剪力有加大作用，并且随水浮力的加大而增加。

（注：此处的qw，qs，qa均为作用的基本组合的设计值，即水浮力起控制作用时的荷载设计值，而不是荷载标准值。）

3、在独立基础加防水底板基础中，防水底板是一种随荷载情况变化而变换支承情况的复杂板类构件，当qw<=qs+qa时，防水底板及其上重量直接传给地基土，独立基础对其不起支承作用；当qw>qs+qa时，防水底板在水浮力的作用下，将净水浮力[即qw-（qs+qa）]传给独立基础，并加大了独立基础的弯矩。

二、计算原则

在独立基础加防水底板基础计算中，独立基础和防水底板一般可单独计算。

1、防水底板计算

1）防水底板可以简化为四角支承在独立基础上的双向板，防水底板属于以独立基础为支承的复杂受力双向板。防水底板计算可以采用相关计算程序按复杂楼板计算，也可以按无梁楼盖双向板计算。一般常用的计算方法就是按无梁楼盖经验系数法计算。

2）防水底板的设计荷载包括：a防水底板自重及上部建筑做法的自重，b地下室地面的活荷载及地下室地面的设备、电气自重等，c水浮力。

3）防水底板计算时，水浮力的荷载分项系数一般可按可变荷载的分项系数确定，取1.4。而防水底板的自重及上部建筑做法应分为对防水底板有利或不利情况来确定永久荷载的分项系数，当防水底板由水浮力起控制作用时应取1.0。

2、独立基础的计算

合理考虑防水底板水浮力对独立基础的影响，是独立基础计算的关键，在结构设计中可采用包络设计的原则。

1）当qw<=qs+qa时，此时独立基础可直接按《建筑地基基础设计规范》相关规定计算，此部分的计算主要计算用于地基承载力的控制。

2）当qw>qs+qa时，此时独立基础的计算一定要考虑防水底板对独立基础基底边缘传来的内力，要将上部荷载产生的基底反力和防水底板对独立基础边缘传来的内力叠加，进行独立基础的各项设计计算，当水浮力越大时，对独立基础的影响也越大，是不能忽略的。

三、构造要求

1.为实现结构设计的构想，防水底板下应采取设置软垫层的相应的结构构造措施，确保防水底板不承担或承担最少的地基反力，软垫层应具有一定的承载力，至少应能承担防水底板混凝土浇筑时的重量及其施工荷载，并确保在混凝土达到设计强度前不致产生过大的压缩变形；软垫层还应具有一定的变形能力，避免防水底板承担过大的地基反力，以保证防水底板的受力状况和设计相符。

2.工程设计中软垫层的做法：1）在防水底板下设置焦渣垫层；2）在防水底板下设置聚苯板。3.应注意变厚度筏板与独立基础加防水底板两种不同基础形式的异同，二者的计算理论和计算方法不同，基础受力的复杂程度也不同，混凝土用量和钢筋用量也不同，应注意区分，不能混淆。

4.防水底板的配筋由水浮力起控制作用时，最小配筋率可以按照《混凝土結构设计规范》8.5.1条确定，当为其他情况时，最小配筋率可以按照《混凝土结构设计规范》8.5.2条确定，不小于0.15%。

四、结束语

独立基础加防水底板基础暂时未列入相关结构设计规范中，上述结构设计的原则和做法均为实际工程中的总结。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准 建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）

[2]中华人民共和国国家标准 混凝土结构设计规范（GB50010-2010）

[3]《建筑地基基础设计方法》中国建筑工业出版社 朱炳寅编著

[4]《建筑结构设计问答及分析》中国建筑工业出版社 朱炳寅编著