7.4.3独立柱基加防水板基础
【问】独立柱基加防水板基础的设计应注意哪些问题?
【答】对独基加防水板基础的设计,涉及防水板的内力、考虑防水板影响的独立基础计算、软垫层的设置及结构抗浮设计等问题。
当地下水位较高时,忽略防水板对独立基础内力的影响是不安全的。
此部分内容是编者对实际工程经验的总结,读者可根据工程的具体情况参照使用。
【问题分析】
独基加防水板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(图
7.4.3-1),由于其传力简单、明确及费用较低,因此在工程中应用相当普遍。
1.受力特点
1)在独基加防水板基础中,防水板一般只用来抵抗水浮力,不考虑防水板的地基承载能力。
独立基础承担全部结构荷重并考虑水浮力的影响。
2)作用在防水板上的荷载有:地下水浮力qw、防水板自重q。
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,作用在防水板底面的地下水浮力也在不断改变,根据防水板所承担的水浮力的大小,可将独立柱基加防水板基础分为以下两种不同情况:
(1)当qw≤(q。
+qa)时(注意:此处的qw、g。
和q。
均为荷载效应基本组合时的设计值,即水浮力起控制作用时的荷载设计值,而不是荷载标准值),建筑物的重量将全部
(2)当qw>(q+qa)时(注意:同上),防水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板,并以水浮力的形式直接作用在防水板底面,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的作用,并且随水浮力的加大而增加(图7.4.3-2b)。
3)在独基加防水板基础中,防水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(图7.4.3-2a),防水板及其上部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(图7.4.3-2b),防水板在水浮力的作用下,将净水浮力(即qw-(qs+q。
))传给独立基础,并加大了独立基础的弯矩数值。
2.计算原则
在独基加防水板基础中,独立基础及防水板一般可分开单独计算。
1)防水板计算
(1)防水板支承条件的确定
防水板可以简化成四角支承在独立基础上的双向板(支承边的长度与独立基础的尺寸有关,防水板为以独立基础为支承的复杂受力双向板)(图7.4.3-3);
(2)防水板的设计荷载(图7.4.3-2)
①重力荷载
防水板上的重力荷载一般包括:防水板自重、防水板上部的填土重量、建筑地面重
量、地下室地面的固定设备重量等;
②活荷载
防水板上的活荷载一般包括:地下室地面的活荷载、地下室地面的非固定设备重量等;
③水浮力
防水板的水浮力可按抗浮设计水位确定。
(3)荷载分项系数的确定
①当地下水水位变化剧烈时,水浮力荷载分项系数按可变荷载分项系数确定,取1.4;
②当地下水水位变化不大时,水浮力荷载分项系数按永久荷载分项系数确定,取1.35;
③注意防水板计算时,应根据重力荷载效应对防水板的有利或不利情况,合理取用永久荷载的分项系数,当防水板由水浮力效应控制时应取1.0。
(4)防水板应采用相关计算程序按复杂楼板计算。
也可按无梁楼盖双向板计算。
7.5.3独基加防水板基础与变厚度筏板基础的区别
【问】独基加防水板基础与变厚度筏板基础有什么不同?
【答】独基加防水板基础与变厚度筏板基础虽然形状相同,但工作原理大不相同。
由于设置软垫层,独基加防水板基础中独立柱基承担地基反力,防水板不承担(或承担少量)地基反力,只承担水浮力;而在变厚度筏板基础中,所有筏板均承担地基反力及水浮力。
【问题分析】
1.独基加防水板基础具有传力明确,构造简单,方便施工,经济实用等优点,因此,在工程设计中是首选的基础形式。
2.变厚度筏板基础与独立基础加防水板基础的异同分析见表7.5.3-1。