第４ｌ卷第２６期 ２ ０ １ ５年９月 文章编号：１００９・６８２５（２０１５）２６－００９３－０２ 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣ ｎＪＲＥ Ｖｏ１．４１ Ｎｏ．２６ Ｓｅｐ． ２０１５ ・９３・ 条形基础加防水板的抗浮设计 赵淑英 （山西春晖工程勘察设计检测研究院有限公司，山西太原０３０００９） 摘要：根据相关理论知识，对条形基础及防水板进行了受力分析，探讨了条形基础加防水板抗浮设计的计算原则，并介绍了抗浮 设计的构造要求，结合工程实例，对整体抗浮、防水板、条基配筋等计算方法作了阐述，以供参考。 关键词：防水板，条形基础，抗浮设计，计算 中图分类号：ＴＵ４７１．１２ 文献标识码：Ａ ０ 引言 近几年来地下工程，尤其是地下水位较高，考虑抗浮设计越 来越重要。通常采用的是筏板基础，考虑到工程造价，条基加防 水板基础是近几年来使用比较频繁的一种新的基础形式，传力简 ２计算原则 条形基础和防水板分开单独计算。 １）防水板的计算。 ａ．单向条基之间的防水板简化为两端固结在条基上的单向 单，降低造价，施工方便，正因为这些优点在工程中应用相当 板，具体计算如下：根据建筑结构静力计算手册查表知，支座弯矩 普遍。 设计值： 支＝ｑ・ ／１２；跨中弯矩设计值： ＝ｑ・Ｌ２／２４；支座剪 １ 受力分析 １）根据相关理论研究条形基础和防水板应单独分析，即防水 载并考虑水浮力影响。２）防水板上的荷载：建筑做法荷载，防水 板白重及其上覆土荷载（Ｇ），下部为地下水浮力（Ｆ）。当水浮力 力设计值：Ｖ＝ｑ・Ｌ／２。 ｂ．双向条基之间的防水板简化为四边固结在条基上的双向 支座剪力设计值：Ｖ＝ｑ・Ｌ／２（Ｌ取防水板短向跨度）。 考虑到防水板与条形基础交接处并非完全固结，跨中弯矩应 以上防水板荷载ｇ计算时应注意的是采用荷载设计值，而不 数；还有水浮力应按勘察报告提供的抗浮设计水位确定。 冀鲁、北部边缘及山西地区。 ３）施工措施：根据湿陷性黄土的特性，对地基的处理方法有： 具体计算根据建筑结构静力计算手册双向板查表计算弯矩。 板不考虑地基反力，仅用来抗水浮力，条形基础承担上部结构荷 板，取放大系数１．１。 Ｆ≤Ｇ时，条形基础按正常设计计算；当水浮力Ｆ＞Ｇ时，防水板受 适当放大，到水浮力的作用，条形基础作为防水板的支座，使得条形基础的 荷载设计值，计算内力和配筋时采用设计值）。 下面介绍几种常用的施工措施： 根部弯矩和剪力都加大，并且随水浮力的增加而增加（Ｆ和Ｇ为 是荷载标准值，应根据建筑结构荷载规范合理取用荷载的分项系 １）换填法：将具有不冻胀性质的材料（如粗砂、砾石等）换填 至基础底部，换填材料宽度应大于基础宽度。 ２）物理化学方法：使用人工盐及憎水物质改良地基。 高地基土壤温度。 ａ．换填部分或全部地基土，可选用灰土或三合土；ｂ．使用深基础 或桩基础；Ｃ．采取必要的防水、排水措施，防止雨水侵蚀地基，加 ３）保温法：在建筑物基础的四周或底部进行隔热处理，以提 强建筑物有水管道的防水措施；ｄ．建筑物加设地圈梁。 ６结语 通过对不同种类特殊土的定义、性质进行深入了解，使我们 在建筑工程施工中遇到特殊土地基时，选用适当的地基处理办 法，避免了工程事故的发生。 参考文献： ４）隔水法：使建筑物基础避免遭到雨水的侵害，可建设排水 明沟将雨水排出。 ５）结构措施：将基础埋深至冰冻线以下，还可采用深桩基础、 架空法、埋入法、隔离法。 ５湿陷性黄土 １）湿陷性黄土的定义：肉眼观察会发现湿陷性黄土中有大孔 隙，当其被水侵蚀后，土壤结构迅速遭到破坏，发生明显的沉陷。 ［１］ 陈希哲．土力学地基基础［Ｍ］．北京：清华大学出版社， ２０ｏ４． ［２］ＧＢ ５０００７－－２００２，建筑地基基础设计规范［Ｓ］． ２）湿陷性黄土的分布：主要分布在：陇西、陕北、关中、河南、 ［３］ＪＧＪ ７９—２０ｏ２，建筑物地基处理技术规范［ｓ］． Ｉｎｑｕｉｒｙ ｏｎ ｓｐｅｃｉａｌ ｓｏｉｌ ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ ａｎｄ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ＣｈｅｎＨｕｉ （Ｘｉｓｈａｎ Ｃｏａｌ＆Ｐｏｗｅｒ Ｄｕｅｒｐｉｎｇ Ｍｉｎｉｎｇ Ｌａｎｄｍａｒｋ啦ｅ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００２２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｅｃｉａｌ ｓｏｉｌ，ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｓ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｅｘｐａｎｓｉｖｅ ｓｏｉｌｒｏｚｅｎ ｓｏｉｌ ａｎｄ ，ｒｅｄ ｃｌａｙ，ｆｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ ｌｏｏｓｅ．Ｉｎ ｌｉｇｈｔ ｏｆ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｓｏｉｌ，ｉｔ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｗｉｔｈ ａ ｖｉｅｗ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｐｅｃｉａｌ ｓｏｉｌ，ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ 收稿日期：２０１５—０７．０６ 作者简介：赵淑英（１９７８－），女，工程师 ・９４・ 第４１卷第２６期 ２ ０ １ ５年９月 山 西 建 筑 系数１．１，则跨中弯矩： ＝１．１×２６．１９＝２８．８１，Ｍｙ＝１．１×２２．４１： ２４．６５。 ２）条形基础的计算。 当水浮力Ｆ≤Ｇ时，不考虑水浮力的影响，条形基础按正常设 计计算。当水浮力Ｆ＞Ｇ时，防水板受到水浮力作用，条形基础根 部会产生附加弯矩和剪力，附加剪力又使得条形基础的地基反力 变小。这样条形基础在地基反力和由防水板引起的附加内力共同 作用下受力，根据力学矢量叠加：Ｍ＝Ｍ ＋ 。其中， 。为条形基 础基底反力引起的弯矩，但应注意的是此处的基底反力应扣掉防 水板附加剪力引起的反力； 为防水板对条形基础根部引起的附 加弯矩。 防水板配筋计算： 支座配筋：Ａ ＝７１．６７×１０ ／０．９×３６０×３５０＝６３２ ｍｍ２。 Ａ ＝６９．０６×１０。／０．９×３６０×３５０＝６０９ ｍｍ 。 跨中弯矩：Ａ ＝２８．８１×１０ ／０．９×３６０×３５０＝２５４ ｍｍ 。 Ａｓ ＝２４．６５×１０ ／０．９×３６０×３５０＝２１７ ｍｍ 。 Ａｓ ｉ ＝４００×１ ０００×０．００１ ５＝６００ ｍｍ 。 防水板配筋：上部双向盐１２＠２００，下部双向盐１４＠２００。 ３构造要求 １）为了使防水板仅用来抵抗水浮力，不受地基反力或受较少 地基反力，这需要在防水板下加软垫层，现在工程中用的较多的是 聚苯板。要求软垫层本身应具有一定的承载能力和变形能力，软 垫层的厚度与条形基础边缘的最大沉降量有关，垫层厚度应大于 ３）条基配筋计算： 防水板传给Ｙ方向条基边缘的线荷载： ｑ ＝５０．１×（８．１—３）／２＝１２７．７６ ｋＮ／ｍ。 防水板传给ｙ方向条基边缘的线弯矩： ｍ ＝ ＝７１．６７ ｋＮ・ｍ／ｍ。 最大沉降量，聚苯板最小厚度不得小于２０ ｍｍ。 ２）防水板的厚度不得小于２５０ ｍｍ，具体厚度应根据计算合理 确定；混凝土强度等级不得低于Ｃ３０。 考虑水浮力时的条基净反力：ｐ ＝１８０—２×１２７．７６／３．０＝ ９４．８３ ｋＮ／ｍ 。 条基弯矩计算：考虑水浮力时弯矩分为两部分，一是由ｐ 引 ４工程实例分析计算 某地下车库，地下１层，框架结构，柱网８．１ ｍ ｘ８．４ ｍ，柱截面 ０．７ ｍ×０．７ ｍ，抗浮设计水位７８４．５００，基础底标高绝对高程为 ７７９．８５０，条基尺寸宽为３．０ ｍ，条形基础底面的平均净反力Ｐｊ＝ １８０ ｋＮ／ｍ ，混凝土强度Ｃ３０， ：３６０ Ｎ／ｒａｍ 。车库顶板覆土 １．７ ｍ，顶板ｈ。＝２００ ｍｍ，基础底到建筑地面ｈ：＝１ ４５０ ｍｍ，防水 板厚ｈ ＝４００ ｍｍ，防水板上覆土１．０５ ｍ。 起的弯矩 。，二是由附加弯矩和附加剪力引起的弯矩 ，即Ｍ＝ ＋ 。 ｙ方向条基的根部截面处的弯矩设计值： Ｍｈ＝０．５×９４．８３×（１．５—０．３） ＝６８．２８ ｋＮ・ｍ。 Ｍ２ ＝１２７．７６×（１．５—０．３）＋７１．６７＝２２４．９８ ｋＮ・ｍ。 Ｍｙ＝６８．２８＋２２４．９８＝２９３．２６ ｋＮ・ｍ。 不考虑水浮力时条基弯矩： Ｍ＝０．５×１８０×（１．５—０．３０） ＝１２９．６０ ｋＮ・ｍ。 １）整体抗浮计算：抗浮设计水位７８４．５００，基础底标高７８１．３— １．４５＝７７９．８５０，车库顶板覆土取平均值１．５ ｍ，车库顶板厚ｈ ＝ ０．２ ｍ，基础底到建筑地面ｈ ＝１．４５ ｍ，水头差ｈ＝７８４．５００— ７７９．８５０＝４．６５ ｍ。 两种情况下弯矩比值：２９３．２６／１２９．６：２．２６。 防水板传给 方向条基边缘的线荷载： ｑ ＝５０．１×（８．４—３）／２＝１３５．２７ ｋＮ／ｍ。 防水板传给 方向条基边缘的线弯矩： ｍ。 ＝ ＝６９．０６ ｋＮ・ｍ／ｍ。 根据ＧＢ ５０００７－－２０１１建筑地基基础设计规范第５．４．３条公 式计算：Ｇ ／Ｎｗ＾≥ ：１．０５。 考虑水浮力时的条基净反力： ＝则建筑物自重及压重Ｇ 计算如下： Ｇ ＝１．５×１８＋０．２×２５＋１．４５×２０＝６１．０。 １８０－２×１３５．２７／３．０＝８９．８２ ｋＮ／ｍ 。 方向条基的根部截面处的弯矩设计值： Ｍ． ＝０．５×８９．８２×（１．５—０．３） ：６４．６７ ｋＮ・ｍ。 Ｍ２ ＝１３５．２７×（１．５—０．３）＋６９．０６＝２３１．３８ ｋＮ・ｍ。 Ｍｘ＝６４．６７＋２３１．３８＝２９６．０５ ｋＮ・ｍ。 浮力作用值 ． ＝４．６５×１０＝４６．５。 根据公式计算如下： Ｇ ／Ｎｗ． ＝６１．０／４６．５＝１．３１＞１．０５，满足要求。 ２）防水板计算：四边固定的双向板计算。 防水板荷载ｑ：１．４×５６．５—１．０×２９＝５０．１ ｋＮ／ｍ 。 不考虑水浮力时条基弯矩： Ｍ＝０．５×１８０×（１．５—０．３０） ＝１２９．６０ ｋＮ・ｍ。 ｚ ＝８．１—３．０：５．１ ｍ，ｆ ＝８．４—３．０＝５．４ ｍ，按建筑结构静 力计算手册双向板查表计算弯矩：ｚ ／ｌ ＝５．１／５．４＝０．９４。 支座弯矩： ＝一０．０５５×５０．１×５．１ ＝一７１．６７。 ＝一０．０５３ ｘ５０．１ ｘ５．１ ＝一６９．０６。 两种情况下弯矩比值：２９６．０５／１２９．６＝２．２８。 通过本工程计算可以发现，尤其对于地下水位比较高的地下 车库的抗浮计算，条形基础的弯矩会增大很多，不考虑防水板对条 形基础的影响是不对的，这值得引起每一个设计人员的注意。 参考文献： ［１］ＧＢ ５０００７－－２０１１，建筑地基基础设计规范［ｓ］． 跨中弯矩： ：０．０２０ １×５０．１×５．１ ＝２６．１９。 Ｍｙ＝０．０１７ ２×５０．１×５．１ ＝２２．４１。 朱炳寅．条基加防水板基础实例分析［Ｚ］．２０１０． 考虑到防水板与条形基础并非完全固结，跨中弯矩乘以放大 ［２］Ａｎｔｉ・ｌｏａｔｉｆｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｔｒｉｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ＋ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ ｂｏａｒｄ Ｚｈａｏ Ｓｈｕｙｉｎｇ （Ｓｈａｎｘｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｃｈｕｎｈｕｉ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｕｒｖｅｙ＆Ｄｅｓｉｇｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｃａｒｒｉｅｓ ｏｕｔ ｓｔｒｅｓｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｉｐ ｆｒｏｕｎｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ ｂｏａｒｄ，ｅｘ－ ｐｌｏｒｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｓｔｉｐ ｒｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ＋ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ ｂｏａｒｄ ａｎｔｉ－ｆｌｏａｔｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｎ ｏｆ ｇｎｔｉａ－ｆｌｏａｔｉｎｇ ｄｅｓｉｎ．Ｃｏｍｂｉｎｉｇｎｇ ｗｉｔｈ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅｓ，ｉｔ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｌ ａｎｔｉ－ｌｆｏａｔｉｎｇ，ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ ｂｏａｒｄ ａｎｄ ｓｔｉｐ ｆｒｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ，ｗｉｔｈ ａ ｖｉｅｗ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｏｍｅ ｇｕｉｄａｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ ｂｏａｒｄ，ｓｔｉｐ ｆｒｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ａｎｔｉ－ｆｌｏａｔｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ
