筏板基础与防水板独立基础区别及具体应用

　　张帆

　　摘要：独立基础加防水底板是近年来综合设计与施工发展而形成的一种新型基础形式，而筏板基础由于刚度较大，对地基反力和地基沉降的调节能力较强，常常用于整体荷载较大的高层建筑，但受力复杂，钢筋密集，成本较高。

　　关键词：筏板基础 防水板独立基础

　　一、应用范围及其特点

　　实际工程当中，独立基础加防水底板越来越广泛的运用，其最突出的优势在于构件传力、受力分工非常明确，独立基础只承担上部结构的全部荷载重量，而防水底板只承担水浮力，这使得板厚可以更薄，最常用于地基承载力较高且上部荷载并不是很大的情况，如果承载力较小、上部荷载过大及地基刚度较小，为了控制不均匀沉降独立基础将过大，以至于无法发挥全部的承载能力且施工较为困难，甚至不如改用桩基更加经济实用。

　　而作为补充，我们用筏板基础来解决地基承载力不足的问题，相比独立基础，筏板基础有着更广阔的接触面积平摊上部荷载，当然代价就是它有更复杂的构造要求、局部处理方式、复杂的施工和更加高昂的成本投入。

        计值公式为：Mx=q*ly*(lx-2bce/3)2/8

　　对X方向板的总弯矩设计值公式为：My=q*lx*(ly-2bce/3)2/8

　　式中 q——相应荷载效应基本组合垂直荷载设计值;

　　Lx、ly——等代框架梁计算跨度，柱子中心线距离;

　　Bce——独立基础在计算弯矩方向的有效宽度。

　　柱下板带和跨中板带弯矩分配值 表1

　　截面位置柱下板带跨中板带

　　端跨边制作界面负弯矩0.330.04

　　跨中正弯矩0.260.22

　　第一内支座截面负弯矩0.500.17

　　内跨支座截面负弯矩0.500.17

　　跨中正弯矩0.180.15

　　而梁板式筏板基础则是假设均匀分布荷载的倒楼盖形式，计算梁板的具体配筋，相对来说比平板式筏板基础的传力更明确，板跨较小且板厚较薄，但由于其结构布置中肋梁太多，施工困难大大增加，实际工程中使用逐渐减少。

　　三、工程实例分析

　　青岛市某小区，场地土分布情况由浅至深依次为杂填土、含淤泥质中砂、粉质粘土、粗砾砂、粉质粘土、强风化泥质粉砂岩，抗浮水位为3.000m(黄海高程)。

　　基础形式分别为无地下室部分采用桩基础和有地下室部分采用筏板基础。桩基础持力层为强风化泥质粉砂岩;筏板基础持力层为粉质粘土，地基承载力特征值fak=200KPa。建筑物±0.000m标高，R组团为4.900m、S组团为4.700m(黄海高程)，地下室底板面标高均为-5.500m(相对于建筑±0.000m)。

　　该项目初始设计采用纯地下室部分平板式筏板基础结合有上部结构部分梁板式筏板基础，其实并未发挥项目最大优势平衡好安全性与经济性的关系，因此需要进行合理优化。

　　有上部结构部分地基承载力与地基反力验算关系图(承载力经修正后为325kpa，反力为179kpa)，修正后承载力远远满足实际需求。

        地基承载力与地基反力验算关系图

　　而纯地下室部分上部仅仅只有一层顶板荷载，结合地基承载力大小，采用独立基础完全可以满足需求，而底板就可以直接采用防水底板做抗浮设计。

　　采用平板式筏板基础计算时地基反力仅为地基承载力的30%

　　基于上述分析，对整体设计重新调整，改为平板式筏板基础结合独立基础加防水底板的结构设计方案，前后进行成本比对，后者方案比前者可节省35%的施工成本，并且可减少施工周期25%。

　　四、比较总结

　　结合以上分析，我们可以得出几大基础形式的特点，如下表：

　　基础

　　类型基础

　　刚度地基

　　反力混凝

　　土量钢筋量土方量施工

　　难度应用

　　情况综合

　　费用

　　梁板式突变突变、复杂较少相当较大较大较少较高

　　平板式均匀均匀、复杂较多相当较小较小较多较低

　　独基加防水板较小集中、简单较少较少较小较小较多较低

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