軟土地區(qū)地下室防水板設(shè)計(jì)實(shí)例

周斌 陳厚飛

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，地下室工程大量建設(shè)，地下室底板結(jié)構(gòu)形式的選擇是否合理，直接影響整個(gè)工程的造價(jià)，軟土地區(qū)運(yùn)用樁基承臺(tái)加防水板的底板形式是目前比較經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式之一。本文結(jié)合實(shí)際工程對(duì)樁基承臺(tái)加防水板的設(shè)計(jì)作簡(jiǎn)要介紹。

關(guān)鍵詞：軟土；樁基；柱墩；防水板；YJK軟件

軟土地區(qū)土層上部一般都有較厚的淤泥層，具有高壓縮性、含水量大、物理力學(xué)性質(zhì)差、分布厚度大等特定，天然地基無(wú)法滿足承載力和沉降要求，應(yīng)采用樁基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，需進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)，布置抗拔樁。樁基承臺(tái)加防水板的地下室底板形式具有土方開(kāi)挖量少、傳力簡(jiǎn)單、方便施工、造價(jià)低等特點(diǎn)。

一、工程概況

本工程為臺(tái)州市某辦公樓，地下一層，地上十層，框架結(jié)構(gòu)，位于6度區(qū)，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，建筑抗震設(shè)防類別為丙類，場(chǎng)地類別為Ⅳ類，框架抗震等級(jí)為三級(jí)，50年一遇基本風(fēng)壓為0.75KN/m2。本工程設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.000相當(dāng)于黃海高程4.900m，抗浮水位為黃海高程4.000m，地下室底板板面標(biāo)高為-5.750m（相對(duì)標(biāo)高），地下室主要柱網(wǎng)尺寸為8.4mx8.4m，基礎(chǔ)選用鉆孔灌注樁，地下室采用防水板+承臺(tái)柱墩的無(wú)梁底板的結(jié)構(gòu)形式，底板厚度400mm，基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度為C35，樁基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)均為乙級(jí)。

二、地質(zhì)條件

本場(chǎng)地原為海涂，后經(jīng)人工吹填而成。場(chǎng)地地勢(shì)較為低洼，雨天易積水。場(chǎng)地地勢(shì)較基本平坦，未發(fā)現(xiàn)埋藏的地下管線及古河道、暗塘、暗浜、墓穴、防空洞、孤石等對(duì)工程不利的埋藏物，地貌環(huán)境條件較好，地貌類型屬溫-黃海積平原。

三、防水板荷載計(jì)算

底板自重標(biāo)準(zhǔn)值[q1k=0.4×25=10.0KN/m2]

水浮力標(biāo)準(zhǔn)值[q2k=[4.0-（4.9-5.75-0.1）]×10=49.5KN/m2]

板面附加恒載2KN/m2

板面附加活載4KN/m2

四、防水板受力分析

采用倒樓蓋計(jì)算，與無(wú)梁樓蓋的受力基本相同，地下室柱作為固定支座[1]，承臺(tái)外擴(kuò)形成柱墩，防水板和柱墩承受水反力，計(jì)算內(nèi)容包括：柱對(duì)柱墩的沖切和剪切驗(yàn)算、樁對(duì)柱墩的沖切驗(yàn)算、防水板對(duì)柱墩的沖切驗(yàn)算、柱墩和防水板配筋等。

五、利用YJK軟件對(duì)防水板和柱墩進(jìn)行計(jì)算分析

YJK軟件是由北京盈建科公司開(kāi)發(fā)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，在優(yōu)化設(shè)計(jì)、節(jié)省材料、解決超限等方面提供系統(tǒng)的解決方案。

本工程地下室采用單柱單樁，樁徑700mm，樁長(zhǎng)70m，單樁豎向抗壓承載力特征值為2600KN，單樁豎向抗拔承載力特征值為800KN。承臺(tái)按下柱墩考慮，普通的單樁承臺(tái)尺寸無(wú)法滿足柱墩沖切要求，為了滿足柱墩沖切要求同時(shí)保證防水板的受力合理性，需要將承臺(tái)（柱墩）尺寸擴(kuò)大一般柱墩尺寸可取柱網(wǎng)跨度的1/6，本工程柱墩平面尺寸為2800mmx2800mm，柱墩厚度為1000mm，做45度倒棱臺(tái)。防水板按筏板輸入，由于沿海地區(qū)地下水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具腐蝕性作用，為了保障底板結(jié)構(gòu)的耐久性和防水要求，防水板板厚不宜太薄，本工程筏板板厚為400mm，筏板底標(biāo)高為-6.150，高水水位為-0.900m，按倒樓蓋計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，基床系數(shù)取0。這樣水荷載就可以均勻的作用在筏板上，這種計(jì)算模型和假設(shè)條件相符，可以較為準(zhǔn)確的計(jì)算出水反力作用下的防水板內(nèi)力、配筋以及各種沖切剪切驗(yàn)算。利用YJK軟件對(duì)筏板進(jìn)行網(wǎng)格劃分并進(jìn)行有限元分析，取一個(gè)典型柱網(wǎng)計(jì)算結(jié)果如下：

（一）在1.0恒-1.2浮（高）工況下，X向彎矩Mx在柱墩底部正彎矩最大值為631KN?m（板底受拉），Mx在跨中負(fù)彎矩最大值為-93KN?m（板頂受拉），具體彎矩圖見(jiàn)圖二所示；

（二）在1.0恒-1.2浮（高）工況下，Y向彎矩My在柱墩底部正彎矩最大值為625KN?m（板底受拉），My在跨中負(fù)彎矩最大值為-95KN?m（板頂受拉）；

（三）柱墩沖切最小值為1.42>1.0，滿足規(guī)范要求；

（四）柱墩X向底部受拉鋼筋計(jì)算配筋面積為1800mm2每延米，Y向底部受拉鋼筋計(jì)算配筋面積為1800mm2每延米，按最小配筋率0.2%（2000mm2每延米）起控制作用，實(shí)配C18@120（2121 mm2每延米）雙向；

（五）筏板（防水板）最大計(jì)算配筋面積為700mm2每延米，按最小配筋率0.2%（800mm2每延米）起控制作用，實(shí)配C14@180（855 mm2每延米）雙向。

六、結(jié)語(yǔ)：

本文通過(guò)結(jié)合實(shí)際工程對(duì)軟土地區(qū)樁基承臺(tái)加防水板的地下室底板進(jìn)行了受力分析，可供同類工程參考，在設(shè)計(jì)時(shí)需注意防水板對(duì)柱墩的沖切剪切是否滿足規(guī)范的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱炳寅，婁宇，楊琦.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法及實(shí)例分析（第二版）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013

[2] DB33/T 1136-2017，浙江省建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

作者簡(jiǎn)介： 周斌，碩士研究生。