独立基础加防水板、地下室外墙设计要点

1、独立基础加防水板地下室外墙的设计审定：李绪华审核：苑清山编制：覃嘉仕北京京诚华宇建筑设计研究院有限公司结构所1 / 18第一部分：独立基础加防水板流，为其他设计提供参考。一独立基础加防水板的由来及概念在大面积地下车库中，柱距通常在 6m9m 之间，我院的工程常用柱网为 8.4m。因跨度较大，采用整体筏板不经济，对上部结构的荷载传递也缺乏针对性，通常采用独立基础加防水板这种基础方案。楼地基变形的协调。水板的形式。独立基础加防水板基本形式如下图2 / 18力，设计应根据地基承载力情况和抗浮要求来综合考虑是否采用桩基。莲花村中低价房地下室等。的独立基础加防水板加以论述。二地基承载力报告，确定基础底板

2、所在地基持力层是否满足基底压力的要求。地基承载力的修正计算公式见建筑地基基础设计规范5.2.4 条，（5.2.4） ( 3) ( 0.5)b d f f aakbdm北京地区建筑地基基础勘察设计规范中地基承载力修正公式为 ( 3) ( 1.5)b d f f akabd0在确定地基承载力 fa 的过程中，最让设计者把握不定的是基础的埋置深度。当采用独立基础或条形基础时，按下列规定取值：1外墙基础埋置深度：(d1d2)/2。2内柱基础：一般第四纪沉积土：d(3d1d2)/4；式中d1d2 分别为地下室地面起和室外地面起算时的基础深度。3 / 18d(d1d2)/2，详见北京市建筑地基基础勘察设计

3、规范8.7.1 条。若经修正后的地基承载力 fa 仍无法满足上部结构荷载的需要，则需考虑打桩或者是CFG地基处理等。三独立基础平面尺寸的确定主要依据建筑地基基础设计规范5.2.15.2.2条，即F G轴心荷载作用偏心荷载作用（1）（2）（3）p k fkkpAaF G Mkpk1.2fkkAWaF G Mk以及偏心荷载作用0kWkkA(1)式即可，当中Fk+Gk可取1.0 恒+1.0活。合，取各种不利工况，需同时满足上述（）（）式。四独立基础构件计算独立基础的构件计算主要包括底板的受冲切计算和受弯计算。受冲切计算冲切计算决定基础的厚度，其基本计算简图如下：4 / 18算取较大值，见算例。当柱底

4、弯矩较大时，还需考虑弯矩作用下的冲切计算，可参见国标建筑地基基础设计规范附录P。受弯钢筋计算5 / 18别计算取较大值，见算例。五计算荷载算取荷载效应基本组合，如上所述。JCCAD中读取，但是JCCAD中没有给出柱底剪力。对于纯地下室，由于不考虑风荷载和若无把握，可到 中查取柱底剪力。力在JCCAD中无法读取，只能在SATWE中读取标准工况内力。人防组合只考虑两种工况，即1.0 恒+1.0人防和1.2 +1.0人防，可以人工计算累加。荷载计算注意事项：1按地基承载力确定基础底面大小时，只读取PKPM软件柱底最大内力，容易漏掉基础本身的自重。6 / 18为粉质粘土，fka=150kPa，认为土质

5、相对较好，防水板自重及其上面的荷入基础本身的自重。2关于消防车荷载，对于柱子和基础而言，属于间接受力构件，板顶等效荷载可按消防车实际重量除以柱网面积确定。如我院常用的柱网8.4m8.4m，计算柱子和基础时 300kN 消防车等效板顶荷载可取为4.2kN/m ，近似取 4kN/m 。建议在使用 PKPM 软件计算柱子和基础时可22按以上荷载单独建模导荷。六其他注意事项12.5础配筋时往往直接套用建筑地基基础设计规范中公式8.2.7-45，该弯矩，若基础台阶的宽高比大于2.5，基础的刚度偏小，受力状态接近悬臂构件，用独立基础计算公式偏不安全。M /N 应小于 1/6max在外墙基础，由于存在水、土

6、压力，容易出现偏心距过大的情况。独立基础没有最小配筋率，构造要求不小于10200即可4防水板下设置聚苯板：概念设计上为实现防水板不承担或承担最7 / 18砂的（南京莲花村A案讨论防水板下取消了软垫层。5.独立基础及防水板强度计算由水浮力控制时，结构自重恒荷载分项系数可取为1.0，而水浮力分项系数取法则存在不同意见。国标地基规范中当水土荷载占主导作用时相当于恒荷载起主导作用，分项系数取1.35，工业设计中的水工规范取为，而朱丙寅建筑地基基础设计方法及实例分析中取水浮力分项系数为1.4（第 187七防水板的计算：防水板计算方法基本有三种：距，梁高为防水板厚度，独立基础模拟成柱帽，输入水浮力，用 P

7、KPM进行计算。第二种方法为 SAP2000 建模计算：被认为是相对准确的计算方法。后方可用于施工图配筋。如下图8 / 18法。在烟台世茂项目中， SAP2000计算结果进行局部应力平均后与该方法计算结果基本吻合。防水板水浮力对独立基础的影响：在独立柱基加防水板的内力计算反力p （作V的力臂要大于基底反力p的形心力臂，导致浮力的作用，是偏于不安全的。对于独立基础基底反力，目前业内也有观点认为独立基础加防水板9 / 18了多少，实际上是一个地基应力扩散的问题。目前常用的手段是用SAP2000 等计算软件进行整体建模分析，但是也不是说这就是一个精准的特性，较大程度依赖于经验以及多次的试算，而不是统

8、一取 PKPM 通常默认的 20000kN/m 。此外，对于防水板本身，其下是否也要设置土弹3提出独立基础加防水板的设计理念完全背离。八、典型防水板配筋图10 / 18第二部分：地下室外墙一计算模型地下室外墙基本计算模型为 1m 宽的墙单元，以各层楼板为支座的连可用理正软件实现，简单便捷。二计算荷载地下室外墙一般刚度较大，土的侧压力取静止土压力，系数一般取0.5，当勘察报告有特别说明时，按勘察报告读取，如南京中低价房静止土压力系数为0.7。外墙的强度计算时分项系数取法，北京地基规范第8.1.6条规定取为1.3，而李国胜多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例中建议外墙计算时，水土荷载分项

9、系数取为1.2(第184页)；下室外墙可按有限土压力计算，原有土压力乘以折减 0.66 系数，但水压力不折减。地面超载通常取为10kN/m 。2若为人防外墙，需考虑人防荷载。11 / 18四截面的合理性制在 0.3%1.0%；若配筋率超出该范围，一般认为墙厚需要调整。以下是我院设计的几个工程地下室外墙的基本信息：项目名称 地下室层高（） 水头高度（） 墙厚（）烟台世茂天津于家堡南京中低价房亦庄二办600400、400600600、5003504.150.6统一取 400五超长处理率不小于0.25%，设置后浇带，为减少砼水化热，外墙混凝土强度等级不宜超过。的截面有效高度 h0，过去常把竖向钢筋设

10、置在外侧。而实际工程中，当一实际情况，建议将水平钢筋放在外排。六墙底弯矩处理度时，宜设置变截面板进行过渡，如烟台世茂项目中的节点处理见下图：12 / 18七地下室外墙的裂缝控制荷载组合，以标准组合进行受弯裂缝验算（裂缝限值进行受弯强度验算，则裂缝计算需要的钢筋比强度计算通常要高 20%30%。几个工程外墙裂缝要求如下：0.2无要求0.2压弯构件弯曲构件弯曲构件优化钢筋天津于家堡南京中低价房技术会议结论地方审图强条13 / 18亦庄二办裂缝计算公式GB 50010-2002中 8.1.20.4弯曲构件裂缝不控制配筋条： d sk 1.9 0.08cESte凝土裂缝。同时公式还考虑了裂缝的不均匀性

11、（ ） 对裂缝宽度加以修cr正。裂缝宽度影响因素裂缝公式由四个部分组成，第一部分为钢筋的应变，由该部分公式可以看出，由于钢筋各Es个不同钢号（HRB400、HRB335）之间的弹性模量几乎没什么差别，因此当混凝土钢筋由裂缝控制时，一般不用三级钢筋（ HRB400筋应力远未达到300N/mm 2货问题，可使用HRB335钢筋即可。d第二部分为裂缝平均间距l 1.9c ，由本部分公式可以看出，在配筋面积相同情况下（即 te c14 / 18 c c65时取c=65 c 的抗拔桩裂缝验算，在华东院、北京院、建设部院、天津市院、天津华汇护层c 取为，而实际施工要求桩纵筋保护层不小于。南京中钢筋网片，在采取这一措施前提下，裂缝宽度计算时保护层厚度可取为。0.65 f第三部分考虑钢筋应变不均匀系数 1.1 第四部分考虑荷载的短期、长期效应的综合系数 = ，crlsc l步收缩以及受拉混凝土的应力松弛和滑移徐变等因素导致混凝土不断退用经验确定 =1.5l荷载作用，按规范8.1.2 条计算构件裂缝时可不考虑消防车荷载或对消防车荷载进行较大程度折减。 为考虑短期荷载作用的裂缝扩大系数，对于偏心受压及受弯构件s 1.6，而轴心受拉构件 1.9ss15