独基防水板VS筏板之鬼影擒拿手

文章首发：点筑结构（ID：kjve001）

作者：炫光  甲级设计院主任工程师  一级注册结构工程师

       独基加防水板，从外形上来看，与局部加厚筏板非常相似，像一对孪生兄弟。设计师第一次遇到往往手足无措，分不清它们的区别。

      网上对于独基加防水板本质上到底是不是筏板有争议。炫光认为：独基防水板是一个偏理论的模型，网上的争议其实是理论与实际情况到底是否吻合的争议，而不是独基防水板与筏板本身区别的争议。从理论上来说，这两者本身就是两个概念。从实际情况来说，这两者往往又因客观或人为因素而边界模糊。

      本文不谈布辛奈斯克，不谈明德林，只谈谈个人看法。炫光相信：即使是完全没有接触过的读者，看过本文以后也可以把握住精髓所在。

      

图1：独基+防水板       

图2：加厚筏板

 1、计算模型

      加厚筏板，所有的柱下的，非柱下的底板，都是基础。加厚仅仅是为了满足柱下冲切，相当于倒置的无梁楼盖的柱帽。

      独基+防水板，顾名思义，独基是基础，防水板仅用于防水，承担相应水深的水压力。防水板下设置聚苯板。

      所谓聚苯板，就是泡沫板。设置它的意义何在？不设聚苯板，所有底板直接和地基土接触，通过自身的刚度来分摊基底反力，那就是筏板。设了聚苯板，就像一个悬崖边的人脚底踩空，他知道自己掉下去不会有九阳神功也不会有独孤剑冢，只有依靠手部力量死死攀住崖壁。

     他就是防水板，悬崖就是独基，聚苯板就是他脚下的浮云。

     在少林足球里，擅长鬼影擒拿手的五师弟利用手部力量，使自己悬浮于球门边，就是防水板在枯水期的受力情况。球门就是他的独基。

     当然，这种不舒服的姿势，就算是从小练功的五师弟也不能持久的，好在这种情况并不经常存在，大部分时间，防水板是泡在水里的。水浮力抵消了它的自重乃至于上面的车辆人流。水位高的时候，继续往上顶，这时才发挥它自身的作用。

导演，可以喊ka了吗？

     水是平的，水浮力处处相等。所以防水板的计算模型按照反力直线分布假定，采用倒楼盖模型。倒楼盖法只与荷载有关，与土的弹簧刚度无关。

     而地基反力看做是和位移相关的（p=ks），所以筏板的计算模型按照文克尔假定采用弹性地基梁模型。k就是让人抓破头皮的基床系数。它反映了土的弹簧刚度。

     目前基床反力有很大的随意性，这也是弹性地基梁的缺点。

     

2、应用范围

       独基+防水板的好处在于防水板这一块只考虑水浮力，可以不满足筏板那一套构造要求(截面可以小，配筋自然也小，但配筋率应2%，高于筏板的0.15%要求)，经济性比较好。但是独基+防水板并不是任何地下室结构都适合， 要看水位。

      1）抗浮水位低于基础，可不做防水板，建筑做防水面层即可。

      2）抗浮水位高于基础较少（如小于1m），设防水板，构造配筋。

      3）抗浮水位高于基础较多(如>2m)，此时土质往往较差，独基会比较大，此时适合做筏板加柱墩（即局部加厚筏板），薄厚板共同受力。

3、实际操作

      PKPM的JCCAD的防水板计算单元对应倒楼盖法；筏板有限元单元对应弹性地基梁法。

      筏板有限元的模块中包含考虑水浮力的选项，所以往往用的比较多。

      笔者曾经就一个工程的模型在两种计算模式下的计算结果进行比对，这是一个4层带地下室的框架结构，抗浮水位为-0.5m。经比较：此项目筏板有限元基本可完全包络防水板配筋。

      另一个工程采用桩筏基础，筏板有限元和防水板模型比较，筏板有限元板中配筋较大，防水板型柱下配筋较大（但小于等于探索者算出的承台配筋）。此项目两者“包络设计”。

      之所以会出现这样的差异，笔者认为还是和计算模型有关，筏板有限元采用弹性地基梁模型，位移越大力越大，配筋越大。对桩筏来说，柱下有桩，位移很小，此时筏板支座配筋偏小而跨中较大。应用其他软件或手算复核桩基承台，取大值。而防水板采用倒楼盖模型力均布，跟位移无关，支座会大，相应跨中减小。而对纯筏来说，柱下位移最大，力也最大，跨中则取决于上部重量产生的地基反力，通常会大于水浮力。。

      不同的工程各有特异，谁包络谁并不绝对，此处的案例仅供参考。

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