转贴--柱下独立基础与防水板的分析

关于柱下独立基础和防水板作为联合基础的安全问题
柱下独立基础加防水板作为基础形式，为了简化计算，防水板都不作为受力构件，仅由独立基础承受上部压力，此时，为了实现这一计算模型，即，在实际受理情况中，防水板也不受基底反力的作用，理想的方法是防水板下是空的，防水板完全搁置在基础底板上，但是，在实际工程中，这样的做法很难实现，因此，在防水板下，放置可压缩性能很强的材料作为结构缓冲，这就对这一可压缩性材料有一定的要求，如果材料太柔，在施工过程中，进行防水板砼的浇筑时，这一材料就会受到压缩，而如此一来，就失去了使用这一材料的意义。因此，这一材料首先在防水板自重作用下的压缩变形不是很大，在本工程中，采用聚苯板作为这一缓冲材料。
对于聚苯板，由于以前对它的了解还不是很深入，为了了解这一材料的力学性能，进行抗压试验。取聚苯板密度15kg/m3，大小200X200mm，厚度50mm，试验结果如下表：
荷载(KN) 剩余厚度(mm) 弹性模量
4 36
5.5 3
8.5 2
12.5 1.5
20 10
卸载 29
在试验过程中发现，当荷载为7.5KN时，材料的压缩急剧增加，而荷载读数不再增长，按照以往经验，此时，荷载是在不停增加的，即，聚苯板所承受的荷载也是在不停增加的，但是，由于仪器精度的影响，无法准确读取这一数值，故可以结合到实际工程中，当独立基础沉降时，防水板没有破坏，即可以假定防水板和独立基础的连接处的刚度无限大，此时，防水板也随着基础一起下沉，从而对防水板下的聚苯板产生影响，按照计算假定，防水板是不承受基底反力的，也就是说，聚苯板要缓冲掉基底土向上的反力，当基础沉降时，如果聚苯板不压缩，防水板下基底土对聚苯板将有一个反力，此时，力在不停的增加，而聚苯板本身是有一定压缩性能的，即，聚苯板受到压缩，如此，基底反力将不再传递到防水板上。由试验可知，当荷载小于一定数值时，聚苯板不受到压缩，此时，上部由多大荷载传递下来，防水板就要和基础一起承担这些荷载，当荷载继续增大时，聚苯板开始压缩，防水板所承受的荷载将不再继续增加，当荷载大于一定荷载时，聚苯板压缩，防水板所受的荷载也继续增大，此时，可以根据，聚苯板此时的弹性模量值，聚苯板此时的压缩量计算出聚苯板所受的荷载，即防水板所承受的荷载，而聚苯板的压缩量等于基础的沉降量，同时，基础和防水板一同抵抗上部荷载产生的压力，防水板和基础所承受的压力就可以有计算产生，即，防水板对基础土还是有约束作用，此时，基础土的承载力可否进行深度修正呢，由规范理解可知，修正可以按照防水板受力大小折算成土的实际埋深，进行修正，此时，相对应的地基土的承载力将提高，对地基承载力验算来说，使有利的，同时，由于防水板分摊了部分荷载，基础也是有利的。而进行基础承载力计算时，是没有考虑防水板受力的，即基础底面积本身的大小就足以承受上部荷载，当防水板分摊部分荷载时，基础受力也就小了，基础也是安全的。同时，防水板的受力大小也可以从聚苯板的厚度，弹性模量，基础沉降大小而得到一个定值，地基土承载力的修正也可以从这里计算得出。只要聚苯板的压缩性能有保证，防水板受力就不是很大，此时，可以对地基承载力进行修正，但是从安全角度出发，使不希望防水板受力过大的，对地基承载力的修正可以不予考虑。对于由试验得出的不同荷载下聚苯板的压缩模量可以定量的对防水板和基础在承受上部荷载时，承载力分配起一定的控制作用。
通过以上分析，对于柱下联合基础加防水板作为基础形式时，只需控制防水板下传力材料的力学性能，即弹性、可压缩性和材料的厚度以及基础的变形沉降，就可以对防水板的安全度有一个量的控制。这种基础形式按照独立基础受力，而防水板不受力考虑是安全的。同时，对于当基础土以外土上有荷载，可以进行深度修正，但是，不进行深度修正计算时，基础是安全的。知道了基础的沉降，防水板最大受力，就可以有效的选择具有一定弹性模量的材料。同时，当了解了一定材料的弹性性能，也可以计算出此时防水板的受力大小。由此分析，桩基防水板中，当桩有沉降时，桩间土也将受到上部荷载的作用，对于桩基来说也是有利的。