发布于：2011-11-30 16:08:30
来自：建筑结构/武汉老庄结构院
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关于“独立基础+防水板”中设置软垫层的一些思考
(补充版2011-11-30)
前注：本人08年本科毕业后从事结构设计工作，前两年是做电力厂房设计，今年转行做的民用建筑结构设计，入行时间比较短，比起论坛里前辈肯定是一只菜鸟，欢迎各位前辈、同行拍砖。本人只是想提出自己关于标题内容的一些思考，并非其他意图，希望各位批评指正，谢谢。
从事民用建筑结构以来独立完成过两个小区地下室结构设计工作，地下车库部分基础形式都是采用的“独立基础+防水板”，图纸虽已出，但最近闲来无事想对此基础形式有些深入的了解，听同事推荐，选看了朱炳炎老师的《建筑地基基础设计方法及实例分析》，其中朱老师在相关章节中提到“独立基础+防水板”在防水板底下设置软垫层（如聚苯板）以符合此基础结构计算的设想，因为防水板一般是用来抵抗水浮力，而不考虑防水板地基承载力。本人在网上查阅了相关资料，基本如是。
刚开始我也觉得朱老师提出在防水板底下设置软垫层是很科学的一种做法，当然现在还是觉得还是很科学，但是问题来了，本人今年完成的两个地下室设计过程并未考虑在防水板下设置软垫层（当时我并不知道防水板下设软垫层这个概念），当时总工也没提出异议，审图单位也没指出有不妥之处，难道是他们并没注意到，我蒙混过关了。
经过几天翻看自己完成的图纸及项目资料，还有大量查阅其他同事类似的图纸及项目资料，所有防水板下未设置软垫层的项目有个共同点，地下抗浮设计水位高，且水位稳定。故我得出以下思考：
1、当抗浮设计水位不稳定不能长期满足Qw≥Qs+Qa，且柱竖向轴力很大及地基承载能力很高(如弱风化基岩)或防水板较薄时，防水板宜设置软垫层，否则此时“独立柱基+防水板”相当于变厚度的筏板基础，防水板将和独立柱基一起承担巨大的地基反力致使防水板结构的可能不安全。
注释：Qw 地下水浮力
Qs 防水板及防水板上建筑做法自重
Qa 防水板上折算活荷载
理解：
当Qw≤Qs+Qa，且柱竖向轴力很大及地基承载能力很高时时，若防水板下不设置软垫层，防水板将对其下的地基土产生一定得压力P1，但是远小于独立柱基基底的地基土压力P2，而两者其下土的压缩模量是相同的，因此防水板下地基土压缩变形S1远小于独立柱基基底的地基土压缩变形S2，由于两者底下地基土的变形相差大，致使防水板和独立柱基相交的边缘向下变形不协调，相交边缘产生巨大的内力，使得防水板与独立柱基共同承担巨大的地基反力，此时防水板结构不安全。
当Qw≤Qs+Qa，且柱竖向轴力很大及地基承载能力很高时，若防水板下设置软垫层，防水板将对其下的地基土产生一定得压力P1，但是远小于独立柱基基底的地基土压力P2，然而软垫层压缩模量远小于地基土的压缩模量地基土的压缩模量，因此可防水板下软垫层的压缩变形S1和独立柱基基底的地基土压缩变形S2相当，以保证防水板和独立柱基相交的边缘向下变形协调，相交边缘不会产生内力或者内力很小，使得防水板不需与独立柱基共同承担的地基反力或者只承受很小一部分地基反力，此时防水板结构安全。
2、当抗浮设计水位不稳定不能长期满足Qw≥Qs+Qa，且柱竖向轴力一般及地基承载能力一般时，防水板可不设置软垫层，当然需要对防水板与独立基础边缘相交处的防水板抗剪承载力和防水板跨中的抗弯承载力验算。（此条结论思考还比较欠成熟）
理解：
（1）防水抗剪承载力验算（根据个人分析考虑）
验算试例：2层地下室车库，柱网8米×8米，层高5米，覆土1.5米，顶板上活载取10KN/㎡,顶板180mm厚，负一层楼板150mm厚，负一层楼板活荷载取4.0KN/㎡，地基承载力特征值350kpa,基础形式采用“独立柱基+防水板”，独立基础尺寸4.0×4.0m，防水板厚400mm,混凝土采用C30.（地下水位长期处于基础底板以下，防水板下不设置软垫层）
地下水位长期处于基础底板以下
竖向柱轴力设计值估算：
N=1.2×(20×1.5+0.18×28+10+0.15×28+4+10+10)×8×8=4792KN
（便于试算，恒、活荷载分项系数均取1.2）
基底地基土净反力估算：
P=N/A=4792/16=299.5kpa
由于独立基础与防水板之间差异，致使防水板和独立柱基相交的边缘向下变形不协调，假设此时防水板承担独立柱基的60%的地基净反力。
防水板与独立基础相交边缘剪力估算：
Ve=0.6×(299.5×16)/16=179.7KN/m
防水板抗剪承载力设计值估算：
0.7*B*Ft*b*h0=0.7×1.0×1.43×1000×350=350.4KN/m≥Ve=179.7KN/m
满足抗剪承载力验算
（2）防水板跨中抗弯承载力验算（思考很久还没有找到一个能说服自己的办法，想到了再补上）
3、当抗浮设计水位稳定，且Qw≥Qs+Qa时，防水板下并不会因为防水板下未设置软垫层导致防水板降承担巨大的地基反力而致使防水板结构的不安全，即防水板下可不设软垫层。
理解：当Qw≥Qs+Qa时，很明显防水板并不会与地基土相互挤压，因此两者之间无相互作用力，无挤压变形，防水板下可不设置软垫层。此时的防水板就相当于以独立柱基边缘为支座的双向板，只承受Qw-（Qs+Qa）这份均布荷载作用，具体计算和构造措施可参考朱炳炎老师的《建筑地基基础设计方法及实例分析》相关章节。
后注：由于本人才疏学浅，工程经验比较浅薄，以上拙见希望前辈、同行们严厉批判并热心指正，本人不胜感激。
参考文献：《建筑地基基础设计方法及实例分析》 朱炳炎编著
2011-11-29版详
http://bbs.co188.com/content/2110_4340030_1.html
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本帖最后由 huamingyue84 于 2011-11-30 16:13 编辑 ]
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只看楼主 我来说两句-
jiagongyan
沙发
不管怎样都需要设置，假想不成立，特别是比较高的上面还有建筑的，柱轴力较大，会带动防水板。如果纯地下车库应该还好些。
2015-12-25 18:40:25
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clz0123456789
板凳
值得学习的好东东。
2015-02-14 21:41:14
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