北京地区独立柱基加防水板的设计探讨

© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 　　　Indust rial Const ruction Vol138 , Supplement ,2008 工业建筑 　2008 年第 38 卷增刊 北京地区独立柱基加防水板的设计探讨 李 　谦 (中国建筑设计研究院 　北京 　100044) 摘 　要 :在地基土较好的地区 ,高层建筑中的多层裙房和多层建筑中较多的采用独立柱基加防水板的基 础形式 ;结合国家 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 和北京地区的地基基础规范对这种基础形式的受力特性及设计要点进行了探讨。 关键词 :独立柱基 　防水板 　基础设计 DISCUSSION ON DESIGN OF THE RAFT FOUNDATION CONSISTING OF INDIVID UAL FOOTING COMBINING WITH WATER2PROOF SLAB IN BEIJING Li Qian (China Architecture Design & Research Group 　Beijing 　100044) Abstract :Combining with the foundation design code , the forced features and design main point s of a rafe foundation consisting of the individual footing and the water2proof slab are disscussed in Beijing. Keywords :individual footing 　water2proof slab 　design of foundation 作　　者 :李　谦　男　1969 年 9 月出生　硕士　高级工程级 收稿日期 :2007 - 12 - 06 　　独立柱基加防水板这种基础形式在地基土较好 的地区运用较多。主要用于以下两类工程中 :第一 类是高层建筑的多层裙房及地下车库 ;第二类是多 层建筑及纯地下车库。在这两类工程中 ,独立柱基 加防水板的设计侧重点有所不同 :对于高层建筑的 多层裙房及地下车库 ,采用独立柱基加防水板的主 要目的在于加大裙房及纯地下室车库的基底压力 , 从而加大此部分的沉降量 ,减少主楼和裙房的沉降 差 ,满足设计及使用的要求 ;而对于多层结构及纯地 下车库 ,则着重在经济性上 ,这种基础形式比筏板结 构的造价要低很多。 1 　独立柱基加防水板的计算 111 　独立柱基加防水板的计算 1 . 1 . 1 　基底无水时的计算 防水板下设软垫层 ,防水板及其上面的地面作 法和使用荷载通过防水板传递给柱基础 (如图 1) , 防水板按无梁楼盖 (如加基梁则按一般楼板) 计算。 如果不设软垫层 ,防水板及上面的地面作法及使用 荷载直接传递到地基土上 (如图 2) ,这种基础形式 实际上已经不是真正意义上的独立柱基加防水板 , 它是一种柱周围区域加厚的筏板基础 ,这种基础必 须采用弹性地基的有限元法进行分析和计算[ 1 ] ,本 文在此不作深入探讨。 1 - 柱 ;2 - 独立柱基 ;3 - 防水板 ;4 - 基础垫层 ; 5 - 聚苯板 (质量密度 > 18 kg/ m3) 图 1 　设软垫时独立柱基防水板作法 1 - 柱 ;2 - 独立柱基 ;3 - 防水板 ;4 - 基础垫层 图 2 　不设垫层时独立柱基防水板作法 1 . 1 . 2 　基底有水时的计算 : 防水板下设软垫层 ,防水板按无梁楼盖 (如加基 梁则按一般楼板)计算 ,荷载取水浮力减去防水板及 其上的地面作法。独立柱基的计算可以不考虑水浮 力的影响。 防水板下的软垫层通常采用有一定厚度的易压 817 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 缩材料如松散的炉渣、聚苯板等 ,以减少柱基沉降对 防水板的不利影响 ,而且使独立柱基的计算简图比 较明确。对于作为防水板下的软垫层通常采用便于 控制 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 质量的聚苯板。聚苯板的厚度通常取 80～150 mm ,密度要求不小于 18 kg/ m3 。防水板 的厚度通常取不小于 250 mm[2 ] 。 2 　对独立柱基加防水板地基承载力的深度修正的 取值 2 . 1 　地基承载力的深度修正的理论依据 浅基础地基的破坏型式有三种 ,如图 3。整体 剪切破坏、局部剪切破坏和冲剪破坏。地基出现哪 种破坏型式取决于多种因素 :土的种类、基础埋深、 加荷速率等。到目前为止 ,浅基础的地基极限承载 力的计算理论如太沙基极限承载力理论、梅耶霍夫 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 等 ,都仅限于第一种破坏模式 ,对于后两种破坏 模式的极限承载力尚无计算方法 ,浅基础的地基极 限承载力的计算公式都是建立在整体剪切破坏的基 础上的。 a - 整体剪切 ;b - 局部剪切 ;c - 冲切 1 - 原地面 ;2 - 滑动面 ;3 - 地面隆起 图 3 　地基的破坏形式 　　对于地基承载力的深度修正的基本理解为 :由 于浅基础周围的土体及附加荷载有效地限制基底土 体的滑动面的发展或塑性区的侧向挤出 ,从而提高 了基底土的地基承载力[3 ] 。 2 . 2 　北京地区的独立柱基加防水板地基承载力的 深度修正 按《北京市建筑设计技术细则 :结构专业》,北京 地区的地基承载力 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 值计算如下 : f a = f ka +ηbγ( b - 3) +ηdγ0 ( d - 1 . 5) (1) 式中 　f ka ———地基承载力标准值 ,kPa ; ηb 、ηd ———基础的宽度及深度的修正系数 ; 　γ ———基础底面以下土的平均重度 ,地下水 位以下取有效重度 ,kN/ m3 ; 　γm ———基础底面以上土的平均重度 ,地下水 位以下取有效重度 ,kN/ m3 ; 　b ———基础底面宽度 ,m ,小于 3 m 时按 3 m 考虑 ,大于 6 m 时按 6 m 考虑 ; 　d ———基础埋置深度 ,m ; 　f a ———深宽修正后的地基承载力标准值 ,kPa。 对于多层建筑及纯地下车库采用独立柱基加防 水板的独立柱基 ,它在进行地基承载力深度修正时 , 基础埋置深度按下列规定采用 : 对于一般第四纪土 ,不论内外墙 : d = d1 + d22 ,但 d1 ≥1 m ; (1a) 对于新近沉积土 d外 = d1 + d22 (1b) d内 = 3 d1 + d24 (1c) 式中 　d1 ———自地下室室内地面算起的基础埋置 深度 ,m (见图 4) ; 　d2 ———自室外地面算起的基础埋置深度 ,m (见图 4) ; 　d外 ———外墙基础的基础埋置深度 ,m ; 　d内 ———内墙基础的基础埋置深度 ,m。 1 - 设计室外地面 ;2 - 地下室地面 图 4 　独立柱基 　　对于高层建筑的多层裙房及地下车库采用独立 柱基加防水板的独立柱基 ,它在进行地基承载力深 度修正时 ,基础埋置深度 ,不论内、外墙基础 ,均按 d = d1 + d22 (2) 式中符号意义同上。 3 　工程实例 1)高层建筑的多层裙房及地下车库 :北京某综 合楼是一座集办公、会议、音乐厅及车库为一体的大 型民用建筑。该建筑主楼部分地上二十五层 ,裙房 部分地上四层。主楼及裙房地下均为三层。由于使 用功能上的特殊要求 ,主楼及裙房之间无法设缝分 开。主楼部分基础埋深 15. 4 m ,考虑活荷载折减以 917 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 后基底附加压力标准值为 162. 1 kN/ m2 。裙房部分 基础埋深 14. 7 m ,地下加地上共 7 层 ,为欠补偿性 基础。主楼与裙房两者之间的基底附加应力相差较 大。首先 ,增大裙房的基底附加压力。裙房基础采 用独立柱基加构造防水板 ,以减少基础与地基的接 触面积。在独立柱基以外的部分换填软垫层 ———聚 苯板。以此来使主楼与裙房的基底压力相近 ,从而 使两部分的沉降量相近。 其次 ,主楼与裙房之间设置沉降后浇带 ,要求后 浇带在主体结构完工后才能浇注。 2)多层结构 :中关村软件出口服务中心为多层 综合楼 ,共分为三个区 :一区宿舍区呈“E”字形平面 形态 ,地下一层 ,地上四层 (局部五层) ;二区为食堂 , 教室及出口加工基地区 ,地下一层 (局部地下二层) , 地上五层 ;三区为园中园办公区 ,地下二层 ,地上四 层。主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构。基础 采用单独柱基加防水板 ,因本工程层数变化复杂 ,为 减少各部分的沉降差异 ,在结构平面层数变化较大 的各部分间设沉降后浇带。 4 　结 　语 相对于沿海地区 ,北京地区的地基土较好 ,地基 的承载力较高 ,所以 ,在多层建筑及高层建筑的裙房 中 ,独立柱基加防水板采用的比较普遍 ,独立柱基加 防水板下设软垫层计算简图明确 ,具有较好的经济 性。但也存在一些不足 : 1)软垫层可能导致防水层的开裂 由于防水板 要承担自重及板上的使用荷载 ,会产生一定的向下 的变形 ,有可能会使建筑防水层开裂 ,所以要求建筑 防水层有一定的延展性 ; 2)高层建筑的裙房部分采用独立柱基加防水板 后 ,高层建筑的基础的深度修正如何考虑等问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 仍 需要进一步探讨的。如果考虑不周 ,高层部分基础 的外边缘的地基土有可能在设软垫层的后浇带部位 向上隆起。 参考文献 1 　朱炳寅1 独立柱基加防水板的设计方法的分析1 建筑结构 ,2001 (11) 2 　北京市建筑设计研究院. 北京市建筑设计技术细则 :结构专业. 北 京市建筑设计标准化办公室 ,2004 3 　杨　军 ,彭芝平 ,陈耀光 ,等1 地基承载力深度修正条件的结构补 偿. 建筑科学 ,2003 ,19 (1) (上接第 714 页) 可以看出 ,荷载达到此特征值水平的实际桩顶沉降分 别为 :12 ,8. 5 ,9. 2 mm ,以这么小的沉降来确定特征 值显然过于保守 ,未能充分利用持力层的承载力。其 实对于大直径桩而言远远未能达到真正的极限值。 如果以本文推导的极限荷载计算 ,本次三桩的承载力 特征值分别为 : R1 = 11 820 kN ; R2 = 7 920 kN ; R3 = 5 940 kN ;此特征值远远高于规范计算值。 如果按照相对沉降 s/ D = 0. 01 %确定的桩基的 特征值 ,则有 : R1 = 5 800 kN ; R2 = 5 300 kN ; R3 = 4 850 kN ; 以此作为承载力特征值 ,不但提高了承载力 ,同 时也控制了桩基的沉降值在一个合理的范围。从本 次试验结果看出 ,对于大直径灌注桩应当取 s/ D = 0. 01 %为确定特征值的方法 ,特征值水平比按照规 范方法平均提高了 20 %～25 % ,并且这样的取值仍 然是有一定的余量。这对提高桩基础的特征值水平 对降低基础工程造价 ,充分挖掘持力层的潜力具有 重要意义。 4 　结 　论 通过分析深圳地区大直径钻扩桩承载力数据进 行的分析研究 ,采用逆斜率法推导了本次试验的极 限承载力 ,证明扩底桩还存在巨大的承载力潜力。 本文分别按照极限承载力方法、按照静载试验规范 方法 (控制沉降 40 mm) 、按照控制相对沉降 ( s/ D = 0. 01)方法计算了承载力特征值 ,并进行了对比。 本文认为在深圳地区的大直径钻扩桩 ,按照相 对沉降 s/ D = 0. 01～0. 15 来确定桩基承载力特征 值是可行的 ,既能保证安全性 ,又可以发挥了大直径 桩的潜力。 027