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软土地区地下室防水板设计实例

作者:未知

  摘要:随着经济的迅速发展,地下室工程大量建设,地下室底板结构形式的选择是否合理,直接影响整个工程的造价,软土地区运用桩基承台加防水板的底板形式是目前比较经济的结构形式之一。本文结合实际工程对桩基承台加防水板的设计作简要介绍。
  关键词:软土;桩基;柱墩;防水板;YJK软件
  软土地区土层上部一般都有较厚的淤泥层,具有高压缩性、含水量大、物理力学性质差、分布厚度大等特定,天然地基无法满足承载力和沉降要求,应采用桩基础,当地下水位较高时,需进行抗浮设计,布置抗拔桩。桩基承台加防水板的地下室底板形式具有土方开挖量少、传力简单、方便施工、造价低等特点。
  一、工程概况
  本工程为台州市某办公楼,地下一层,地上十层,框架结构,位于6度区,设计地震分组为第一组,建筑抗震设防类别为丙类,场地类别为Ⅳ类,框架抗震等级为三级,50年一遇基本风压为0.75KN/m2。本工程设计标高±0.000相当于黄海高程4.900m,抗浮水位为黄海高程4.000m,地下室底板板面标高为-5.750m(相对标高),地下室主要柱网尺寸为8.4mx8.4m,基础选用钻孔灌注桩,地下室采用防水板+承台柱墩的无梁底板的结构形式,底板厚度400mm,基础混凝土强度为C35,桩基和基础设计等级均为乙级。
  二、地质条件
  本场地原为海涂,后经人工吹填而成。场地地势较为低洼,雨天易积水。场地地势较基本平坦,未发现埋藏的地下管线及古河道、暗塘、暗浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物,地貌环境条件较好,地貌类型属温-黄海积平原。
  三、防水板荷载计算
  底板自重标准值[q1k=0.4×25=10.0KN/m2]
  水浮力标准值[q2k=[4.0-(4.9-5.75-0.1)]×10=49.5KN/m2]
  板面附加恒载2KN/m2
  板面附加活载4KN/m2
  四、防水板受力分析
  采用倒楼盖计算,与无梁楼盖的受力基本相同,地下室柱作为固定支座[1],承台外扩形成柱墩,防水板和柱墩承受水反力,计算内容包括:柱对柱墩的冲切和剪切验算、桩对柱墩的冲切验算、防水板对柱墩的冲切验算、柱墩和防水板配筋等。
  五、利用YJK軟件对防水板和柱墩进行计算分析
  YJK软件是由北京盈建科公司开发的建筑结构设计软件,在优化设计、节省材料、解决超限等方面提供系统的解决方案。
  本工程地下室采用单柱单桩,桩径700mm,桩长70m,单桩竖向抗压承载力特征值为2600KN,单桩竖向抗拔承载力特征值为800KN。承台按下柱墩考虑,普通的单桩承台尺寸无法满足柱墩冲切要求,为了满足柱墩冲切要求同时保证防水板的受力合理性,需要将承台(柱墩)尺寸扩大一般柱墩尺寸可取柱网跨度的1/6,本工程柱墩平面尺寸为2800mmx2800mm,柱墩厚度为1000mm,做45度倒棱台。防水板按筏板输入,由于沿海地区地下水对钢筋混凝土结构具腐蚀性作用,为了保障底板结构的耐久性和防水要求,防水板板厚不宜太薄,本工程筏板板厚为400mm,筏板底标高为-6.150,高水水位为-0.900m,按倒楼盖计算方法进行设计,基床系数取0。这样水荷载就可以均匀的作用在筏板上,这种计算模型和假设条件相符,可以较为准确的计算出水反力作用下的防水板内力、配筋以及各种冲切剪切验算。利用YJK软件对筏板进行网格划分并进行有限元分析,取一个典型柱网计算结果如下:
  (一)在1.0恒-1.2浮(高)工况下,X向弯矩Mx在柱墩底部正弯矩最大值为631KN?m(板底受拉),Mx在跨中负弯矩最大值为-93KN?m(板顶受拉),具体弯矩图见图二所示;
  (二)在1.0恒-1.2浮(高)工况下,Y向弯矩My在柱墩底部正弯矩最大值为625KN?m(板底受拉),My在跨中负弯矩最大值为-95KN?m(板顶受拉);
  (三)柱墩冲切最小值为1.42>1.0,满足规范要求;
  (四)柱墩X向底部受拉钢筋计算配筋面积为1800mm2每延米,Y向底部受拉钢筋计算配筋面积为1800mm2每延米,按最小配筋率0.2%(2000mm2每延米)起控制作用,实配C18@120(2121 mm2每延米)双向;
  (五)筏板(防水板)最大计算配筋面积为700mm2每延米,按最小配筋率0.2%(800mm2每延米)起控制作用,实配C14@180(855 mm2每延米)双向。
  六、结语:
  本文通过结合实际工程对软土地区桩基承台加防水板的地下室底板进行了受力分析,可供同类工程参考,在设计时需注意防水板对柱墩的冲切剪切是否满足规范的要求。
  参考文献:
  [1]朱炳寅,娄宇,杨琦.建筑地基基础设计方法及实例分析(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2013
  [2] DB33/T 1136-2017,浙江省建筑地基基础设计规范[S]
  作者简介: 周斌,硕士研究生。
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