地下室底板设计方法探讨

地下室底板设计方法探讨

明确水头高度h

地下水的设防水位应取建筑物设计使用年限内（包括施工期）可能产生的最高水位，如果岩土工程勘察报告中没有提供地下水的最高水位时，地下水设防水位可取建筑物的室外地坪标高。实际操作时，可取建筑物附近区域市政道路的最低标高，即假定市政管道排水能力足够，丰水期时不会造成连通的地下水淹没市政道路最低点的情况。应注意在勘察要求中提出，需由勘察单位提出在设计使用年限内建筑物的设计水位。

注意地下室可能承受的水浮力的作用情况尚与地下室周边地面的排水条件与基坑回填土的性质有较大的关系，即当大气降雨在地表的排水不畅且地下室基坑的回填土为透水性较好的砂石时，如果基坑周围及底面的土为透水性较差的粘性土，则基坑就如同一个天然的盛水容器，大气降水通过容器周边的透水砂石填土，迅速注入容器形成连通水位，从而很快对地下室形成较大的水浮力。故应注意控制基坑周边的回填土尽量采用隔水性好的粘性土，且周边室外地坪采取可靠的排水措施。

有人防时控制荷载的判断

地下室底板的人防等效静荷载，对采用桩基础的建筑物，核6级时通常为12kN/m2（非饱和土）、25kN/m2（饱和土），核5级时通常为25kN/m2（非饱和土）、50kN/m2（饱和土）。底板设计时，需判断底板配筋是由人防组合荷载控制还是由平时水压荷载控制。近似的办法为，由平时水压的控制荷载[1.35×10×h（水头）-t(底板厚)×25]×1.15(裂缝调整系数)，与人防控制荷载[1.2×(10×h（水头）-

t(底板厚)×25)+qRF(人防等效静载)]/1.35判断，大者为控制荷载。确定底板厚度

确定底板厚度时一般需考虑如下因素：（1）底板的冲切承载力；（2）底板的抗渗能力；（3）兼作筏板功能时尚要考虑其调节不均匀沉降的能力及筏板的整体刚度。

底板的冲切承载力

底板的冲切承载力一般指底板在水压或水压与人防组合荷载作用下，其抵抗冲切破坏的能力，通常由承台或独立基础的冲切控制。冲切锥体的形状通常为从底板底与承台（基础）的交接处沿向墙柱方向的45度线交于底板面（详附图1）。

验算公式为

×系数（详规范），

当有人防时，为×系数（详规范），

其中人防时的，底板的有效高度可取，承台(基础)周长-。

荷载(相应位置柱按面积法所占面积-承台(基础)的面积)×底板

柱按面积法所占面积的示意详见附图2。

当冲切不满足时，在考虑提高底板厚度前可先考虑适当提高承台(基础)的尺寸，可获得较优的经济指标。

(2)底板的抗渗能力

以前的防水规范按水头与混凝土的厚度来确定混凝土相应的抗渗等级，新防水规范则取消了其对应关系，但高规表12.1.9仍保留了基础防水混凝土抗渗等级与水头与混凝土厚度的关系。个人认为，虽可不必完全按照高规表12.1.9的关系通过混凝土采用的抗渗等级来确定混凝土的厚度，但在确定底板厚度时仍可作为衡量其抗渗能力的一个有益的参考。如抗渗等级取S8时，水头与厚度的比值最大可取15。

底板同时用作筏板时需同时满足筏板的构造要求。

内力及配筋计算

采用等代框架的简化方法计算，而非经验系数法，其优点为不受各跨跨度的限制，可考虑到大小跨对内力的影响，并对任何位置可只抽出单跨来进行验算。具体步骤如下：

用连续梁模型计算等代框架每米宽度的弯矩平均值

各部位弯曲的计算通式为，其中弯曲系数的取值可按附图3。

（2）按柱上板带将内力相应调大

根据无梁楼盖中弯矩在柱上板带与跨中板带的分配规律（详见附图4），结合考虑穹顶效应的影响，可得出柱上板带各部位处单位宽度的简化计算式如下：

①中间跨支座处，其中1.5为柱上板带内力增大系数，0.8为考虑穹顶效应的折减系数；

②中间跨跨中处，其中1.1为柱上板带内力增大系数，0.8为考虑穹顶效应的折减系数；

③边跨支座处，其中1.5为柱上板带内力增大系数，并注意边跨不能考虑穹顶效应；

④边跨跨中处，其中1.1为柱上板带内力增大系数，并注意边跨不能考虑穹顶效应。

计算跨度的确定

当基础为多桩承台时，计算跨度，其中各参数的含义详见附图5。

②当基础为独立基础或单桩承台或单排桩承台的短向时，分以下两种情况：

当时，对所有部位，其中为承台厚度，为底板厚度，、、等参数参照附图5；

当时，在计算跨中弯矩时，取两柱边的净距（详见附图6），其余部位仍取，其中为承台厚度，为底板厚度，、、等参数参照附图5。

上述两种情况均需验算柱边截面，计算跨度取两柱边的净距，截面高度为承台高度，详见附图7示意。考虑到实际相当于变截面梁，需将按等截面梁的计算结果乘以放大系数1.25，因该截面同时又属于承台，故最终弯矩应为按变截面梁在水压作用下的结果与扣除水浮力后作为承台的所受弯矩的叠加。

长短跨的调整可总结为以下3点原则：

①当某跨小于相邻跨的0.2倍时，较近支座可视为1个支座；

当相邻跨跨度相差在20%以内时，可视作等跨；

当某跨与相邻跨跨度之比大于0.2小于0.8时，对邻跨的影响，弯矩增大者乘以1.1，减小者乘以0.9，重复影响者乘以1.33，如附图8所示。

配筋计算及裂缝验算

按上述算得的弯矩对柱上板带各截面进行配筋设计，并按强度计算得到的配筋进行裂缝验算，其中迎水面裂缝限值为0.2mm（保护层厚度为50mm），背水面裂缝限值为0.3mm。一般情况下，迎水面的钢筋均由裂缝控制，根据弯矩大小的不同，可比相应的强度计算配筋增大约20～55％。采用理正工具箱的梁截面计算时，可同时进行强度和裂缝的验算，当第1次计算的裂缝宽度不足时，可通过“结果查看>修改验

算”进行配筋修改，点击“确认修改”后可算得新的裂缝宽度结果，如仍不满足，可继续调整，直至满足。

因较大的弯矩主要集中在支座部位，当底板拉通筋按典型中间跨跨中计算配筋及构造最小配筋率两者中的大值配置，较大弯矩的支座和边跨处或局部较大跨度的跨中处设置另加钢筋时，底板可获得较优的经济效益。从底板钢筋抗裂时“宁细勿粗，宁密勿疏”的原则考虑，按经验一般可取拉通筋及另加筋的间距均为150，则有利于底板抗裂，从实际施工的情况来看，并未见现场反映过因钢筋过密而导致砼浇筑困难的问题，再类比梁、柱纵筋的间距，故最小75甚至50的板筋间距仍然是合适的。另需注意，另加筋的长度应按以下原则确定：伸出柱帽长度不小于柱帽间净跨的1/4，当另加筋直径较大（如并筋）时，伸出长度不宜小于柱帽间净跨的1/3。

根据上述第3、（2）点的计算公式，我们知道柱上板带跨中配筋约为支座配筋的1/2，而跨中板带跨中配筋可视为与柱上板带跨中配筋基本相同，跨中板带支座配筋为柱上板带支座配筋的1/3。因此，在计算某跨时，可先行计算柱上板带支座配筋，当支座配筋的另加筋不超过拉