某商業廣場地下室底板結構和抗浮設計

【摘要】本文結合工程實例，介紹了地下室底板結構設計和地下室抗浮設計的一般方法和步驟，并提出了一些經驗總結和解決辦法。

【關鍵詞】地下室底板；倒無梁樓蓋式底板；抗浮設計

1. 工程概況

廣州某商業廣場項目，框架結構，主體建筑4～6層，地面以下設一層擴大地下室，主要功能為汽車庫及設備用房。地下室裙房大部分柱網7.4m×8.0m。擴大裙房基礎采用400預應力管樁，少部分樁按抗拔樁設計（試樁確定單樁抗壓、抗拔承載力特征值1000KN、200KN）。根據工程地勘報告，地下室底板下標高處多為淤泥質土層，不宜將底板設計成梁板式結構，綜合考慮地下室面積較大，故該底板擬采用無梁樓蓋式平板結構，樁承臺兼做柱帽。

2. 地下室底板結構設計

2.1確定荷載。

本工程地下室底板底面相對標高-4.320m，室外地面相對標高為-0.120m。設底板厚度400mm，按設防水位-1.200m計，水浮力標準值為34.0KN/m2；底板自重加面層及其上使用荷載，標準值為24.5KN/ m2。故本工程底板處于向上向下兩向作用控制。

2.2底板厚度驗算。

底板的沖切承載力驗算：

因有樁承臺兼做柱帽，一般底板的沖切承載力由承臺的沖切控制。

根據《混凝土結構設計規范》中沖切驗算公式為：Fl≤0.7βh ftηumh0h （1）

本工程取最不利柱網位置（8.8mx9.0m）進行驗算，最大沖切荷載為1410KN，根據公式（1）計算得出沖切承載力3346KN，假設的400mm板厚可以滿足沖切要求。

2.3倒無梁樓蓋式底板的內力及配筋計算。

無梁樓蓋主要有兩種簡化計算模式：（1）經驗系數法；（2）等代框架法。本工程柱網較規則，符合經驗系數法計算條件，故采用經驗系數法進行計算，他的優點計算簡便，受力明確。具體計算是參考文[4]的方法，步驟如下：

2.3.1先求出各跨總彎矩MO：

M0=（（g+q）ly（lx-2c/3）2）/8

2.3.2按柱上板帶和跨中板帶彎矩分配值分配彎矩，分配系數見表1：

2.3.3按照以上方法，可逐軸算出柱上板帶各跨的跨中彎矩或支座彎矩，進而進行強度計算和裂縫驗算。考慮地下室底板的抗裂要求及簡化施工要求，一般有設置雙層雙向拉通鋼筋要求。本工程通過對計算結果研究后，采用了這樣的配筋方法：（1）頂面雙向通長配置D16@150，底面雙向通長配置D14@150；（2）邊跨處柱上板帶支座彎矩和跨中彎矩較大，需設置另加筋，間距150mm；（3）柱距較大處，彎矩較大，需設置另加筋，間距150mm；（4）豎向荷載較大處（如消防水池等），平時荷載起控制作用，支座及跨中需設置另加筋；（5）另加筋的設置長度不小于計算凈距的1/4。

3. 地下室底板抗浮設計

3.1浮托力確定。

本工程水浮力標準值為34.0KN/m2；地下室結構自重標準值為24.5KN/ 2，即凈水浮力為9.5KN/ 2。因此，本工程擴大地下室部分需進行抗浮設計。

3.2抗浮設計。

目前，地下室抗浮設計多采用設置抗拔樁，抗浮錨桿或增大地下室底板或頂板覆土厚度等方法以平衡地下水對整體結構的浮托力。結合本工程情況，不能增加自重來抗浮，且地勘報告顯示場地內淤泥厚度較大，巖層埋置深度較深，最終選擇采用設置抗拔管樁的抗浮辦法。

3.2.1單樁抗拔承載力特征值估算：

本工程擬采用PHC-400B-C80型預應力管樁做為抗拔樁。

3.2.2抗浮驗算：

單樁可承受抗拔樁的底板面積 A= Rta/F=200/9.5=21 m2，經復核，單樁對應的最大底板面積為14 m2，故滿足抗浮要求。

3.2.3現場單樁抗拔靜載試驗。

經現場試樁，同前文中的估算結果基本一致。

4. 結論

地下室底板的設計方法及抗浮設計方法相對都比較復雜，需要考慮的影響因素較多，合理的選取方案，不但可以實現建筑功能要求，還可以節約造價，方便施工，這就要求設計人員不斷積累經驗，總結提高。

參考文獻

[1]建筑地基基礎設計規范.GB50007-2011.

[2]建筑樁基技術規范.JGJ 94-2008.

[3]混凝土結構設計規范.GB50010-2010.

[4]沈蒲生.樓蓋結構設計原理.科學出版社，2003.09.

[文章編號]1619-2737（2013）12-23-714