上海市房屋建筑设计院有限公司 上海市 200062
摘 要：梁板式和平板式为地下室底板的两种主要方案，在实际工程中，地下室底板的计算与工程结果存在一定的反差。本文结合地下室底板工程实例，分析了工程的概况、地质条件及地下水条件，分析比较了梁板式底板及平板式底板的设计方案，确定了地下室地板结构的最佳方案，为地下室底板的设计提供依据。
关键词：平板式；梁板式；方案比较
前言
为了满足防水要求及施工要求，地下室底板的设计通常采用较厚的防水板。梁板式地下室底板是由基础梁和大板构成，平板式地下室底板设计主要是柱墩和平板两部分。建筑设计人员多采用梁板式设计，此方案的传力设计简单，整体刚度较好。平板式底板的传力较复杂，梁截面的高度影响传力途径，此方案的优点在于用钢量少，节约成本。
1.工程概况
本工程项目位于深圳市龙岗区龙岗中心城，主楼为框剪结构，地面为14层。勘测报告显示，该建筑的地基基础设计为丙级，抗震设防烈度为7度，地下室设计防水等级为2级。
2.工程地质情况及基础选型
2.1地质条件
勘测资料显示，建筑的地表层为素填土。建筑的地下室底板的3cm范围内为微风化石灰岩，这种材料的天然地基承载力为5200kPa。利用人工挖孔灌注的柱端具有高的承载力，其值为特征值为7000kPa。
2.2地下水条件
依据勘测资料，建筑的防水位为标高的-3.450米。
2.3基础选型
本工程选择单柱单墩的人工挖孔墩为基础层，墩端的持力层选择微风化石灰岩，承载力特征值为5200千帕，是一种最经济有效的方案。
3.结构地板方案比较
3.1防水板的负载计算
从土地质勘测报告分析，该场地的设防水位及抗浮标高的值为-3.450米。根据抗浮水位进行的承载力计算，以及设防水位求得的正常状态下的承载力的计算。该工程方与业主方经过商榷，该建筑地下室的设计抗浮水位取至室外最低标高-2.450米的位置，防水位设计标高仍然取-3.450米。本项目制定的方法是以承载力极限状态为基础进行分析比较。
地下室底板的水浮力的相关计算：
在承载力取极限值时，底板荷重及强度的验算：
水头高度的计算：H=（0.5+8.8）-2.45=6.85m
防水板承担的水浮力：Quk=6.85*10=68.5 kN/m2
底板高度h=0.5m；底板自重Qlk=25*0.5=12.5 kN/m2
由于场地最低标高为-2.45米，底板水浮力的设计值应为1.2*57.3=68.76 kN/m2。此时，地下室防水板下的黏土层及微风化石灰岩的土质较好，这种情况下，无需考虑底板的竖向承重。
3.2底板防水板的结构方案
地下室防水板混凝土为C30级，选取周边为8.4米的柱网，对梁板式底板和平板式底板的结构方案进行分析比较。
3.2.1梁板式底板主要由基础梁和大板构成，相关计算如下：
底板选用下柱墩，地梁截面为1.0m*0.5m，底板厚为0.5m，底板高度为0.11m。
用PKPM软件对地下室中间板跨的钢筋配置进行如下设计：
地梁板构件上部的钢筋为12根直径为25的通长筋，底筋为的4根直径为25的通长筋，支座附加10根直径为25的短筋，箍筋直径为10的一级钢，加密区间距100。底板的面筋直径为14，加密区间距150；附加支座直径16，加密区间距150。
承台的钢筋配置：竖向采取直径为16的两向封闭箍筋，加密取件距为150，水平采用直径为12的箍筋，加密取件距为150。
3.2.2式式底板的基本构成部分为柱墩和平板，相关计算如下：
选用下柱墩，柱墩平面为2.5m*2.5m，底板高度为1.1m，底板高度为0.5m。
采用PKPM设计软件中的Slabcad方法对底板结构进行有限元计算，柱下板的宽度为2.5m，控制单元划分的长度不能超过0.5m，跨中板宽度取值5.9m。
中间板跨的钢筋配置进行如下设计：
跨中板的面筋和底筋均采用直径为16的通长筋；柱下板的面筋直径为18的通长筋。下柱墩支座附加直径14的短筋。下柱墩的钢筋配置：双向底筋为直径22的钢筋，水平采用直径为12的构造筋。以上钢筋的加密区间距均为150。
3.2.3采用经验系数法，进行平板式底板结构方案的手算复核：
柱帽的宽度：C=2.0m，q=68.76 kN/m2， ly=lx=8.4m。
x向板的总弯矩设计值为：
Mx=qly（lx-2c/3）2/8
3.3宽柱的板带按内跨计算：
下板带弯矩：M支座=Mx*0.5=1802 kN/m2
M跨中=Mx*0.18=649 kN/m2
上板带弯矩：M支座=Mx*0.17=613 kN/m2
M跨中=Mx*0.15=541 kN/m2
柱下板带的底板、底面配筋与柱板带的底板、底面配筋均为直径14的通长筋，加密区间距均为150；柱下班带底板附加支座为直径18的钢筋，加密区间度为150。
3.3底板防水板的结构方案比较
梁板式地下室底板与平板式底板的柱网材料用量见表1。依据表1中的数据，三种方案的混凝土用量相差较少，计算结果显示：平板式底板的总钢筋用量为梁板式底板方案的73%，手算复核平板式底板结构方案为梁板式结构方案的63%，地下室底板采用平板式设计的混凝土用量和总钢筋用量最少，此时的工程造价最低。
地下室底板采用平板式的钢筋用量和总混凝土用量比梁板式低主要是由于两种方案计算模型简化之间存在的差异。建筑地下室的水浮力和板跨度较大，防水构造要求较高，要选择较厚的底板。通常情况下，梁板式底板的相对刚度小于一般薄板楼面，但计算过程中仅考虑了载荷传递的一般路径，即载荷由板传到梁，再传到竖向构件，未考虑厚板刚度对载荷传递方向的影响。梁板式底板通常是分构件设计，梁、板的设计是单独进行的，忽略了跨中板筋的作用和支座区域T形梁效应，计算的配筋值比实际值大。PKPM软件计算的平板式底板钢筋用量与手算复核平板式的钢筋用量的差别主要是因为两种计算方法的板宽取值不同，考虑到平板式底板柱墩附近的应力比较集中，本工程采用b方案。
4.结语
本文结合实际工程，从结构设计方面，分析了梁板式和平板式底板的实际差别。与梁板式方案相比，平板式方案的施工更便利，工期较短，材料用量较少，设计方案更经济。
参考文献：
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[2]马小波.浅谈地下室底板无梁防水板的应用实践[J].福建建材，2015，06：30-31+51.
[3]张友恩.直铺式地下室塑料防水板施工技术[J].中国建设信息，2012，15：116-117.
论文作者:程佳
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/7/27
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