浅谈地下室底板和筏板基础的混合使用

[关键词]地下室底板 筏板基础 大体积混凝土工程 地基处理 

　　1 引言 

　　大部分建筑物为了满足基础埋深的要求，结合地下停车及其它建筑使用功能的需要，一般都设计有地下室。筏板基础是建筑工程中一种常用的基础型式，其整体性好，受力合理，能很好地抵御地基不均匀沉降。本文对地下室底板和筏板基础混合使用的情况进行分析研究，并谈些看法。 

　　2 工程概况 

　　2.1 工程概况和地形地貌 

　　项目位于清远市石角镇美林湖国际社区内，拟建美林湖生态小镇・大家元为地上三层、地下一层的别墅建筑群，建筑面积约为5万平方米。该处为丘陵缓坡地，场地地形呈西北高东南低的趋势。该地区属于南亚热带季风性气候，雨量充沛，阳光充足。全年最大风速为22米每秒，平均风速约为三米每秒。该场地周边没有大型工矿污染源，地下水和土壤均没有受到污染，地质环境条件较好。该区域地质构造发育比较弱，没有地震断裂，钻孔期间未发现有断裂结构。 

　　2.2 场地的地层组合及其特征 

　　按照岩土成因和特征，在勘察范围内，场地的地层可以分为：人工填土层，第四系冲洪基层，第四系坡积层，残积层，基岩。 

　　人工填土层也称素填土，土层松散，局部稍密，稍湿。 

　　第四系冲洪积层可分为粉质粘土，粗砂，粉质粘土3个亚层。其中粉质粘土可塑性强，含有少量的砂粒。 

　　第四系坡积层中的粉质粘土层呈硬塑状，切面规则，韧性比较差。 

　　残积层的砂石粘性土呈硬塑状，韧性比较差，原来的岩石结构可以基本辨认，是花岗岩风化残积土，属于压缩性土。 

　　基岩为花岗岩，呈块状构造，粗粒花岗结构，根据岩石的风化程度分为全风化带，强风化带，中风化带，三者逐渐过渡。 

　　场地抗震设防烈度为6度，设计地震分组第一组；Ⅱ类场地土。 

　　2.3 场地的水文地质条件 

　　该场地地下水埋藏浅，地下水主要由降雨补给，以大气蒸发和径向侧流等方式进行排泄。地下水对混凝土结构有轻微的腐蚀性，长期浸水状态的钢筋混凝土结构中或者在干湿交替状态下的钢筋，会有轻微的腐蚀性。抗浮设计水位为室外路面标高。 

　　2.4 对地基的稳定性和适宜性作出评价 

　　钻探显示，场地有人工填土，第四系土层及风化岩。各岩土层的状态、厚度和埋深，水平和垂直方向变化较大。场地地基属于不均匀地基。场地内没有发现不良地质现象，没有隐藏河道、防空洞、坑道、溶洞等障碍物。综合分析，该场地属于基本稳定区，适宜工程建设。 

　　3 基础方案对比分析 

　　结合地质报告，根据场地地貌和土层分析，拟建项目可采用三种基础型式：钻孔灌注桩基础，预应力混凝土管桩基础和筏板基础。以下分别对比这三种基础型式的优缺点。 

　　钻孔灌注桩基础：适合各种复杂的地质条件，单桩承载力大，但施工速度慢，施工过程中产生的泥浆容易对环境造成污染，建造成本比较高，经济性稍差。 

　　预应力混凝土管桩基础：适合本项目的场地条件，施工速度快，采用静压管桩可以减少施工噪音对环境的影响，单桩承载力约1600～1800KN，建造成本适中，经济性较好，对本项目来说是一种合适的基础型式。 

　　筏板基础：基础整体性较好，能较好地抵御基础的不均匀沉降，施工速度快，对环境没有不利影响，经济性较好，对本项目来说也是一种合适的基础型式。 

　　综上所述，考虑到本项目为多层别墅建筑，有一层地下室，场地经平整后，地下室底板标高处大部分区域为粘土层，根据地质报告，粘土层的基础承载力特征值为130～150Ka，可以作为基础持力层。别墅单体的结构柱跨约为4～6米，地下室柱跨约为6～8米，计算结果显示大部分的结构柱单柱轴力为800～2200KN，柱轴力不大。根据地下室防水的构造要求，地下室底板板厚不应少于250mm。综合考虑基础受力的合理性、经济性和施工周期，基础采用平板式的筏板基础，筏板基础同时作为地下室底板。 

　　4 基础设计 

　　筏板基础设计：采用C30防水混凝土，抗渗等级P6。板厚400mm，配置Φ14@150X150双层双向通长钢筋网。对于局部柱轴力较大，筏板的受冲切承载力不能满足设计要求的情况，采用筏板底下局部增加板厚和抗冲切钢筋的措施，满足受冲切承载力的要求。 

　　后浇带的设置：间距约40米，后浇带处钢筋作加强处理，混凝土等级采用C35，筏板基础施工两个月后再浇筑后浇带的混凝土。 

　　5 采用CFG桩作地基处理 

　　由于场地西北高，东南低，场地经过平整后，东南角约20%的面积为填土区域，地基承载力低，根据地质报告的建议值，平整后填土的地基承载力特征值为80KPa，而场地挖方区域为粘土层，地基承载力特征值为130KPa，两种地基承载力存在较大差异，筏板基础不可以直接采用填土作为基础持力层。 

　　处理方案：采用CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）对填土进行加固处理，桩径400mm，桩间距1600mm，有效桩长不少于12m，以正方形方式布桩，根据JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范》第7.1.5条，经计算后，复合地基的承载力特征值为130KPa，与挖方区的粘土层承载力一致，可作为基础持力层。 

　　6 地下室抗浮设计 

　　拟建项目的抗浮设计水位为室外路面标高，地下室单体范围为三层别墅，室外为园林区，有600mm的覆土，经计算，地下水浮力小于建筑物自重和恒载作用的组合，地下室不需要采取抗浮措施。 

　　7 基坑施工的监测 

　　在基坑开挖时有一套完整系统的监控方案，实时监控基坑的状态，进行信息化施工。时刻监控基坑的地下水位变化情况，以及建筑物的位移和沉降。基坑开挖后立即浇筑素混凝土垫层以免基础持力层受破坏。 

　　8 对地下室底板和筏板基础混合使用的分析 

　　以下对地下室底板和筏板基础混合使用的条件、设计方法和注意事项作分析： 

　　（1） 拟建项目须设置有地下室，地下室底板标高处的土质较好，地基承载力较高，可以作为基础持力层。 

　　（2） 适合柱跨不大，单柱轴力不太大且柱轴力较均匀的情况。柱跨越大，筏板基础承受的弯矩越大，配筋越大，经济性越差；单柱轴力过大时，筏板的抗冲切承载力不足，需要的板厚和配件较大，筏板底增设的柱墩厚度大，经济性不显著。 

　　（3） 对于多层建筑，适合地下水不高，不需要采取抗浮措施的情况。若地下水位高，地下室底板需要采用抗浮措施，一般需要在筏板基础下设置锚杆，增加工程造价，经济性不显著。 

　　（4） 对于高层建筑，需要注意基础埋深是否满足规范要求，持力层的地基承载力是否足够高。若地基承载力较低，可以采用CFG桩或其它方法对地基进行加固处理。 

　　（5） 综合基础受力要求和经济性选择合适的筏板板厚，筏板采用通长钢筋网，对于局部弯曲应力较大的地方采用附加抗弯钢筋处理；对于受冲切承载力不足的地方，采用板底加柱墩或抗冲切钢筋处理。 

　　（6） 筏板基础属于大体积混凝土施工，需要采取足够的措施减少混凝土收缩的不利影响，例如设置施工后浇带，在混凝土参合膨胀剂等措施。 

　　9 结束语 

　　地下室底板和筏板基础混合使用，可以有效地解决地下室底板的防水问题，更好地满足建筑使用功能的要求，同时筏板基础施工速度快，建造成本适中，受力合理，能有效地抵御基础的不均匀沉降。两者的混合使用，是建筑和结构的完美结合。 

　　参考文献 

　　[1]仲骁霖 《大体积混凝土施工》实施指南，中国建筑工业出版社，2012.90-92 

　　[2]梁星雯 浅谈混凝土结构设计原理，中国建筑工业出版社，2013.34-36