地下室抗浮设计时柱下基础的抗冲切设计分析
郎森
【摘 要】Single foundation plus structure baseboard as a basic form has the advantages of simple form, clear stress, low cost and so on. When there is ground water whose water level is higher than the bottom of structure baseboard within the depth of the basement, single foundation baseboard shows different stress state under different buoyancy of the ground water. This article makes qualitative analysis of the stress property of the baseboard and single foundation when the ground water level is higher than the structure baseboard bottom (h'w>hwcr). It provides theoretical basis for the anti-cutting checking calculation of single foundation when the ground water level is higher than the critical level.%基础加构造底板这种基础形式具有形式简单、受力明确、工程造价低等诸多优点，当地下室深度范围内存在有水位高于构造底板底面的地下水时，基础底板在不同情况的地下水浮力作用下，呈现出不同的受力状态。本文定性的分析了地下水位高于构造底板底面时，构造底板及基础的受力特性，为地下水位高度大于临界水位（h'w>hwcr）时，基础的抗冲切验算提供了力学分析的理论依据。 【期刊名称】《价值工程》 【年(卷),期】2013(000)031 【总页数】2页(P149-149,150)
【关键词】构造底板;基础;冲切破坏;临界水压力
【作 者】郎森
【作者单位】沈阳新建筑设计有限公司，沈阳110003 【正文语种】中 文 【中图分类】TU470 1 概述
在进行普通地下室基础设计过程中，当天然地基条件较好时，基础加构造底板这种基础形式常常被采用。此类基础形式具有形式简单、受力明确、工程造价低等诸多优点。基础用以承担上部结构传至框架柱底的轴力、弯矩及剪力；构造底板为卧置于地基上可以起到防水防潮作用的自承重结构构件。对于地下室基底标高以上无地下水的情况，基础的受力情况与无地下室时相同，基础底板的抗弯设计、抗冲切设计可根据《地基基础设计规范》(GB50007)相关章节进行。反之，当地下室深度范围内存在有水位高于构造底板底面的地下水时，在地下水浮力作用下，基础底板在不同情况的水浮力作用下，呈现出不同的受力状态，因此基础的抗冲切验算也异于普通基础。下面将就抗浮设计时这种工况下基础的抗冲切验算进行讨论。 2 基本假定
在进行抗浮设计时基础的抗冲切验算前，对柱下基础与构造底板（防水底板）这种基础形式受力状态做如下基本假定：①基础只承担上部结构传至框架柱底的轴力、弯矩及剪力，当地下水位高于基础底面时，基础作为防水底板的支座，承受有防水底板传来的弯矩及剪力；②构造底板简化为自承重结构构件，无地下水时不参与基础对上部结构构件传来的轴力、弯矩及剪力的承担作用。
3 受力分析
根据以上基本假定，当地下水位到达临界水位hwcr时（地下水浮力等于构造底板及其上覆土自重），带构造底板的柱下基础的受力状态见图1。 图1
3.1 地下水位高于构造底板底，水浮力等于构造地板及其上覆土自重(hw=hwcr) 根据假定，防水底板自承重且抵抗水浮力，不考虑防水底板的地基承载能力。基础承担全部结构荷重并考虑水浮力的影响，其受力状态如下：上部结构传至框架柱底的轴力N、弯矩及剪力（为方便讨论，假设值为零），地基土反力p0A0，水浮力pw0A0、构造底板受地下水浮力Pw1A1等于构造底板及其上覆土自重G1（见图1），根据受力平衡有：
此时在基础周围未产生附加剪力和弯矩，即V1w=0，M1w=0。即地下水浮力未对基础底面总反力产生影响，那么进行基础抗冲切验算时FL也未发生改变，即：
此状态下基础抗冲切验算同普通基础。 3.2 地下水位高于构造底板底面(h'w＞hwcr)
相对于前面的情况，水浮力大于构造底板及其上覆土自重p'w1A1＞G1，此时基础承受了附加的剪力和弯矩作用（△V'w=p'w1A1-G1＞0，M1w＞0）。取基础冲切破坏椎体为研究对象，并根据受力平衡（见图2）。 图2 可见F'L=FL
基础抗冲切验算时，F'L应根据上诉方法求出。即当地下水位高度大于临界水位（h'w＞hwcr）时，水浮力大于构造底板及其上覆土自重，构造地板下剩余的水浮力参与承担了上部结构传至柱底的竖向荷载，使得基础底面处的反力变小，进而使得进行抗冲切验算时所求得的FL变大，固此时扔按照常规方法去验算柱下基础的冲切，而不考虑剩余水浮力的影响，会照成验算结果错误，给工程设计照成安全隐患。 4 结论
本文简单阐述了地下室基础加构造底板这种基础形式的优点和工程应用的广泛性；定性的分析了地下水位高于构造底板底面时，构造底板及基础的受力特性；对地下水位高度大于临界水位（h'w＞hwcr）这种工况下的基础抗冲切验算进行了深一层次的探讨，推导出了抗冲切验算时的计算公式，为地下水位高度大于临界水位（h'w＞hwcr）时，基础的抗冲切验算提供了力学分析的理论依据。 参考文献：
[1]GB5007-2011，建筑地基基础设计规范[S].中国建筑出版社，腾延京等. [2]朱炳寅，娄宇，杨琪.建筑地基基础设计方法及实例分析[M].中国建筑出版社. [3]北京市建筑设计研究院编.建筑结构专业技术措施[M].中国建筑出版社.
