地下室底板由于設(shè)置電梯坑、集水坑或其它原因,常需將局部降低。常見的做法有兩種,一種是放坡(如圖1),另一種是磚胎模(如圖2)。
下面就放坡和磚胎模的優(yōu)缺點及如何選用,做個簡單的總結(jié),歡迎指正。
一、放坡和磚胎模各自的優(yōu)缺點
放坡是最常用的做法,對地基土的擾動較小,能較好地保持地基土的原始應(yīng)力狀態(tài)。但當(dāng)變標(biāo)高部位相距較近、高差較大時,尤其是消防電梯集水坑,深度至少在3米以上,放坡的工程量較大,挖坑的形狀、底板配筋構(gòu)造、防水層構(gòu)造等均較復(fù)雜(如圖3)。
對于樁基礎(chǔ),放坡會造成斜坡投影范圍內(nèi)的所有樁受影響,給樁頂標(biāo)高的控制和樁頭處理帶來麻煩。
磚胎模的側(cè)壁是直立的,構(gòu)造簡單,工程量較小。對于粘性土且高差不太大時,可直立開挖,坑底形狀、底板配筋和防水層構(gòu)造等均較簡單。但磚胎模的背面是隨砌墻隨回填的填土,對原狀地基土難以提供有效的側(cè)向約束,故對地基承載力有一定的影響。
二、天然地基和復(fù)合地基應(yīng)放坡
天然地基和復(fù)合地基均由地基土(或樁土共同受力)承擔(dān)上部荷載。所以,保持地基土的原始應(yīng)力狀態(tài)、盡量減少對地基土的擾動至關(guān)重要;娱_挖時放坡,是保護(hù)地基免受擾動的有效措施。可見,天然地基和復(fù)合地基變標(biāo)高時應(yīng)放坡,不應(yīng)采用磚胎模。
地下室底板的底面相應(yīng)放坡,底板厚度有過度段,鋼筋錨固較順,受力較好。
三、樁周淺層為非軟弱土?xí)r可采用磚胎模
樁基礎(chǔ)主要由樁承擔(dān)上部荷載,地基土的作用為次要因素,所以可采用磚胎模。尤其對于量大面廣的“柱下獨立承臺+抗水板”,由于承臺厚度往往遠(yuǎn)大于防水板厚度,放坡將較多地增加工程量,采用磚胎模則構(gòu)造簡單,經(jīng)濟(jì)性較好。為了保證承臺側(cè)面能夠提供水平抗力,應(yīng)重視磚模背后回填土的壓實質(zhì)量,不應(yīng)隨意回填;靥畹馁|(zhì)量要求可參見《樁基規(guī)范》第4.2.7條。
四、樁周淺層為軟弱土?xí)r應(yīng)放坡
軟弱土局部深挖,將對臨近的樁產(chǎn)生側(cè)壓力,嚴(yán)重時還會引起樁的偏斜甚至斷裂。所以樁周淺層為軟弱土?xí)r,開挖時應(yīng)放坡。此時的地下室底板有兩種做法,一是底板放坡(如圖一);二是底板直立、墊層放坡(如圖一a)。墊層放坡需要在澆筑墊層和澆筑底板時各支一次模。底板放坡只需支一次模,但樁頂標(biāo)高的控制、樁頭的處理均較復(fù)雜。而且,底板放坡造成“樁頭與底板的斜面連接”,如圖一所示。這種連接方式需要妥善處理,否則會有隱患,見下文。
五、“樁頭與底板的斜面連接”構(gòu)造
在標(biāo)準(zhǔn)圖集04G101-3中,給出了“樁頭與底板的斜面連接”的構(gòu)造做法,見下圖;
但在隨后的版本11G101-3和16G101-3中,刪去了有關(guān)內(nèi)容,造成現(xiàn)在無圖可參考。
在實際工程中,“樁頭與底板的斜面連接”的情況非常普遍,所以很有必要對這種連接構(gòu)造進(jìn)行討論。
1. 標(biāo)準(zhǔn)圖集04G101-3中做法存在以下問題:
(1)在保留樁頂縱筋和箍筋的情況下,將樁頭修成如上圖所示的斜面難度較大,且影響樁頭混凝土強度;
(2)樁頭修成斜面后,樁頭截面不完整。箍筋被截斷,樁頭混凝土失去約束,抗壓承載力被削弱;
(3)樁頭斜面與底板混凝土被防水層隔斷,影響樁的受力狀態(tài);
如圖一所示,底板作用于樁頂?shù)膲毫可分解為N1和N2;
由于樁與底板被防水層隔開,二者之間只有樁的縱筋連接,所以N1只能靠樁頭與底板的摩擦承受,但防水層摩擦系數(shù)很低,幾近忽略不計,則只有靠樁側(cè)土的水平抗力來平衡水平分力。在樁周土質(zhì)較差的情況下,這個水平抗力并不可靠,甚至造成力的不平衡。
可見,04G101-3的做法很難將上部壓力可靠地傳給樁,給結(jié)構(gòu)安全留下隱患。
2. “樁頭與底板斜面連接”做法的改進(jìn)建議:
樁與底板的連接構(gòu)造,有兩點要保證,一是樁頭必須是平面,才能保證樁頭箍筋的完整性;二是力的傳遞必須簡單直接,不應(yīng)衍生出更加不利的受力狀態(tài)。
基于此,現(xiàn)提出如下的改進(jìn)做法:在樁頂與底板斜面之間,做一個與底板一體整澆的墩臺,將底板的斜面轉(zhuǎn)換成平面,以便與樁頂連接,見圖二。
該做法已在多個工程中應(yīng)用,效果良好。
建議標(biāo)準(zhǔn)圖集16G101-3再版時,恢復(fù)“樁頭與底板的斜面連接”的有關(guān)內(nèi)容,以指導(dǎo)工程設(shè)計和施工。
六、總結(jié)
地下室底板降標(biāo)高的做法應(yīng)具體問題具體分析,不能一概而論。天然地基和復(fù)合地基應(yīng)采用開挖放坡、底板放坡的方式。樁基礎(chǔ)應(yīng)根據(jù)實際情況選用磚胎模、開挖放坡+墊層放坡、開挖放坡+底板放坡等做法。
底板放坡時,需注意處理好“樁頭與底板的斜面連接”的構(gòu)造。