一、受力特點
（1） 在獨基加防水板基礎(chǔ)中，防水板一般只用來抵抗水浮力，不考慮防水板的地基承載能力。獨立基礎(chǔ)承擔(dān)全部結(jié)構(gòu)重量并考慮水浮力的影響。
（2） 作用在防水板上的荷載有地下水浮力qw，防水板自重qs及其上建筑做法重量qa，在建筑物使用過程中由于地下水位變化，作用在防水板底面的水浮力也在不斷改變，根據(jù)防水板所承擔(dān)的水浮力的大小，可將獨立柱基加防水板基礎(chǔ)分為以下兩種不同情況：1）當(dāng)qw≤qs＋qa時（注意：此處的qw，qs和qa均為荷載效應(yīng)基本組合時的設(shè)計值，即水浮力起控制作用時的荷載設(shè)計值，而不是荷載標(biāo)準(zhǔn)值），建筑物的重量將全部由獨立基礎(chǔ)傳給地基（圖1a）；2）當(dāng)qw>qs＋qa時，獨立基礎(chǔ)底面的部分地基反力轉(zhuǎn)移至防水板，并以水浮力的形式直接作用在防水板底面，這種地基反力的轉(zhuǎn)移對獨立基礎(chǔ)的底部彎矩及剪力有加大的作用，并且隨水浮力的加大而增加（圖1b）
（3） 在獨基加防水板基礎(chǔ)中，防水板是一種隨荷載情況變化而變換支承情況的復(fù)雜板類構(gòu)件，當(dāng)qw≤qs＋qa時（圖1a），防水板及其上部重量直接傳給地基土，獨立基礎(chǔ)對其不起支承作用；當(dāng)qw>qs＋qa時（圖1b），防水板在水浮力的作用下，將凈水浮力（qw-（qs＋qa））傳給獨立基礎(chǔ)，并加大了獨立基礎(chǔ)的彎矩數(shù)值。
二、計算原則
在獨基加防水板基礎(chǔ)中，獨立基礎(chǔ)及防水板一般可單獨計算。
2．1防水板計算
1．支承條件：防水板可簡化成四角支承在獨立基礎(chǔ)上的復(fù)雜受力雙向板（支承邊長度與獨基尺寸有關(guān)）（圖2）。
2．設(shè)計荷載（圖2）：
1）重力荷載，一般包括防水板自重、防水板上部的填土重量、建筑地面重量、地下室地面的固定設(shè)備重量等；
2）活荷載，一般包括地下室地面的活荷載、地下室地面的非固定設(shè)備重量等；
3）水浮力，可按抗浮設(shè)計水位確定。
3．荷載分項系數(shù)：當(dāng)?shù)叵滤蛔兓瘎×視r，水浮力荷載分項系數(shù)按可變荷載分項系數(shù)確定，取1.4；反之按永久荷載分項系數(shù)確定，取1.35。注意防水板計算時，應(yīng)根據(jù)重力荷載效應(yīng)對防水板的有利或不利情況，合理取用永久荷載的分項系數(shù)，當(dāng)防水板由水浮力效應(yīng)控制時應(yīng)取1.0。
4．防水板應(yīng)采用相關(guān)程序按復(fù)雜樓板計算，也可按無梁樓蓋雙向板計算。
5．無梁樓蓋雙向板計算的經(jīng)驗系數(shù)法
（1）按圖3確定防水板柱下板帶及跨中板帶的劃分 （2）防水板柱下板帶及跨中板帶彎矩的確定 按經(jīng)驗系數(shù)法計算時，應(yīng)先算出垂直荷載產(chǎn)生的板的總彎矩設(shè)計值，然后按表1確定柱下板帶和跨中板帶的彎矩設(shè)計值。x, y向的總彎矩設(shè)計值按下式計算：
式中，q為相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時，垂直荷載設(shè)計值；lx，ly分別為等代框架梁的計算跨度，即柱子中心線之間的距離；bce為獨立基礎(chǔ)在計算彎矩方向的有效寬度（見圖4）。
2．2獨立基礎(chǔ)的計算
合理考慮防水板水浮力的影響，是獨立基礎(chǔ)計算的關(guān)鍵。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中可采用包絡(luò)設(shè)計的原則，按下列步驟計算。
1．qw≤qs＋qa時，可直接按地基規(guī)范的相關(guān)規(guī)定進行計算，此部分的計算主要用于地基承載力的控制，相應(yīng)的基礎(chǔ)內(nèi)力一般不起控制作用，僅可作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的比較計算。
2．當(dāng)qw>qs＋qa時
（1）將防水板的支承反力（取最大水浮力計算），按四角支承的實際長度（也就是防水板與獨立基礎(chǔ)的交接線長度。當(dāng)各獨立基礎(chǔ)平面
尺寸相近或相差不大時，可近似取圖4中的獨立基礎(chǔ)的底邊總長度）轉(zhuǎn)化為沿獨立基礎(chǔ)周邊線性分布的等效線荷載qe及等效線彎矩me（見圖4），并按下列公式計算：
中，qwj為相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時，防水板的水浮力扣除防水板自重及其上地面重量后的數(shù)值（kn/㎡）；ax，ay為獨立基礎(chǔ)在x，y向的底面邊長（m）；k為防水板的平均固端彎矩系數(shù)，可按表2取值；其中
（2）根據(jù)矢量疊加原理，進行在普通均布荷載及周邊線荷載共同作用下的獨立基礎(chǔ)計算，簡圖見圖5，過程如下：
1) 獨立基礎(chǔ)基底反力引起的內(nèi)力計算，按地基規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，進行普通均布荷載作用下獨立基礎(chǔ)的內(nèi)力計算，注意此處均布荷載中應(yīng)扣除防水板分擔(dān)的水浮力，以圖5柱邊緣剖面a-a為例，計算彎矩為ma1（按地基規(guī)范公式（8.2.7-4）計算）、剪力為va1。
2) 防水板對獨立基礎(chǔ)的基底邊緣反力引起的附加內(nèi)力計算，根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)原理，進行周邊線荷載作用下獨立基礎(chǔ)的內(nèi)力計算；以圖5柱邊緣剖面a-a為例，計算彎矩為ma2＝[qe（b－d）/2+me]l、剪力為va2 =qel。
3) 將兩部分內(nèi)力疊加，進行獨立基礎(chǔ)的各項設(shè)計計算。
3．取上述1和2的大值進行獨立基礎(chǔ)的包絡(luò)設(shè)計。
三、構(gòu)造要求
為實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)想，防水板下應(yīng)設(shè)置軟墊層，確保防水板不承擔(dān)或承擔(dān)最少量的地基反力，軟墊層應(yīng)具有以下兩方面的特點：
1）軟墊層應(yīng)具有一定的承載能力，至少應(yīng)能承擔(dān)防水板混凝土澆注時的重量及其施工荷載，并確保在混凝土達到設(shè)計強度前不致產(chǎn)生過大的壓縮變形；
2）軟墊層應(yīng)具有一定的變形能力，避免防水板承擔(dān)過大的地基反力，以保證防水板的受力狀況和設(shè)計相符。
工程設(shè)計中軟墊層的做法大致如下：
1）防水板下設(shè)置焦渣墊層，利用焦渣墊層所具有的承載力承擔(dān)防水板及其施工荷載重量，并確保在防水板施工期間不致發(fā)生過大的壓縮變形，同時，在底板混凝土達到設(shè)計強度后，具有恰當(dāng)?shù)目蓧嚎s性。受焦渣材料供應(yīng)及其價格因素的影響，焦渣墊層的應(yīng)用正在逐步減少；
2）防水板下設(shè)置聚苯板。近年來隨著獨立柱基加防水板基礎(chǔ)應(yīng)用的普及，聚苯板的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，由于其來源穩(wěn)定，施工方便快捷且價格低廉，在工程應(yīng)用中獲得比較滿意的技術(shù)經(jīng)濟效果。聚苯板應(yīng)具有一定的強度和彈性模量，以能承擔(dān)基礎(chǔ)底板的自重及施工荷載。
四、結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)問題
（1）軟墊層設(shè)計中對聚苯板性能的控制問題是關(guān)系獨立基礎(chǔ)加防水板受力合理與否的關(guān)鍵問題。
（2）需要說明的是，結(jié)構(gòu)設(shè)計中常有忽略防水板的水浮力對獨立基礎(chǔ)的影響，而只按獨立基礎(chǔ)基底反力引起的彎矩計算，其基底彎矩設(shè)計值偏小，不安全。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時，影響更為明顯。
（3）采用軟墊層后對地基承載力的深度修正影響問題。
五、設(shè)計建議
（1）建議在軟墊層設(shè)計中，采取控制軟墊層強度和變形的結(jié)構(gòu)措施，如根據(jù)設(shè)計需要提出聚苯板的抗壓強度和壓縮模量指標(biāo)（抗壓強度一般取壓縮量為試件總厚度的10%時的強度值）。
（2）軟墊層厚度h可根據(jù)地基沉降數(shù)值s確定，且應(yīng)滿足h≥s。
（3）當(dāng)?shù)叵滤惠^高（qw>qs＋qa）時，應(yīng)考慮防水板承擔(dān)的水浮力對獨立基礎(chǔ)彎矩的增大作用，并可采用矢量疊加原理進行簡單計算。
（4）應(yīng)特別注意對獨立基礎(chǔ)計算埋深的修正。
（5）應(yīng)注意獨基加防水板基礎(chǔ)與變厚度筏板基礎(chǔ)的區(qū)別。
（6）當(dāng)?shù)叵滤徊桓邥r，應(yīng)盡量采用較小厚度的防水板，以控制防水板的配筋略大于防水板的構(gòu)造配筋為宜。
六、特別說明
6.1 獨基加防水板基礎(chǔ)暫未列入相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中，上述結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則和做法均為編者對實際工程的總結(jié)和體會，供讀者在結(jié)構(gòu)設(shè)計中參考。
6.2 在可不考慮地下水對建筑物影響時，對防潮要求比較高的建筑，常可采用獨立基礎(chǔ)加防潮板，防潮板的位置（標(biāo)高）可根據(jù)工程具體情況而定：
（1）當(dāng)防潮板的位置在獨立基礎(chǔ)高度范圍內(nèi)（有利于建筑設(shè)置外防潮層，并容易達到滿意的防潮效果）時，上述獨立基礎(chǔ)加防水板設(shè)計方法同樣適用。
（2）當(dāng)防潮板在地下室地面標(biāo)高處時，防潮板變成為非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，一般可不考慮其對獨立基礎(chǔ)的影響，但注意框架柱在防潮層標(biāo)高處應(yīng)留有與防潮層相連接的“胡子筋”。 6.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)采用抗浮設(shè)計水位，而不是防水設(shè)計水位。 6.4 關(guān)于結(jié)構(gòu)的抗浮設(shè)計
當(dāng)抗浮設(shè)計水位較高時，結(jié)構(gòu)的抗浮設(shè)計往往存在較大的困難，尤其是純地下車庫或地下室層數(shù)較多而地上層數(shù)很少時，問題更為嚴重。
抗浮設(shè)計常用的方法有：
1）自重平衡法：采用回填土、石或混凝土（或重度≥30kn/m3的鋼渣混凝土）等手段，來平衡地下水浮力；
2）抗力平衡法：設(shè)置抗拔錨桿或抗拔樁，來消除或部分消除地下水浮力對結(jié)構(gòu)的影響；
3）浮力消除法：采取疏、排水措施，使地下水位保持在預(yù)定的標(biāo)高之下，減小或消除地下水對建筑（構(gòu)筑）物的浮力，從而達到建筑（構(gòu)筑）物抗浮的目的；
4）綜合設(shè)計方法，即：根據(jù)工程需要采用上述兩種或多種抗浮設(shè)計方法，采取綜合處理措施，實現(xiàn)建筑（構(gòu)筑）物的抗浮。
方法1）和2），從工程角度屬于“抗”的范疇，能解決大部分工程的抗浮問題，但對地下水浮力很大的工程，投資大，費用高。而設(shè)計方法3）則屬于“消”的范疇，處理得當(dāng)，可以獲得比較滿意的經(jīng)濟、技術(shù)效果。一般情況下，當(dāng)?shù)叵滤惠^高，建筑物長期處在地下水浮力作用下時，宜采用自重或抗力平衡法；當(dāng)?shù)叵滤惠^低，建筑物長期沒有地下水浮力作用或水浮力作用的時間很短、概率很?。m然其有可能在某個時間出現(xiàn)較高的水位）時，宜采用浮力消除法。采用“抗”和“消”相結(jié)合的設(shè)計方法，對于防水要求不是很高的大面積地下車庫等建筑尤為適合。
采用浮力消除法的相關(guān)問題：1）地下室底板宜位于弱透水層；2）地下室四周及底板下應(yīng)設(shè)置截水盲溝，并在適當(dāng)位置設(shè)置集水井及排水設(shè)備；3）設(shè)置排水盲溝，應(yīng)具有成熟的地方經(jīng)驗，必要時應(yīng)進行相關(guān)水工試驗。應(yīng)采取確保盲溝不淤塞的技術(shù)措施（如設(shè)置砂礫反濾層，鋪設(shè)土工布等），并加以定期監(jiān)測和維護，保證排水系統(tǒng)的有效運轉(zhuǎn)。