某工程中庭地下室上浮事故的检测鉴定及加固处理
时间：2022-09-28 15:15:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘要：四川某建筑工程中庭地下室因施工及降水措施不足等原因导致地下室不均匀上浮，进而引发地下室部分结构构件损伤严重。通过现场检测鉴定，分析地下室上浮事故原因，并提出结构加固处理方法，取得了良好的经济和社会效益。文章研究工作对其他相似工程具有一定的参考性。
[作者简介]曾勇（1993—），男，本科，助理工程师，从事建筑结构检测、鉴定、加固设计等工作。
1 工程概况
四川某建筑工程，主楼为地下1层、地上22～23层剪力墙结构。中庭地下室为单层框架结构，横向柱距为8.0 m，纵向柱距为6.4 m、8.0 m，地下室层高为4.77 m，地下室总建筑面积为8 327 m2;基础采用柱下独立基础，基础持力层为中密卵石层，地基承载力特征值fak=400 kPa;抗水板厚度为500 mm，板底、板面均双向配筋D18@150，抗水板板底标高为-6.750 m（高程1 666.03 m）;地下室顶板厚度为200 mm。
本工程中庭地下室出现上浮前，从基坑开挖至主体结构施工整个过程中均未采取相关降水措施。由于雨水、渗隙水及生活污水通过车道出入口预留的剪力墙洞口不断进入地下室，于2016年09月18日对地下室车库出口砌筑实心砖墙完全封堵并施作防水层，致使地下水位逐渐恢复，并于2016年09月23日发现中庭地下室顶板起拱，地下室部分结构构件出现不同程度的损伤，随即对地下室采取降水措施。
（1）部分钢筋混凝土柱在柱脚、柱顶出现水平、环向及斜向裂缝，裂缝宽度为0.05～0.7 mm，局部混凝土酥碎、脱落，见图1、图2。
（2）部分钢筋混凝土梁在与墙柱交接处出现水平、斜向及竖向裂缝，裂缝宽度为0.15～0.25 mm;个别钢筋混凝土梁在次梁节点两侧出现U形裂缝，裂缝宽度为0.2～0.25 mm（图3、图4）。
（3）部分抗水板出现开裂，板面普遍存在积水，见图5。抗水板局部开孔抽排地下水，见图6。
（4）部分顶板板底出现斜向裂缝、切角裂缝及平行于支座走向的裂缝，并存在渗水现象。
（5）经现场对本工程中庭地下室抗水板的相对拱起情况进行抽测，抽测最大拱起36 mm。
2 事故原因鉴定分析
2.1 地下室抗浮设计情况
本工程中庭地下室基础采用柱下独立基础加抗水板，设计采用在地下室顶板及抗水板板面覆土的方式进行压重抗浮。地下室顶板覆土厚度不超过1.0 m，回填土容重不大于18 kN/m3;抗水板板面覆土及C25混凝土面层总厚度为1.2 m。经查阅本工程岩土工程勘察报告表明，本工程拟建场地地势较平坦、开阔，无不良地质作用，场地较稳定，场地土层由上至下依次为填土、粉质黏土、卵石、粉质砂岩。场地地下水为孔隙潜水，受大气降水和地下水侧向补给，地下水位埋深0.8～2.6 m，其年水位变化2.0 m左右，设计抗浮水位标高为-2.78 m（高程1 670.00 m）。
2.2 现场施工情况
本工程中庭地下室出现上浮前，在整个施工过程中未采取相关降水措施。对地下室车库出口砌筑实心砖墙完全封堵以阻止雨水、渗隙水及生活污水进入地下室的做法，致使地下水位逐渐恢复。发现中庭地下室顶板起拱后，采取拆除地下室车库出口原挡水砖墙、设置集水坑及在地下室抗水板局部开孔的方式抽排地下水。
事故发生时，中庭地下室顶板及抗水板板面尚未进行覆土回填，在地下水位逐渐恢复且未及时采取相关降水措施的情况下，地下水浮力不断增大并超过结构实际抗浮能力。
经现场检测，中庭地下室抗水板板面标高为1 665.52 m（设计标高为1 666.53 m），顶板板面标高为1 670.43 m（设计标高为1 671.30 m），抗水板板面实际标高低于设计标高1.01 m，导致地下室实际承受地下水浮力较设计抗浮水位水浮力大。
根据本工程抗浮设计要求结合现场实际施工情况，分别计算其设计抗浮能力与实际抗浮能力，见表1、表2。
综上分析，该工程中庭地下室出现上浮的原因，主要系该中庭地下室在抗水板板面及顶板板面均未覆土的情况下，地下室车库出口封堵后未对地下水位进行有效控制，致使地下水位逐渐恢复，地下室整体重力小于水浮力，最终导致地下室出现上浮;其次，该工程中庭地下室抗水板实际标高低于设计标高1.01 m，加速了该地下室出现上浮，进而导致地下室部分结构构件出现不同程度的损伤。
3 地下室结构加固处理
3.1 加固内容
根據现场检查鉴定结果结合承载能力验算结果，本工程中庭地下室主要加固内容：
（1）对部分承载能力不满足规范[1]要求的梁，对其进行加固处理。
（2）部分结构柱、梁出现开裂、局部混凝土酥碎、脱落，对其进行加固及修复处理。
（3）部分地下室顶板出现开裂，对其进行修复及加强处理。
（4）部分抗水板出现开裂，对其进行修复处理。
3.2 加固方法
本工程中庭地下室柱、梁、板等构件均因此次地下室上浮事故出现不同程度的损伤，且部分梁的承载能力验算结果不足，针对本工程地下室构件出现损伤的形式及程度，采取合适且可靠的加固处理方法。本工程采用的加固处理方法主要有5项[2-3]：
（1）对出现损伤的柱先对裂缝进行修复，再采用加大截面加固（图7）。首先，凿除原柱破损及疏松混凝土至密实层，采用裂缝修复胶液对裂缝进行修复;其次，新增纵筋钻孔植筋锚入原柱基础，沿柱全高绑扎新增箍筋，锚筋钻孔植筋锚入原柱;最后，模板安装、浇筑混凝土。
（2）对出现损伤的梁先对裂缝进行修复，再采用梁底粘贴碳纤维布加固（图8）。首先，采用裂缝修复胶液对裂缝进行修复;其次，按CECS 146-2003《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》[3]的要求做好施工准备、表面处理、涂刷底胶、找平处理、粘贴碳纤维片材、表面防护等相关工序;最后，现场抽检碳纤维布加固效果。
（3）对承载能力不足的梁采用梁底加大截面加固（图9）。首先，局部凿除混凝土露出焊接钢筋;其次，新增纵筋两端钻孔植筋锚入混凝土柱，新增U型箍筋与原箍筋焊接;最后，模板安装、浇筑混凝土。
（4）对地下室顶板的裂缝修复处理（图10）。首先，采用裂缝修复胶液对裂缝进行修复;然后，在裂缝表面粘贴碳纤维布进行封闭处理。对裂缝宽度超过1 mm或裂缝数量超过3条的现浇板，在板底双向粘贴碳纤维布进行加强处理，粘贴碳纤维布施工应符合CECS 146—2003《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》[3]的相关要求。
（5）对抗水板的裂缝修复处理。首先，采用表面封闭法（裂缝宽度不大于0.2 mm）、注射法（0.2 mm<裂缝宽度≤1.5 mm）或压力灌注法（裂缝宽度大于1.5 mm）对裂缝进行修复处理;然后，在裂缝表面沿裂缝走向200 mm宽度范围内涂刷水泥基渗透结晶防水材料两道（浓缩剂和增效剂各一道），厚度不小于1.0 mm。
4 结束语
本文针对四川某工程中庭地下室因施工及降水措施不足等原因导致地下室上浮隆起，进而引发地下室部分结构构件出现不同程度的损伤，经现场普查、过程资料收集及抗浮能力计算比对，综合分析得出本次事故发生的原因，并针对本工程地下室构件出现损伤的形式及程度，提出合适且可靠的加固处理方法。经加固处理及覆土回填压重后，地下室结构在后续使用过程中未见明显异常，表明加固处理效果良好、事故原因分析准确，地下室已满足永久抗浮和安全使用要求，取得了良好的经济和社会效益。本文研究工作对其他相似工程具有一定的提供性。
参考文献
[1] 混凝土结构设计规范：
GB 50010-2010[S].北京：中国建筑工业出版社， 2015.
[2] 混凝土结构加固设计规范：
GB 50367-2013[S].北京：中国建筑工业出版社， 2013.
[3] 碳纤维片材加固混凝土结构技术规程：
CECS 146-2003[S].北京：中国计划出版社， 2007.7C13032D-42A3-47B9-9CAE-10EB6CABED84
