某單建式人防地下室抗浮失效加固方案淺析

方 昉（安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230001）

某單建式人防地下室抗浮失效加固方案淺析

方 昉（安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230001）

以某單建式人防地下室抗浮失效實例為研究對象，從抗浮失效原因、抗浮失效后的結構損傷情況、結構損傷分析等方面，提出具體的加固方案，以期達到加固后能滿足現行規范及原設計的結構安全要求。

人防地下室；抗浮失效；加固方案

0 前 言

安徽省合肥市地處于中國南北方的過渡之處，氣候上的南北過渡特征十分明顯，夏季普遍水源充足，為豐水期。目前規劃開發的住宅小區，為滿足停車及人防規劃要求，大部分均配套有大面積的地下室；設計單位根據現行的國家規范要求對地下室進行整體抗浮穩定性設計，一般注明地下工程施工時，地下水位應降至工程底部最低高程500mm以下，并需在地下室頂板覆土完成后確保配重完全有效后方可停止降水。有些施工單位抱有僥幸心理，未重視施工過程中的降水及排水措施，一旦遇到多日連續降雨，地下水排水不暢，水位上升很快，造成正在施工中的地下室上浮，帶來不同程度的結構損傷嚴重影響結構安全。針對以上情況，本文結合具體工程實例，對由于結構抗浮失效造成的結構損傷進行加固處理方案的探討。

1 工程概況

本工程為單層單建式平戰兩用人防工程，地下室建筑面積10883m2，本工程平時功能為大型小汽車停車庫，戰時功能為甲類六級二等人員掩蔽部；結構形式為現澆式鋼筋混凝土框架結構，人防抗力等級甲類核六級、常六級，防化等級為丙級，地震烈度7度，建筑場地為Ⅱ類，抗震等級三級，層高 3.8m，頂板覆土厚度為 1m，地下抗浮設防水位為室外地坪下1.0m；地下室框架柱截面尺寸為 550×550，頂板厚度為 300mm，頂板梁截面尺寸為 400×1000及 450 ×1000，外墻厚為 300mm；基礎為梁板式筏基，底板厚度為350mm，基礎梁截面尺寸為400×1000；地下室結構構件的混凝土強度均為C35。

由于施工后期放松了場地的降水及排水措施，地下室主體結構完工后，（1～8）/（A～G）軸區域地下室頂板覆土未施工，恰好遇上了連續多日強降雨，造成（1～8）/（A～G）軸區域結構整體上浮并發現了大批結構構件開裂，隨后施工單位緊急采取了降水及排水措施，并委托了有關檢測部門對現場的結構構件裂縫進行檢測裂縫分布及特點。

2 現場裂縫檢測情況

2.1 梁裂縫

現場檢測發現，被測區域大部分梁上有裂縫，裂縫形式主要有兩種：一種為梁側斜裂縫，大部分裂縫在梁兩側對稱分布且于梁底相連；另一種為梁側跨中部位豎向直裂縫，部分梁端混凝土破碎，用測寬儀測得裂縫最大寬度為 6.20mm，典型梁裂縫分布均為梁中部大量的豎向裂縫，兩端大量斜向裂縫。

2.2 柱裂縫

現場檢測發現，被測區域大部分柱上有裂縫，柱裂縫主要位于柱的兩端，大多在柱的一個側面呈水平裂縫并向相鄰兩個側面斜向展開，用測寬儀測得裂縫最大寬度為 4.26mm，典型柱裂縫分布均為柱底大量水平環向裂縫，梁柱交接梁下口柱頂大量水平環向裂縫。

2.3 外墻裂縫

現場檢測發現，被測區域外墻板上裂縫主要為水平直裂縫，室內墻上裂縫主要為斜裂縫，用測寬儀測得裂縫最大寬度為 4.26mm，典型墻體裂縫均為大量的水平裂縫。

2.4 頂板裂縫

現場檢測發現，頂板裂縫部分與梁、柱上裂縫相連，呈水平裂縫或斜向裂縫，用測寬儀測得裂縫最大寬度為 2.28mm，典型頂板裂縫均為多條斜向貫穿裂縫。

2.5 底板裂縫

現場檢測時筏板面上澆筑有一層100mm混凝土找平層未鑿除，所測底板裂縫均為找平層上裂縫，底板裂縫大多位于被測區域的角部，呈斜向裂縫。用測寬儀測得裂縫最大寬度為 4.32mm，典型底板裂縫均為多條斜向貫穿裂縫。

3 地基加固（見圖1）

由于地下室上浮后采取了降水及排水措施，基礎下部分持力層土隨水流失，造成基礎下存在無持力層的空隙，本工程采取注漿加固法對地基進行處理，具體要求如下。

①注漿的漿液材料為水泥+水玻璃雙液水泥漿，水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.6；水玻璃摻量為水泥用量的2%。

②施工場地預先平整清理后，在底板上鉆直徑為80的注漿孔，板跨內按2m×2m局部1m×1m布置注漿孔。

③注漿孔深度應根據現場情況確定，并保證進入地下室底板下土層不小于0.5m。

④本工程注漿加固為壓密注漿，注漿壓力為0.8MPa。

⑤本工程為對既有建筑地基進行的注漿加固，應對既有建筑及其相鄰建筑、地下管線和地面的沉降、傾斜、位移和裂縫進行監測；并應采用孔間隔注漿和縮短漿液凝固時間等措施，減少既有建筑基礎因注漿而產生的附加沉降。

⑥注漿檢驗時間應在注漿結束 28d后進行，注漿檢驗點可為注漿孔數的2%～5%，當檢驗點合格率不大于80%時，應對不合格的注漿區實施復注漿。

⑦注漿施工完后，注漿孔采用C40填充用膨脹混凝土塞實，板面后采用水泥基滲透結晶防水涂料滿刷2mm厚。

圖1 地基注漿加固詳圖

4 基礎底板加固

基礎底板裂縫分布較多，且裂縫寬度較大，嚴重影響底板承載力，采取底板裂縫灌注環氧樹脂并在板面增設后澆混凝土疊合層處理，具體要求如下。

①對底板裂縫按以下步驟進行環氧樹脂灌注：用鋼絲刷或毛刷等工具清除裂縫表面的灰塵、白灰、浮渣及松散層等污物，然后用毛刷蘸清洗劑等溶液反復把沿裂縫兩側20～30mm處擦洗干凈并保持干燥；在裂縫較寬處、端部以及裂縫貫穿處埋設灌漿嘴；埋設灌漿嘴時，先在灌漿嘴的底盤上抹一層厚約1mm的環氧膠泥，將灌漿嘴的進漿孔騎縫粘貼在預定的位置上；灌漿嘴之間的裂縫采用環氧膠泥進行封閉；在灌漿嘴及封閉膠泥達到一定強度時，進行灌注低粘度環氧樹脂。低粘度環氧樹脂分甲、乙兩組份，分別按配比進行稱量，攪拌均勻后，用灌注器定量吸入已攪拌均勻的環氧樹脂，把灌注器裝在已埋設好的灌漿嘴底座上，對裂縫進行灌注環氧樹脂。

②在地下室底板面增設100mm厚后澆混凝土疊合層，疊合層內配置單層雙向縱筋，縱筋化學植筋錨入外墻中250mm；底板區格內設置直徑6@1000*1000的拉結筋，沿梁跨度設置 6@600的拉結筋，拉結筋化學植筋錨入基礎底板梁10d。

5 框架柱加固

地下室上浮后造成相鄰跨框架柱豎向相對位移，引起的附加應力造成了框架柱出現大量的水平向裂縫，裂縫寬度均較大，嚴重影響框架柱的承載力，采取柱裂縫灌注環氧樹脂并加大截面處理，具體要求如下。

①柱裂縫部位清理干凈后灌注環氧樹脂，具體步驟同底板裂縫灌注。

②柱加大截面部分新增的縱向鋼筋下端化學植筋錨入基礎梁中25d，上端穿過樓板在頂板面處封頂錨固。

③節點部分即梁柱交接區段，為減少箍筋穿梁鉆孔的工作量和對原結構的損傷，箍筋按 nAsvfyv/s等效換算為直徑和間距較大的等代筋，等代筋間距調整為200。

④柱新增混凝土層厚度為 100mm，強度等級比原柱提高一級為C40。

6 地下室外墻加固（見圖2）

地下室上浮后造成外墻豎向相對位移，引起的附加應力造成了外墻面出現大量的水平向裂縫，裂縫寬度均較大，嚴重影響外墻的承載力及防水，采取外墻裂縫灌注環氧樹脂并內側單側加大截面處理，具體要求如下。

①外墻面裂縫部位清理干凈后灌注環氧樹脂，具體步驟同底板裂縫灌注。

②外墻加大截面部分新增的豎向鋼筋下端化學植筋錨入基礎底板中 300mm，上端化學植筋錨入地下室頂板中 300mm；新增水平鋼筋兩端化學植筋錨入相鄰框架柱中300mm；豎向筋在里，水平筋在外。

③新增鋼筋網與原墻面采用直徑 8@600拉結筋可靠連接，拉結筋采用梅花形布置。

④外墻新增混凝土層厚度為 100mm，強度等級比原外墻提高一級為C40。

圖2 地下室外墻加固詳圖

7 地下室頂梁加固（詳圖3）

地下室上浮后造成地下室頂梁兩端產生相對位移，引起的附加應力造成了地下室頂梁出現大量的豎向及斜向裂縫，裂縫寬度均較大，嚴重影響地下室頂梁的承載力，根據檢測報告中裂縫分布及形態，分析其對結構承載力的影響程度，分別采用加大截面法及粘貼碳纖維布法加固，具體要求如下。

①地下室頂梁裂縫部位清理干凈后灌注環氧樹脂，具體步驟同底板裂縫灌注。

②對于裂縫分布較多，且端頭斜裂縫寬度較大的地下室頂梁，采取加大截面法加固，具體步驟如下：由于地下室層高設計的很經濟，梁加高影響地下室使用凈空，本工程采取梁兩側加寬加固，加寬尺寸依據連接的框架柱尺寸確定；新增梁縱筋化學植筋錨入框架柱中 250mm，框架柱加大截面部分作為梁縱筋的補充錨固；原梁底面及頂面鋼筋保護層鑿除，新增封閉箍筋安裝完后采用高強砂漿分層壓實抹平恢復保護層；沿梁跨度在梁中部布置直徑20@600的對穿連接筋；樓板面梁加寬部分開槽澆筑混凝土，混凝土強度等級比原地下室頂梁提高一級為C40。

③對于僅梁跨中部分豎直裂縫，采取粘貼碳纖維布法加固，具體步驟如下：本工程采用單位面積質量為300g/m2的碳纖維布；清除梁表面的粉刷層至混凝土結構層，將混凝土表面打磨平整，除去表面浮漿油污等雜質，碳纖維布箍轉角處按要求磨成圓角；對混凝土表面凹陷部位用找平材料填補平整后涂刷底層樹脂；粘貼碳纖維布，采用專用的滾筒順纖維方向滾壓，使浸漬樹脂浸透纖維；多層粘貼時應重復上述步驟，并宜在纖維表面的浸漬樹脂指觸干燥后盡快進行下一層粘貼；碳布粘貼完畢后，應在最后一層碳布表面涂抹浸漬樹脂；碳纖維布表面抹厚15mm的1∶2水泥砂漿保護層；梁側面碳纖維布箍的外部粘貼鋼板壓條加強錨固，由于梁高大于 600mm，應在梁的腰部增設一道鋼板壓條。

圖3 地下室頂梁加固詳圖

8 地下室頂板加固

地下室上浮后造成地下室頂板裂縫分布較多，影響地下室頂板承載力，采取地下室頂板裂縫灌注環氧樹脂并在板底板面粘貼碳纖維布處理，裂縫灌注及粘貼碳纖維布做法同上。

9 結 語

由以上工程實例，對由于結構抗浮失效造成的結構損傷，通過分析及加固對策，分構件進行了加固處理方案的探討，做到了加固后能滿足原設計的要求，并對原設計的使用功能影響甚微。

［1］GB50367-2013，混凝土結構加固設計規范［S］.

［2］13G311-1，混凝土結構加固構造［S］.

TU746.3

B

1007-7359（2016）02-0081-04

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.02.029

方昉（1982-），男，安徽廬江人，畢業于安徽建筑大學，學士，工程師。