潘明敏(浙江榮盛建設發展有限公司,浙江 紹興 312000)
地下室上浮原因及處理措施
潘明敏(浙江榮盛建設發展有限公司,浙江 紹興 312000)
時代在進步,社會在發展。越來越多的帶有較大地下室的高層建筑涌入到中國的每一個城市,人類對地下空間的利用越來越充分。地下商場和其它地下空間的開發利用則成為影響城市建設的主流趨勢。但很多施工單位在進行地下室施工完成后,經常會出現地下室上浮的質量事故,輕者導致建筑物變形,重者直接致使建筑物倒塌,因此,我們每一個建筑工作者都應對這一現象給予足夠的關注和重視。本文從城市高層建筑物的地下室抗浮力問題出發來研究地上室上浮和質量問題等原因,并提出了一些處理方案。
上??;地下室;開裂
某小區總占地面積38512m2,由5棟22層高層建筑組成。地上總建筑面積約89743m2,地下室面積約15000m2,采用框架剪力墻結構。建筑類別為二類高層居住建筑;建筑物耐久年限等級為二級;建筑使用年限為50年;建筑安全等級為二級;建筑防水等級為二級;建筑耐火等級為地上二級,地下一級。

圖1 板開裂破壞情況
本建筑的地下室頂板已經全部施工完成,但由于現場用地情況較為緊張。施工單位將地下室頂板作為鋼筋加工場地使用,并未進行頂板覆土,地下室四周則已經回填完畢。在這期間開始連續降雨天氣,雨后檢查中發現,部分混凝土構件及墻體發生拉裂或被擠壞現象產生明顯隆起。直接觀察顯示通過沉降觀測得到最大上浮量達到49cm。底板及頂板變形和裂縫的開展比較規律,縱橫向中間為上浮最高點并向四周逐漸減小,柱頭及柱腳裂縫沿地下車庫中心線對稱分布,梁裂縫僅在地下室與主樓交接跨處產生。梁、板、柱的混凝土破壞導致頂板多處滲水。

圖2 梁開裂破壞情況
3.1 設計過程中可能存在的原因造成地下室上浮
本建筑工程出現事故的原因是地下室頂板未按照施工規范要求進行覆土造成的。假如地下室下方的抽水情況不樂觀,那么雨水堆積的問題將一直存在。
另一種造成事故的原因可能是當地勘單位對現場的實際地下水位考慮出現偏差,設計時又未進行論證,就會造成現場情況與計算結果出現較大出入。
3.2 施工時存在的問題
3.2.1 預應力管樁接頭處焊接質量可能存在的問題
預應力管樁的接頭處是將兩節管樁的端板進行焊接,這種工藝對焊接質量的要求很高。當現場焊縫的工程量比較大的時候,預應力管樁質量的保證需要克服多種不利因素。垂直度做的不好會影響端板間縫隙的大小,導致焊縫不夠飽滿。當焊縫被處理好以后,焊接部位的自然冷卻過程是不能被忽視的。這是影響焊縫質量的一個方面。預應力管樁端板處的質量要求需要借助焊接過程來進行調節,任何時候都不能忽視這個環節。
3.2.2 預應力管樁與承臺連接處可能存在的問題
預應力管樁和承臺連接處有兩種方式,一種方式是施工者把預應力管樁進行截樁操作,把部分里料灌入管樁中。另一種方式是采取合理的截樁措施把需要焊接的鋼筋錨固到承臺內。施工單位大多采用第一種方式,這樣才能確保施工過程中不出現鋼筋焊接和管樁脫節等問題。
3.2.3 地下室周邊回填土的填料質量與壓實質量存在缺陷
在回填時,采用了部分建筑垃圾和淤泥質粘土,回填土的本身材質不符合要求,主要體現在含水量和透水性能上,同時還未對回填土進行分層碾壓,這就為地下水的滲入提供了便利的通道,提高了質量事故的發生概率。
4.1 地下室上浮事故發生后的應急處理措施
地下室上浮的事故發生以后,施工單位需要作出緊急處理。首先需要按照地下室地面增重的原理來增加地下室底板的重量,這樣才能有效解決底板承載量大的問題。
地下室上浮的應對措施有很多種,如:
1)增加地下室底板配重;
2)認真清理底板下部淤泥,去除底板浮力。
地下室上浮后,常用的處理方式不外乎加載、抽水、解壓或洗砂等幾種。處理的方式可以根據現場實際情況,單獨使用或者數種并用
4.1.1 加載
加載主要是借助外力來增加地下室的承重量,這是借助水浮力和地下室周圍的摩擦力來幫助地下室達到規定高程。假如地下室加載的方式根據鋼筋和重物的要求來實現了加載目標,那么重物堆積的方式也要十分關注,不能集中進行堆放,以避免使建筑物受到不必要的破壞。
另一種方法直接向地下室內部進行注水,通過水的重力達到加載的效果,這種方式的好處是荷載分布較為集中。
4.1.2 抽水
地下室的上浮問題和地下水位升高的原因緊密聯系。當地下水浮力大于地下室的抗浮標準力時,地下室馬上出現上浮的現象。因此,如何控制好地下水位和地下室上浮的關系成為當前需要討論的重要問題。
地下室建設使用的抽水井是另一種降低水位的工具。地下室上浮之后常常出現地層結構不合理的情況,這樣一來,地下水位就慢慢升高,而地下室下沉的現象必須采取合理的加載或抽水方式才能解決問題。
4.1.3 解壓
地下室上浮的現象成為解決地層問題和場地限制的重要原因。抽水情況和地下室底板下方的水壓是影響地下水位升高的兩個原因。地下室底板的水位升高問題可以采用鉆機鑿孔的方式來達到地下室底板下方的地下水釋放的目的。參考相關數據來看,上浮地下室普遍存在著底板水壓的問題,這是按照上浮地下室外側的空間位置和使用要求來實現的。當施工者采取挖土和施壓等方法后,地下室側壁的摩擦力可能受影響。地下室下沉的問題將得不到控制,反之,施工者的應急處理辦法便沒有達到實際作用。
4.1.4 洗砂
抽水和加載等方法可以及時解決地下室上浮的問題,但是這兩種補救措施產生的效果無法長久。部分施工單位選擇洗砂作業的原因就是在于洗砂方法的簡易性和抗壓效果的實用性。施工者普遍采用兩種方式:其一是結合高壓影響地下室側壁摩擦力的原理來進行工程處理,這是利用地下室底板的基本屬性和泥土沉積來進行工作的。在這個過程中,側壁洗砂法最常見。其二是高壓水清洗地下室底板下方的淤泥和泥沙,這樣就很好地控制了地下室下沉的速度和效果。這種洗砂作業方式需要針對地下室底板下方的泥沙量來進行評估,然后選取合理的操作位置,利用地下室底板的特點來進行洗砂任務。洗砂作業具有一個特點,那就是污水泵中的泥水無法順利排除出去,這是采用洗砂作業和污水處理等協作方式來達到地下室下沉目的。
4.2.框架柱及梁柱節點的加固措施
4.2.1 首先對柱裂縫采用注漿封閉。
4.2.2 既傾斜又開裂嚴重柱的加固
根據現場的實際測量,部分需要結合濕法包鋼法來加強穩固性,這樣才能保證車道寬度和停車位寬度。使用抹灰的方式來進行柱子傾斜的修復工作。
4.2.3 開裂嚴重柱的加固
根據柱的裂縫和嚴重程度來選擇合適的維護方式。濕法包鋼法可以針對柱的穩固性提出具體的加固方法。這樣才能確保鋼結構和柱結構基本橫向變形的要求來實現穩定性。
4.2.4 框架柱頂或柱底局部開裂較大位置加固
施工時先把壓碎、松散混凝土剔除至密實部分,然后澆筑C40無收縮灌漿料??紤]到鋼筋壓彎變形后,鋼筋強度不能完全考慮它充分利用,對于偏心受壓構件柱,偏心產生的彎矩主要由縱向鋼筋承擔。因此置換部分混凝土后,再作適當的包鋼加固。因壓碎混凝土范圍較大,施工時必須做好臨時支撐。
地下室上浮的現象是多種原因造成的,但是地下水浮力和建筑物承載力的關系具有相對性。部分是建筑設計者可能設計的疏忽,但是也有一部分建筑是施工者的失誤和天災原因。設計人員的疏忽可能影響地下室主體建筑的質量。施工過程中的人的管理失控也是造成質量事故的主要原因,過早的停止地下水周邊的降水,未按要求進行回填土等都能夠造成地下室的上浮。當然,例如暴雨等不可抗力的因素都可能造成地表水位升高。因此,在實際的施工中,我們應時刻將以往發生過的質量事故牢記于心,吸取以往教訓,不斷總結失敗經驗,只有這樣才能更好的為社會貢獻出更精品的工程。
[1]謝海艦,呂恒林,周淑春,李體浩.某內庭式廣場地下室上浮破裂機理與加固技術研究[J].建筑結構,2013(14)
[2]張同波,劉漢進.地下室抗浮失效的3種形態及其上浮特征[J].施工技術,2011(10)
[3]陸漢時,黃輝.地下室上浮原因分析及其處理和預防[J].建筑施工,2013(2)
[4]賈平一,劉治.某工程地下室上浮原因分析及處理[J].山西建筑 ,2009(7)
Discussion on the reasons and treatment measures of the basement floating
Times are progressing and society is developing.More and more high-rise buildings with large basement are pouring into every city in China,and the utilization of underground space is more and more full.The development and utilization of underground shopping malls and other underground space is the main trend of urban construction.But many construction units in the completion of the construction of the basement,quality accidents often occur basement floating,can cause deformation of buildings,or directly resulted in the collapse of buildings,therefore,a construction worker should pay enough attention to this phenomenon and attention.In this paper,the problem of floating on the ground and the quality of the basement are studied,and some solutions are put forward.
floating; basement;cracking
TU926文獻辨識碼:B
1003-8965(2017)01-0123-03