某工程地下室上浮原因分析及處理

魏傳洪 許光進 熊 暢 羅先勇 張羽洪

（中國建筑第七工程局有限公司，河南鄭州450000）

隨著城市化進程的加快，人們對于空間利用率的要求不斷提高，地下室作為人類活動空間延伸的重要載體，已成為現代建筑結構中不可或缺的組成部分。但在地下室施工過程中，由于持續暴雨等極端天氣導致的地下室上浮、開裂等問題屢見不鮮，也已成為影響建筑施工工程質量的一大毒瘤。所以，分析地下室上浮原因、研究應對策略對于提高工程質量、增加工程壽命具有重要的現實意義。

1 工程概況

某工程地下室共一層，面積為9642.24m2；地下室底板面標高-4.50～-5.10m，局部為-5.35m，地下室底板為結構找坡，底板厚度350mm，局部厚400mm。地下室南面為辦公樓，共八層，建筑高度37.35米；北面為會議中心，共三層，建筑高度19.40米；東面為山體；該地下室底板標高較低，整體呈盆狀。該工程基礎為預應力管樁，直徑400～500mm。在連續4天大雨后，2017年5月26日上午9點左右，監理巡查發現該地下室金剛砂找平層局部及柱上下節點部位有大量開裂現象。隨后進行底板及頂板標高復核，均出現局部上浮現象。

地下室底板于2016年8月20日澆筑完成，辦公樓于2017年3月21日封頂，會議中心于2017年3月24日封頂。地下室后澆帶于2017年3月26日澆筑完成。事故發生時，辦公樓正在進行外墻磚鋪貼施工；會議中心首層砌體施工完成。后澆帶澆搗混凝土前，已經發現有水從后澆帶預留處流出，為了確保地下室底板不滲漏，在其混凝土澆搗前，施工單位對漏點進行了封堵。

2 事故原因分析及處理方法討論

鑿開地面金剛砂找平層開裂部位，發現該裂縫延伸至底板內部，未見滲水，鑿開柱上下節點開裂處，發現該裂縫延伸至柱箍筋內部。經設計初步確認，上述部位裂縫產生原因為：近日雨水較多，使地下水位過高，在水位交替變化過程中引起豎向差異變形，加上地下室頂板回填土沒有及時回填，造成底板水壓過高抬升構件、水位下降構件回落時形成的底板擠壓裂紋、立柱拉裂裂縫。

事故發生后，施工單位、監理單位、建設單位、設計單位就事故原因進行了進一步分析。

2.1 施工單位意見

2.1.1 施工單位原因分析

（1）基礎承臺處于粗砂層，含水豐富，對基礎和底板產生較大浮力；（2）地下室頂板覆土高度不夠，其重量不足以抵抗地下水對基礎產生的浮力。

2.1.2 施工單位建議處理措施

經過現場查看，此次質量問題未對主體結構產生大的影響，建議處理措施如下：（1）增加地下室頂板覆土厚度，增加抗浮力度；（2）在室外設取水井，降低水位，減小浮力，所取水可做中水利用；（3）設錨索抵抗浮力，對于已經產生的結構裂縫，可待雨季過去、變形穩定后采用灌注環氧樹脂的工藝加固；（4）地板下沖水蝕空可以灌注粗砂或細石之后加壓注水泥漿處理；（5）現場加強變形觀測。

2.2 監理單位意見

2.2.1 監理單位原因分析

（1）基礎承臺處于粗砂層，含水豐富，對基礎和底板產生較大浮力；（2）8軸以東粗砂層相對較薄，含水量小，浮力相對較小，所以該部位構件未產生裂紋；（3）整個單層地下室未設置抗拔樁。

2.2.2 監理單位建議處理措施

（1）同意對地下室頂板進行覆土前在室外設集水井進行取水，減小地下水對地下室基礎產生浮力的意見；不同意永久設置集水井取水，原因是長期抽取地下水，會對周邊建筑物產生不利影響；（2）同意先按照設計院意見進行處理，即嚴格按圖施工，暫時在地下室集水井開孔泄水減壓，及時對地下室頂板進行覆土回填；（3）增加抗拔設施（錨索、錨桿等）；（4）要求相關單位做好如下工作，為之后的處理提供幫助：①設計院對地下室相應部位的立柱等截面尺寸、配筋進行抗浮核算；同時，對未設置抗拔樁部位進行核算，是否滿足抗浮要求；②沖洗干凈一跨（8米×8.4米）未做金剛砂面層的地下室底板，觀察是否產生新的裂紋；③設置水位觀測井，對建筑物進行沉降觀測，對已經產生的裂紋進行觀測，并記錄好相關數據。

2.3 設計單位意見

2.3.1 設計單位原因分析

同意施工單位提出的基礎承臺處于粗砂層，含水豐富，對基礎和底板產生較大浮力的看法，不認同覆土高度不夠不足以抵消地下水所產生浮力的意見，不認同監理單位提出的地下室上浮原因是由于沒有設置抗拔樁。設計單位指出：經過計算，覆土重量加結構自重可以抵抗地下水產生的浮力。導致一些構件產生裂紋的主要原因：（1）基礎承臺處于粗砂層，含水豐富，對基礎和底板產生較大浮力；（2）地下室頂板覆土沒有在基坑周邊回填前完成。

2.3.2 設計單位建議處理措施

嚴格按圖施工，暫時在地下室集水井開孔泄水減壓，及時對地下室頂板進行覆土回填。

2.4 建設單位意見

要求相關單位客觀分析事件產生的原因，盡快采取有效措施，確保不影響結構安全，不影響使用功能，不影響工程按時交付使用。基于成本控制的考慮，并不同意采取長期降水的處理措施。

2.5 最終處理意見

（1）盡快對地下室頂板進行覆土回填，利用配重平衡水壓力；（2）暫時在地下室集水井開孔泄水減壓，雨季過后對泄水孔處進行灌砂、注漿封堵；（3）在地下室擋土墻外設置水位觀測井對地下水位進行觀測，對地下室進行沉降觀測，對已產生的裂縫進行觀測，并做好相關記錄。

施工單位根據會議確定處理措施，立即開展補救措施。該地下室定期跟蹤監測數據顯示，在采取上述處理措施之后，地下室上浮情況得到有效控制，未出現構件異常現象。處理效果得到建設單位、監理單位、設計單位的一致認可。

3 結論與建議

結合在該地下室施工過程中所遇到的實際問題，文章提出了設計單位及施工單位應該注意的問題：

3.1 設計單位層面

設計單位不僅應注重構件設計，還應加強對整體的抗浮驗算工作的重視程度，在計算抗浮水位時應考慮地區地質特點、地下水給排問題等多種因素，適當提高抗浮計算水位，以保證在極端情況下地下室的抗浮能力。設計單位應根據實際情況綜合采用配重、設置抗拔樁或抗浮錨桿、泄水減壓抗浮等方法預防地下室上浮。此外，底板外挑、外側面選用粗糙材料也對防止地下室上浮具有積極作用。

3.2 施工單位層面

應注意將地下室頂板回填土進行及時回填，防止造成底板擠壓裂紋、立柱拉裂裂縫；施工單位應高度重視上浮問題，跟蹤監測上浮程度及變化，將有關數據及時記錄，形成后期原因分析、方案提出的重要依據；此外，還應就該地下室上浮問題及時與設計單位溝通，盡快形成較為有效的解決方案。

4 結束語

地下室上浮是常見的工程質量事故，設計單位及施工單位任何一方的疏忽都易導致該事故的發生，對地下水豐富、極端天氣多發地區尤其如此。鑒于地下室上浮帶來的嚴重后果，各工程參建方應重視地下室上浮的預防與處理，做好事前預防、事中控制、事后補救工作，避免對工程質量安全造成不利影響。