高層建筑地下室上浮破壞原因及處理措施

田春陽 河南省順軒建設工程有限公司

一、地下室抗浮設計常見形式

第一、預應力管樁，在地質較差、以樁周摩擦力位置的建筑中應用較多，與混凝土灌注樁相比，造價相對低廉，成樁速度較快，具有明顯的經濟效益。第二、鉆孔灌注樁，由于樁身強度較大，但是側摩擦阻力極易退化，在地下水位的升降作用下，地下室的工況也會相互交替，樁的受力方式隨之改變，樁周土被重塑，降低了抗剪強度和抗拔力。第三、錨桿樁，在地下室天然基礎上廣泛應用，抗浮要求必須得到滿足，主要分為三種，分別是集中點狀布置、集中線狀布置和面狀均勻布置。實際施工中，需要根據地址和場地自然狀況，選擇合適的方式，有效控制風險，保證經濟效益。

二、地下室上浮事故后應急處理措施

（一）加載

加載能夠使地下室的重量快速增加，能夠使水浮力以及地下室側墻與土壤間的摩擦力得到平衡，以原有高程為基點，土體中的地下室能夠下沉。在具體加載的過程中，需要先對樓板的承載能力進行計算，將重物堆置在樓梯板上，比如鋼筋等分量較大的重物，在翹起的角落進行防治，避免樓板和梁等構件遭到不必要的破壞。

（二）抽水

由于地下水位升高，增加了上浮力，超過了結構抗浮設計的規定值，則會出現地下室上浮現象，因此，處理重點是將地下水位降低到合理位置。可以重新啟動原有的抽水井，或者重新打設新的水井，實施加載或者洗砂等操作，保障地下室下沉。只有消滅上浮的動力，與其他手段相互搭配，才能達到理想效果。

（三）解壓

由于地層的特殊性或者場地的限制，抽水施工難以正常進行，在水位不斷升高的過程中，底板下的基礎水壓會逐漸增大。因此，可以使用鉆機，釋放地下室底板的地下水，開孔泄壓后，會出現回落現象，控制在規定范圍內，進行配套的加載操作。另外，如果地下室外側空地空間大，可以挖除四周的土方，消除地下室側壁上的土體摩擦力，方便地下室的下沉，達到設計的標高位置。

（四）洗砂

洗砂的方式主要有兩種，一種是在高壓作用下，對地下室側墻邊的土壤進行擾動，使地下室側壁的摩擦力降低，但是，土可能會進入地下室底板，淤泥更多更嚴重，不利于后期施工的正常進行，因此，施工應慎重進行。另一種方法，借助高壓，淤泥和泥沙經過洗砂孔沖散，經過沖洗之后，地下室下沉良好。

三、工程概況

某工程占地總面積為22587㎡，地上總面積為56908㎡，地下室一層，地上十九層，采用框架剪力墻結構。抗拔樁采用預應力管樁，地基基礎設計為甲級，抗浮樁使用先張法預應力管樁，樁基礎的持力層為中砂層，采用放坡土釘墻素噴處理。由于降水等的影響，部分混凝土構件及墻體出現擠壞和拉裂等現象，并伴隨著一定的上浮現象。

四、高層建筑地下室上浮破壞后的修復加固方案

（一）注漿加固

確定注漿加固的范圍，將注漿孔布置在單根預應力管樁附近，選擇灌漿劑和425號普通硅酸鹽水泥為注漿材料。主要為淺層加固，以地下室承臺底面下0.2m為范圍，視作承臺注漿深度；地下室底板面以下0.5m規定為底板注漿深度。注漿的順序先底板后承臺，按照從內到外的順序進行。壓密注漿的時候，應先施工放樣，結合設計深度和位置，對注漿孔位進行確定，如果存在鋼筋，需要適當移動位置。在鉆孔的時候，直徑一般為60mm，使用鋼筋探測儀，對鋼筋位置進行探明，然后合理鉆孔，有效避開鋼筋。在砼底板上安裝橡塞密封注漿管，避免注漿過程中出現冒漿現象，注漿按規定步驟進行，注漿壓力控制在1Mpa以內，可以根據現場注漿試驗確定具體數值，水泥漿的水灰比大約為0.7，可與灌漿液相互摻入，同時，在初次水泥初凝后，可以利用二次注漿法，控制注漿間隔，使底板下的空隙得到密實。

（二）頂板開裂變形加固

如果裂縫的寬度小于0.2mm，可以使用角磨機切割片，將V型槽開在裂縫處，對表面涂抹一般選用專用裂縫灌注膠，裂縫內滲入了膠料，能夠封閉彌補裂縫。如果裂縫寬度大于0.2mm，需要采用化學灌漿處理的方式，之后應適當補強，可以將碳纖維貼在底板雙向。在化學灌漿的時候，先處理裂縫，之后開槽，向兩側加寬，使用鋼絲刷等清除干凈砼碎粉塵。埋設灌漿嘴，將改性環氧樹脂膠泥均勻涂抹在灌漿嘴底周邊，然后在選定的裂縫上進行按壓。封閉裂縫之后，為了檢測漏氣情況，可以采取壓氣操作，對封閉效果進行檢查，將肥皂水涂抹在裂縫周邊，直到不漏氣為止，可以停止該項操作。等到封縫膠泥的強度達標后，可以壓力灌漿裂縫，進行相應的補膠操作，0.2～0.3Mpa為灌漿壓力值，之后進行粘碳布施工并進行全面的養護施工。

（三）框架梁開裂變形加固

觀測現場的實際情況，分析豎向裂縫較多的地方，可以采取灌漿封閉處理，保證梁的裂縫能夠有效彌補，提升梁的安全性。應先注漿封閉柱裂縫，加固傾斜又開裂嚴重的柱，可以采取濕法包鋼對柱進行補強，在不影響車道寬度的前提下，使用抹灰的方法，修復垂直傾斜的柱子。結合柱子開裂的輕重程度，使鋼和原柱能夠粘結，在型鋼骨架的約束作用下，防止原柱的橫向變形，提高了最終的承載力和延展性。

（四）剪力墻裂縫滲漏修補

對裂縫表面的障礙物進行清除，整理出適當的操作面，對需要修補的裂縫長度進行標注，之后進行整體修復。觀察裂縫的水源、流水通道等具體情況，確定裂縫的中心線位置，在30cm間距內，鉆注漿孔在中心線兩側，傾斜角為45度，對滲漏道進行截取。在清洗注漿孔的時候，對注漿孔的滲漏點位置進行檢查，判斷是否能夠通向注漿道，將反向屏蔽注漿嘴安裝好，孔深大約三分之二的位置即為出漿深度，裂縫所在的位置不能用膨脹膠皮堵住。在泵入漿液的時候，應從最低位置開始，14kg/c㎡為灌漿壓力的最大值。如果灌漿符合預計設計壓力值，或者傳遞連續進行，可以將灌漿連接件進行移動，與下一個相鄰的注漿嘴進行連接。在灌漿過程中，如果漿液漏出來，需要立即進行檢查，堵塞和封堵使用未經處理的維絲或聚酯纖維等吸收性材料。

五、結束語

在城市高速發展的背景下，地下空間的開發成為城市建設的需求，抗浮設計是重點工作之一。應掌握城市地下水的分布狀態，對滲流場的變化趨勢進行研究，根據地下水位的高度，確定浮力設計的最佳值，增強抗浮設計的安全性，實現理想的經濟效果。在實際施工的時候，需要結合實際情況，對相關參數進行調整，保障施工的最終效果，符合現代化建筑施工的要求，推動社會的進步。