地下室抗水板上浮原因分析與加固措施研究*

李澤澤，張炳焜

(四川省建筑科學(xué)研究院有限公司，四川 成都 610081)

1 工程概況

廣元市081產(chǎn)業(yè)新城1號(hào)安置點(diǎn)安置還房工程位于利州區(qū)雪峰街道水柜路西側(cè)，其中10～14號(hào)住宅樓均為全現(xiàn)澆框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地上20～26層，地下2層。地下室為全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，抗水板厚400mm，未采取專門抗浮措施。

2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

本工程位于淺切低山丘陵區(qū)丘坡中上部緩坡地段，總體地勢(shì)北高南低。

2.2 地層巖性

根據(jù)工程勘察報(bào)告，場(chǎng)地地層自上而下依次為雜填土、素填土、粉質(zhì)黏土、泥巖、砂巖。

2.3 氣象條件

廣元市夏、秋季降水量較大，年平均降雨量為800～1 100mm，2016，2017年強(qiáng)降雨主要集中在5—9月，7月降雨強(qiáng)度最大，最大降雨量>250mm。

2.4 地表水分布

場(chǎng)地周邊地表水為嘉陵江江水和池塘水，場(chǎng)地距嘉陵江南段直線距離約1.7km，距嘉陵江西段直線距離約3.3km。根據(jù)區(qū)域水文資料，本工程地下水與嘉陵江江水無水力聯(lián)系。場(chǎng)地西側(cè)約90m處存在池塘，該池塘面積約8 396.66m2，水面標(biāo)高約500.970m。

2.5 地下水分布

場(chǎng)地地下水主要為上層滯水和基巖風(fēng)化帶裂隙水，其中，上層滯水為賦存于粉質(zhì)黏土層包氣帶局部隔水層或弱透水層上的重力水，由大氣降水與地表水等在下滲過程中局部受阻并不斷積聚而成；基巖風(fēng)化帶裂隙水分布較多，賦存于泥巖和砂巖風(fēng)化裂隙中。

3 地下水補(bǔ)徑排特征

為了解地下水補(bǔ)徑排特征，開挖水文觀測(cè)井，抽取水樣進(jìn)行化學(xué)分析。

3.1 觀測(cè)情況

1號(hào)水文觀測(cè)井井口標(biāo)高504.320m，井深11.3m，靜止水位8.720～8.800m，相應(yīng)標(biāo)高495.520～495.600m；2號(hào)水文觀測(cè)井井口標(biāo)高502.020m，井深9.6m，靜止水位6.800～6.900m，相應(yīng)標(biāo)高495.120～495.220m。地下室抗水板底標(biāo)高494.000m，水文觀測(cè)井靜止水位高于地下室抗水板底標(biāo)高1.120～1.600m，主要滲水方向?yàn)榛颖眰?cè)(見圖1)。

圖1 水文觀測(cè)井滲水方向展開示意

3.2 水質(zhì)分析

圖2 水化學(xué)分析Piper三線圖(單位：%)

場(chǎng)地第四系黏土層和侏羅系沙溪廟組砂泥巖層Na+，K+含量較高，且雨量充沛，地下水徑流較通暢，使地下水溶解并攜帶大量Na+，K+。因此，地下水補(bǔ)給與場(chǎng)地周邊大氣降水、地表水、地下水密切相關(guān)，與場(chǎng)地西側(cè)池塘水關(guān)聯(lián)較小。

3.3 補(bǔ)徑排特征

場(chǎng)地上層滯水和基巖風(fēng)化帶裂隙水補(bǔ)給來源主要為大氣降水，大部分降水沿坡面由高(北側(cè))向低(南側(cè))運(yùn)移；小部分降水通過粉質(zhì)黏土層向下部基巖裂隙下滲，通過孔隙及淺層風(fēng)化裂隙由高(北側(cè))向低(南側(cè))運(yùn)移。

13，14號(hào)樓基坑開挖深度約25m，場(chǎng)地周邊坡體經(jīng)開挖后，改變了場(chǎng)地地形地貌，形成四周高、中間低的漏斗形地貌，使原來可自由排泄的坡面水系在場(chǎng)地內(nèi)形成巨大匯水區(qū)(面積約13 410.21m2)。14號(hào)樓北側(cè)基坑側(cè)壁于2016年6，8月發(fā)生坍塌，如圖3所示，坍塌長(zhǎng)度約69m，高度約10m，呈直線形平面滑移，使坡體巖體松動(dòng)，基巖裂隙較大且貫通。2017年3月，施工雪蓮大道時(shí)對(duì)場(chǎng)地北側(cè)坡體進(jìn)行開挖，將地表植被全部挖除，導(dǎo)致巖體受卸荷作用影響產(chǎn)生裂隙，進(jìn)而引起雪蓮大道北側(cè)邊坡發(fā)生2次坍塌，如圖4所示，坍塌長(zhǎng)度約120m，高度約18m，呈直線形平面滑移，造成基巖裂隙進(jìn)一步發(fā)展、貫通，基巖裂隙平行于14號(hào)樓長(zhǎng)度方向，裂隙寬2～5mm，長(zhǎng)0.6～2.7m。

圖3 14號(hào)樓北側(cè)基坑側(cè)壁坍塌

圖4 雪蓮大道北側(cè)坡體坍塌

14號(hào)樓北側(cè)基坑側(cè)壁與雪蓮大道北側(cè)坡體坍塌產(chǎn)生的基巖卸荷裂隙成為大氣降水下滲的有利通道，使大氣降水沿坡面排泄，并沿基巖卸荷裂隙垂直下滲，匯入基坑肥槽。

4 抗水板抗浮與加固措施

受地形地貌變化和北側(cè)基坑與坡體坍塌影響，2017年6月，13，14號(hào)樓地下室抗水板中心部位出現(xiàn)起拱變形，為此，在變形處先后開2個(gè)泄水孔(直徑50mm)進(jìn)行泄壓，開孔后孔口噴水高達(dá)2.6m，并設(shè)置2個(gè)1 000mm×900mm×500mm(長(zhǎng)×寬×深)集水坑。采用疏排泄壓的方式進(jìn)行抗浮處理，首先在14號(hào)樓北側(cè)基坑肥槽底部增設(shè)1道盲溝(見圖5)，將場(chǎng)地北側(cè)地表匯水及裂隙水引排至東北側(cè)溝谷或雪蓮大道市政管網(wǎng)中；然后對(duì)現(xiàn)有集水坑進(jìn)行改造，增設(shè)導(dǎo)流管道，疏導(dǎo)進(jìn)入抗水板下部的匯水；其次在肥槽回填區(qū)域基坑頂部和肥槽未回填區(qū)域基坑底部增設(shè)混凝土帶，進(jìn)行封閉處理，避免地表水匯入抗水板下部(見圖6)；最后對(duì)場(chǎng)地四周地坪進(jìn)行硬化，加強(qiáng)地表水疏排。

圖5 盲溝做法示意

圖6 混凝土帶做法示意

為保證抗浮效果，需對(duì)地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，首先采用Ⅳ類二次灌漿料對(duì)泄水孔進(jìn)行封閉處理(見圖7)，然后對(duì)抗水板裂縫進(jìn)行封閉修復(fù)處理，最后沿較寬的裂縫粘貼碳纖維布進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)(見圖8)。

圖7 泄水孔封堵示意

圖8 抗水板裂縫修補(bǔ)示意

5 結(jié)語

廣元市081產(chǎn)業(yè)新城1號(hào)安置點(diǎn)安置還房工程經(jīng)加固處理后，地下室抗水板未出現(xiàn)上浮及開裂現(xiàn)象，表明加固效果較好，地下室抗浮性能滿足要求，取得了一定經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，提出以下建議。

1)應(yīng)充分考慮場(chǎng)地及周邊地下水、地表水補(bǔ)徑排條件變化對(duì)工程造成的影響，補(bǔ)徑排條件如發(fā)生變化，施工單位應(yīng)及時(shí)通知勘察設(shè)計(jì)單位，采取有效措施進(jìn)行處理。

2)應(yīng)充分考慮大氣降水下滲等的影響，進(jìn)行必要的抗浮設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)考慮地下水浮力對(duì)建筑物的作用，適當(dāng)增加抗水板厚度。

3)結(jié)合場(chǎng)地地形條件與工程實(shí)際情況，可通過自然找坡增設(shè)盲溝，將基底匯水引排至場(chǎng)外，既經(jīng)濟(jì)合理，又綠色環(huán)保，為地下室抗水板抗浮與加固處理提供新思路。