辦公樓室內地面和周邊道路變形原因及加固處理★

許家文 侯晉杰 竇啟文 劉運房

(山西省建筑科學研究院有限公司，山西 太原 030001)

1 工程概況

某辦公樓為地上2層坐北朝南建筑，建筑平面布置基本呈矩形，建筑面積1 323.84 m2，建筑高度8.8 m(至檐口)，室內外高差0.300 m，建筑外貌如圖1所示。該樓為鋼筋混凝土框架結構，抗震設防烈度為6度，抗震設防分類為丙類，加速度0.05g，抗震構造措施烈度6度，場地類別Ⅰ類～Ⅱ類，抗震等級為四級，設計地震分組為第三組，基礎型式為柱下獨立基礎。該樓基礎底標高均為-2.5 m,基礎坐于③層白云質石灰巖層上，地基承載力特征值fak=200 kPa，如基礎未坐于該持力層上，應用M10水泥砂漿，MU30漿砌毛石從持力層墊至基底，每邊寬出基礎邊200 mm。建筑室內及基槽部分的回填土采用素填土，要求分層夯實，壓實系數不小于0.94。該辦公樓-0.05 m結構示意圖如圖2所示。

據建設方反映，自辦公樓建成后室內地面開始出現變形，如地板磚出現空鼓、開裂、下陷。缺陷發展至今，該樓一層西側走廊地面已經嚴重下陷，一層西側房間地面形成不同程度的下陷。2020年11月份，委托方對一層公共衛生間進行改造時，發現衛生間附近房間排水管道存在滲漏，且該部位-0.05 m處框架梁下方土體已流散，存在明顯積水；對一層西北角房間進行改造時，發現該房間地面嚴重空鼓，土體潮濕，且該房間梁下存在較大面積的孔洞。為查明空鼓原因，將改造房間隔壁間地面土體進行清理，發現該房間排水管道局部已經斷裂，污水橫流，室內土體空洞較多。隨后建設方將室內排水管道進行簡單修復，開挖的土體未進行回填。現場檢測前，室內地面土體開挖情況如圖3所示。

2 現場檢測情況

為查明該辦公樓室內地面和周邊路面變形原因，現場在辦公樓已經開挖的房間開挖人工探井，了解室內地面做法是否與設計相符，并取土樣進行土工試驗；在周邊道路上開挖人工探井，了解路面做法是否與設計相符。

2.1 室內外回填土檢測

經現場檢測：

1)室內回填土均為粉土。

2)室內回填土土體自上而下濕陷系數分別為0.028，0.017和0.003，依據GB 50025—2018濕陷性黃土地區建筑標準中第4.4.1條的相關規定，該建筑-0.5 m和-1.5 m的土體為輕微濕陷性黃土，-2.5 m的土體為非濕陷性黃土。

3)室內回填土土體濕密度、含水率、干密度和飽和度自上而下均呈遞增的趨勢，說明土體自上而下受水逐漸嚴重。

4)室外路面面層混凝土厚度為150 mm，開挖深度范圍內土體均為雜填土，混凝土路面面層下方土體已沉陷。

5)室內混凝土墊層厚度與設計做法不符，設計要求100 mm，實際約為50 mm～60 mm。

6)存在排水管道的房間，排水管道為直埋UPVC管，開挖室內土體時，發現排水管道中部完全斷裂，污水橫流，周圍土體已塌陷。

現場對辦公樓一層其他房間和過道的地面進行檢查，發現一層多數房間和過道的地磚存在不同程度的開裂、松動或下陷，對上述部位進行敲擊呈空鼓聲。

2.2 場地現存缺陷檢測

現場對辦公樓附近場地現存缺陷進行檢查，檢查內容包括綜合樓散水缺陷、路面開裂位置及路面下方空洞情況、其他部位缺陷情況。

1)辦公樓散水缺陷檢測。經查，辦公樓四周散水做法與設計做法不符，且部分散水下方土體已流失。散水做法如圖4所示，實際散水狀態如圖5所示。

2)路面開裂位置及路面下方空洞情況。經查，路面實際做法與設計不符，路面面層設計厚度為230 mm，實際為150 mm；未見粗砂墊層和灰土層，路面下方實際為雜填土，未夯實。

3)其他部位缺陷情況。經查，散水與四周種植區交界處土體存在多處受水沖蝕形成的孔洞。

3 地面缺陷產生原因分析

3.1 場地缺陷產生原因分析

辦公樓附近道路、籃球場和種植區存在不同程度的裂縫、孔洞和地面變形。根據現場開挖探井的結果，場區道路和種植區下方均為雜填土，此類土的主要特點是無規劃堆積、成分復雜、性質各異、厚薄不均、規律性差，在同一場地表現為壓縮性和強度差異性較大，受水后極易造成不均勻沉降。

經現場檢測，場區道路混凝土板下方未按設計要求設置灰土隔水層，自然降水后明水通過種植區、縫隙和其他薄弱部位進入下層雜填土內，雜填土孔隙率較高，加之該地區土體濕陷性相對較大，場區內雜填土受水后，細小土顆粒隨水流逐漸流失。受水后雜填土的孔隙率進一步增加，在場區土體內形成過水通道。土體內水分下滲至基巖處時，受到基巖的隔水和止水作用，水沿基巖表面向四周和低洼處擴散。在長期使用過程中，土體會進一步壓縮變形，當土體上部荷載發生變化或受土體的自重作用造成不同程度的下陷時，最終導致路面開裂、地面出現不均勻沉降。

3.2 室內地面下陷產生原因分析

場區土體受水后，水沿水平方向、斜向和豎向擴散。擴散至綜合樓附近時，水沿室外通道滲流至室內，致使室內回填土含水率增加、室內地面下陷。

根據現場檢測結果，綜合樓四周散水做法與設計不符，屋面落水管內排水經散水后直接流至散水外種植區和散水與外墻交界處內，目前已經發現散水與種植區之間土體存在多個因過水而形成的孔洞、散水與建筑外墻交界處均已明顯開裂。存在孔洞和散水下方土體下陷最明顯的部位與綜合樓室內地面下陷較為明顯的位置相吻合。散水做法與設計不符，易使此處的外界水滲入室內回填土內，進一步增加了室內回填土含水率，加劇了土體的壓縮變形。

由于辦公樓一層排水管道為直埋，管道附近土體受水后產生一定的壓縮變形量，尤其是管道下方土體受水壓縮變形更為明顯，管道受土體壓縮變形影響而斷裂、跑水，室內回填土含水率和壓縮變形量進一步增加。

一層(1/1)-2/C-D軸段地面做法與設計不符，當混凝土墊層下方土體受水壓縮變形后，墊層失去了土體提供的支撐作用，同時自身剛度又不足以抵抗變形，即發生局部或整體斷裂，隨土體下陷，形成“鍋底”狀。

4 加固處理方案

1)換填法，將一層室內地面全部開挖，按照原設計要求換填、重新夯實，在排水管下方制作管溝，鋪設混凝土墊層，杜絕室內水患。將現有散水拆除，將散水下部土體全部開挖，開挖至基底，使用3∶7灰土換填散水，灰土換填的寬度與原散水寬度相同。場區內道路使用注漿法，填充場區內土體孔隙，并可起到一定的隔水和止水作用。

2)注漿法，室內和室外地面均使用注漿法填充土體孔隙。將地面嚴重變形的位置，重新鋪設細石混凝土至設計標高，重新粘貼地磚，使其達到平整狀態。將室外散水拆除，完全按照設計要求重新制作散水。

綜合兩種加固處理方案，方案一成本高，但效果最好；方案二成本相對較低，但效果相對較差。綜合考慮建設方提出的經濟性原則和現場實際條件，最終選擇方案二進行施工。

由于該建筑室內地面及室外道路存在的缺陷主要產生原因是施工方未完全按照設計進行使用，導致產生的水患。因此在編制加固處理方案時，首先考慮的是止水，其次是加固的原則。水患主要是室外水，其次是室內排水管道的水。對于室外水，使用注漿法將室外雜填土和室內回填土內的孔隙封閉或填塞，水不易進入下層土體內和室內土體內；按照原設計要求將散水重做，自然降水不會在散水下方形成滲流通道；將室內直埋管道開挖，制作排水管溝，排水管道不會因土體下陷或排水管道老化而直接斷裂，可有效避免室內水患。

該辦公樓場區相對平整，場區地面無明顯的低洼處，因此雨季時場區內不會存在積水現象，不影響場區道路的使用功能。

5 結語

施工單位在對建筑工程項目進行施工時，往往重視建筑的主體結構，確保主體結構的安全，但在室內回填土、室外散水、室外道路及其他附屬功能施工時，不重視其施工質量，部分不按照設計要求而是按照常規經驗進行施工。施工完成后產生的缺陷等會對建筑及其道路的使用功能產生影響。本文所述案例即主體結構正常，但附屬工程因未按設計要求進行施工，導致出現水患，影響正常使用。以本案例所列缺陷，向各參建單位提供參考，確保建筑的主體結構和使用功能不受影響，維護施工方和建設方的利益均不受影響[1-6]。