某工程中庭地下室上浮事故的檢測鑒定及加固處理

摘要：四川某建筑工程中庭地下室因施工及降水措施不足等原因導致地下室不均勻上浮，進而引發地下室部分結構構件損傷嚴重。通過現場檢測鑒定，分析地下室上浮事故原因，并提出結構加固處理方法，取得了良好的經濟和社會效益。文章研究工作對其他相似工程具有一定的參考性。

[作者簡介]曾勇（1993—），男，本科，助理工程師，從事建筑結構檢測、鑒定、加固設計等工作。

1 工程概況

四川某建筑工程，主樓為地下1層、地上22～23層剪力墻結構。中庭地下室為單層框架結構，橫向柱距為8.0 m，縱向柱距為6.4 m、8.0 m，地下室層高為4.77 m，地下室總建筑面積為8 327 m2;基礎采用柱下獨立基礎，基礎持力層為中密卵石層，地基承載力特征值fak=400 kPa;抗水板厚度為500 mm，板底、板面均雙向配筋D18@150，抗水板板底標高為-6.750 m（高程1 666.03 m）;地下室頂板厚度為200 mm。

本工程中庭地下室出現上浮前，從基坑開挖至主體結構施工整個過程中均未采取相關降水措施。由于雨水、滲隙水及生活污水通過車道出入口預留的剪力墻洞口不斷進入地下室，于2016年09月18日對地下室車庫出口砌筑實心磚墻完全封堵并施作防水層，致使地下水位逐漸恢復，并于2016年09月23日發現中庭地下室頂板起拱，地下室部分結構構件出現不同程度的損傷，隨即對地下室采取降水措施。

（1）部分鋼筋混凝土柱在柱腳、柱頂出現水平、環向及斜向裂縫，裂縫寬度為0.05～0.7 mm，局部混凝土酥碎、脫落，見圖1、圖2。

（2）部分鋼筋混凝土梁在與墻柱交接處出現水平、斜向及豎向裂縫，裂縫寬度為0.15～0.25 mm;個別鋼筋混凝土梁在次梁節點兩側出現U形裂縫，裂縫寬度為0.2～0.25 mm（圖3、圖4）。

（3）部分抗水板出現開裂，板面普遍存在積水，見圖5。抗水板局部開孔抽排地下水，見圖6。

（4）部分頂板板底出現斜向裂縫、切角裂縫及平行于支座走向的裂縫，并存在滲水現象。

（5）經現場對本工程中庭地下室抗水板的相對拱起情況進行抽測，抽測最大拱起36 mm。

2 事故原因鑒定分析

2.1 地下室抗浮設計情況

本工程中庭地下室基礎采用柱下獨立基礎加抗水板，設計采用在地下室頂板及抗水板板面覆土的方式進行壓重抗浮。地下室頂板覆土厚度不超過1.0 m，回填土容重不大于18 kN/m3;抗水板板面覆土及C25混凝土面層總厚度為1.2 m。經查閱本工程巖土工程勘察報告表明，本工程擬建場地地勢較平坦、開闊，無不良地質作用，場地較穩定，場地土層由上至下依次為填土、粉質黏土、卵石、粉質砂巖。場地地下水為孔隙潛水，受大氣降水和地下水側向補給，地下水位埋深0.8～2.6 m，其年水位變化2.0 m左右，設計抗浮水位標高為-2.78 m（高程1 670.00 m）。

2.2 現場施工情況

本工程中庭地下室出現上浮前，在整個施工過程中未采取相關降水措施。對地下室車庫出口砌筑實心磚墻完全封堵以阻止雨水、滲隙水及生活污水進入地下室的做法，致使地下水位逐漸恢復。發現中庭地下室頂板起拱后，采取拆除地下室車庫出口原擋水磚墻、設置集水坑及在地下室抗水板局部開孔的方式抽排地下水。

事故發生時，中庭地下室頂板及抗水板板面尚未進行覆土回填，在地下水位逐漸恢復且未及時采取相關降水措施的情況下，地下水浮力不斷增大并超過結構實際抗浮能力。

經現場檢測，中庭地下室抗水板板面標高為1 665.52 m（設計標高為1 666.53 m），頂板板面標高為1 670.43 m（設計標高為1 671.30 m），抗水板板面實際標高低于設計標高1.01 m，導致地下室實際承受地下水浮力較設計抗浮水位水浮力大。

根據本工程抗浮設計要求結合現場實際施工情況，分別計算其設計抗浮能力與實際抗浮能力，見表1、表2。

綜上分析，該工程中庭地下室出現上浮的原因，主要系該中庭地下室在抗水板板面及頂板板面均未覆土的情況下，地下室車庫出口封堵后未對地下水位進行有效控制，致使地下水位逐漸恢復，地下室整體重力小于水浮力，最終導致地下室出現上浮;其次，該工程中庭地下室抗水板實際標高低于設計標高1.01 m，加速了該地下室出現上浮，進而導致地下室部分結構構件出現不同程度的損傷。

3 地下室結構加固處理

3.1 加固內容

根據現場檢查鑒定結果結合承載能力驗算結果，本工程中庭地下室主要加固內容：

（1）對部分承載能力不滿足規范[1]要求的梁，對其進行加固處理。

（2）部分結構柱、梁出現開裂、局部混凝土酥碎、脫落，對其進行加固及修復處理。

（3）部分地下室頂板出現開裂，對其進行修復及加強處理。

（4）部分抗水板出現開裂，對其進行修復處理。

3.2 加固方法

本工程中庭地下室柱、梁、板等構件均因此次地下室上浮事故出現不同程度的損傷，且部分梁的承載能力驗算結果不足，針對本工程地下室構件出現損傷的形式及程度，采取合適且可靠的加固處理方法。本工程采用的加固處理方法主要有5項[2-3]：

（1）對出現損傷的柱先對裂縫進行修復，再采用加大截面加固（圖7）。首先，鑿除原柱破損及疏松混凝土至密實層，采用裂縫修復膠液對裂縫進行修復;其次，新增縱筋鉆孔植筋錨入原柱基礎，沿柱全高綁扎新增箍筋，錨筋鉆孔植筋錨入原柱;最后，模板安裝、澆筑混凝土。

（2）對出現損傷的梁先對裂縫進行修復，再采用梁底粘貼碳纖維布加固（圖8）。首先，采用裂縫修復膠液對裂縫進行修復;其次，按CECS 146-2003《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程》[3]的要求做好施工準備、表面處理、涂刷底膠、找平處理、粘貼碳纖維片材、表面防護等相關工序;最后，現場抽檢碳纖維布加固效果。

（3）對承載能力不足的梁采用梁底加大截面加固（圖9）。首先，局部鑿除混凝土露出焊接鋼筋;其次，新增縱筋兩端鉆孔植筋錨入混凝土柱，新增U型箍筋與原箍筋焊接;最后，模板安裝、澆筑混凝土。

（4）對地下室頂板的裂縫修復處理（圖10）。首先，采用裂縫修復膠液對裂縫進行修復;然后，在裂縫表面粘貼碳纖維布進行封閉處理。對裂縫寬度超過1 mm或裂縫數量超過3條的現澆板，在板底雙向粘貼碳纖維布進行加強處理，粘貼碳纖維布施工應符合CECS 146—2003《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程》[3]的相關要求。

（5）對抗水板的裂縫修復處理。首先，采用表面封閉法（裂縫寬度不大于0.2 mm）、注射法（0.2 mm<裂縫寬度≤1.5 mm）或壓力灌注法（裂縫寬度大于1.5 mm）對裂縫進行修復處理;然后，在裂縫表面沿裂縫走向200 mm寬度范圍內涂刷水泥基滲透結晶防水材料兩道（濃縮劑和增效劑各一道），厚度不小于1.0 mm。

4 結束語

本文針對四川某工程中庭地下室因施工及降水措施不足等原因導致地下室上浮隆起，進而引發地下室部分結構構件出現不同程度的損傷，經現場普查、過程資料收集及抗浮能力計算比對，綜合分析得出本次事故發生的原因，并針對本工程地下室構件出現損傷的形式及程度，提出合適且可靠的加固處理方法。經加固處理及覆土回填壓重后，地下室結構在后續使用過程中未見明顯異常，表明加固處理效果良好、事故原因分析準確，地下室已滿足永久抗浮和安全使用要求，取得了良好的經濟和社會效益。本文研究工作對其他相似工程具有一定的提供性。

參考文獻

[1] 混凝土結構設計規范： GB 50010-2010[S].北京：中國建筑工業出版社， 2015.

[2] 混凝土結構加固設計規范： GB 50367-2013[S].北京：中國建筑工業出版社， 2013.

[3] 碳纖維片材加固混凝土結構技術規程： CECS 146-2003[S].北京：中國計劃出版社， 2007.7C13032D-42A3-47B9-9CAE-10EB6CABED84