某地下室上浮原因分析及損傷鑒定

康修峰 （太和縣建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，安徽 阜陽 236600）

0 前言

隨著我國的城市化水平穩(wěn)步提高，城市用地以及建筑空間需求問題日益突出，開發(fā)利用地下空間便成為日后城市發(fā)展過程中的必然趨勢。建設(shè)地下商場、地下車庫停車場等地下建筑物可適當(dāng)?shù)鼐徑庥玫鼐o張問題，隨著而來的地下建筑物抗浮穩(wěn)定問題值得我們密切關(guān)注。

1 工程概況

某框架地下室結(jié)構(gòu)，建筑長、寬分別約為245m和136m，建筑面積約3.2萬m2，目前主體結(jié)構(gòu)已完工。由于地下室局部上浮導(dǎo)致車庫結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)不同程度裂縫等損傷，為確保結(jié)構(gòu)安全，為此委托我站進行結(jié)構(gòu)安全性檢測鑒定。

2 主要檢測內(nèi)容

①地下室上浮原因分析。

②1～16/N～P、24～28/N～P及14～23/B～F軸區(qū)域結(jié)構(gòu)安全性鑒定。

3 工程調(diào)查

3.1 工程地質(zhì)概況

該工程建設(shè)場地微地貌單元屬淮北沖積平原上剝蝕的河間地塊，本場地土屬中軟土，場地類別為Ⅲ類，建筑地段為可進行建設(shè)的一般地段。場地土自上而下詳見表1。勘察場地埋藏有上層滯水型地下水，上層滯水分布第①層雜填土底部，其來源主要是大氣降水和地表水徑流滲入補給，水位隨降水多寡而升降，勘察期間測得其靜止水位（17.42～17.63）m。

場地土概況 表1

3.2 地下室工程設(shè)計概況

該建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，抗震設(shè)防烈度為6度，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防分類為標準設(shè)防類建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限50年。基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級。該地下車庫采用平板式筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)持力層位于第③層粉質(zhì)粘土層上，基礎(chǔ)墊層為素混凝土。地下室建筑高度4.9m，底板面標高-6.40m，地下水位設(shè)計標高-1.68 m。設(shè)計底板采用混凝土結(jié)構(gòu)自防水，外側(cè)墻及頂板采用C35強度等級、P6抗?jié)B等級的防水混凝土。

3.3 地下車庫現(xiàn)狀

進場檢測時，地下室頂板均已覆土，但覆土層分布不均勻，地下室頂板回填土厚度未達到設(shè)計要求。工程于2017年8月停止降水工作，地下室地板上部300mm素混凝土已施工完畢，車庫排水溝積水較多。

3.4 裂縫的發(fā)現(xiàn)及處理

經(jīng)參建單位提供書面資料了解：施工單位于2013年9月承建該工程，按施工節(jié)點對周圍進行降水工程時未見異常情況。地下室上部進行回填土施工時，配電房位置未進行回填，2017年8月4日施工單位停止降水，工程于2017年10月發(fā)現(xiàn)部分梁、板、柱及填充墻體構(gòu)件出現(xiàn)裂縫等損傷現(xiàn)象，并對部分頂板裂縫進行封閉處理。發(fā)現(xiàn)問題后在地下室底板鉆取3個泄壓孔排水降壓。

4 檢測結(jié)果

我站進場檢測前，施工單位已在地下室筏板鉆孔、排水降壓。我站在排水、降壓后的對地下室 1～16/N～P、24～28/N～P及14～23/B～F軸區(qū)域構(gòu)件損傷(裂縫等)進行檢測。從對現(xiàn)有構(gòu)件普查檢測情況來看，被測區(qū)域因上浮因素造成的裂縫等損傷現(xiàn)象較嚴重。受損區(qū)域的板、柱、梁均有程度不等的裂縫分布，部分構(gòu)件甚至出現(xiàn)混凝土碎裂、剝落等現(xiàn)象。除地下室上浮因素造成的損傷外，被測地下室柱頂部位的施工冷縫較為明顯，施工縫中雜質(zhì)較多。各類構(gòu)件損傷情況詳述如下。

4.1 地下室柱

經(jīng)普查：被測區(qū)域框架柱存在裂縫等損傷。柱裂縫為分布于柱頭和柱根部位的豎向及斜向裂縫，實測裂縫寬度普遍在（0.30～0.60）mm。部分柱頭及柱底存在混凝土壓潰現(xiàn)象，柱主筋外露并銹蝕。

被測1～16/N～P軸區(qū)域框架柱柱頂壓潰區(qū)域大部分分布于東南角，柱底裂縫則分布于西北角；14～20/D～F軸柱頂壓潰區(qū)域大部分分布于西北角，柱底裂縫則位于東南角，14～20/B～C軸柱頂壓潰區(qū)域大部分分布于西南角，柱底裂縫則位于東北角。被測24～28/N～P軸區(qū)域框架柱柱頂均未見明顯受力裂縫，多為梁柱節(jié)點施工縫設(shè)置不當(dāng)造成的缺陷；被測14～23/B～F軸區(qū)域，21～23軸柱未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫損傷，柱損傷程度統(tǒng)計詳見表2。

柱構(gòu)件損傷程度統(tǒng)計表 表2

4.2 地下室頂梁

經(jīng)普查：被測范圍內(nèi)大部分梁面已粉刷，據(jù)向施工單位了解，粉刷均為裂縫出現(xiàn)之前粉刷，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)部分梁構(gòu)件存在裂縫，裂縫主要位于梁跨中部位呈豎開展，裂縫由梁側(cè)延伸至底部，分布于梁兩側(cè)對稱開展，實測裂縫寬度均在（0.10～0.20）mm。地下室頂梁裂縫分布未見明顯的分布規(guī)律。存在裂縫的梁構(gòu)件主要為17～18/P軸、17～18/(2/N)軸、17～18/(1/P)軸、11～12/N軸、14～15/(2/P)軸、15～16/(2/N)軸、16～17/P軸梁構(gòu)件，典型情況見圖1所示。

圖1 地下室框架梁裂縫分布示意圖

4.3 地下室頂板

由于板面已覆土，故從板底對頂板裂縫進行普查。從板底觀測：被測區(qū)域頂板裂縫多位于現(xiàn)澆板跨中位置沿東西向及南北向直線開展，少數(shù)裂縫位于梁邊沿直線開展或沿柱角呈放射性開展。裂縫長度均較短，普遍分布于各現(xiàn)澆板之間，無明顯分布規(guī)律。現(xiàn)場從板底滲水情況判斷，裂縫已貫穿車庫頂板截面，檢測時發(fā)現(xiàn)大部裂縫已進行封閉處理，測得板底裂縫寬約在（0.10～0.20）mm之間，典型情況見圖2所示。

圖2 地下室頂板裂縫分布示意圖

4.4 地下室底板

檢測時由于底板已施工300mm素混凝土，從素混凝土板面觀察發(fā)現(xiàn)四塊較為明顯的底板裂縫，分別位于9～10/P～Q、24～25/P～Q、15～16/B～C、15～16/C～D軸，被測區(qū)域地下室裂縫總體趨勢主要為靠近主樓中間及地下室南側(cè)外墻裂縫較多，靠近主樓收斂。裂縫均沿筏板對角線斜向開展，現(xiàn)場選取兩處裂縫取芯進行觀察：底板結(jié)構(gòu)板面均出現(xiàn)裂縫，裂縫貫穿底板，測得裂縫最大寬度為0.20mm，典型情況見圖3所示。

圖3 地下室底板裂縫取芯現(xiàn)狀

4.5 地下室構(gòu)件施工質(zhì)量抽檢

4.5.1 混凝土強度

現(xiàn)場對抽取的構(gòu)件測區(qū)表面用砂輪適度打磨剔除浮漿及表面不平處，同時盡量避開模板縫及疏松層、蜂窩、麻面等存在外觀質(zhì)量缺陷的部位，采用回彈法對其強度進行檢測，結(jié)果匯總見表3。

單個構(gòu)件混凝土強度檢測結(jié)果匯總表 表3

抽檢混凝土構(gòu)件現(xiàn)齡期混凝土抗壓強度推定值達到設(shè)計強度等級要求。

4.5.2 框架柱鋼筋配置及截面尺寸檢測

隨機抽取部分鋼筋混凝土構(gòu)件，使用儀器對其鋼筋配置進行抽檢，結(jié)果見表4。

柱鋼筋配置及截面尺寸抽檢結(jié)果 表4

抽檢框架柱縱向主筋根數(shù)、箍筋間距、截面尺寸滿足設(shè)計及驗收規(guī)范要求。

4.5.3 梁鋼筋配置及截面尺寸檢測

采用鋼筋定位儀及鋼尺等對隨機抽取的框架梁鋼筋配置情況及截面尺寸進行檢測，檢測結(jié)果見表5。

梁鋼筋配置及截面尺寸檢測結(jié)果 表5

抽檢框架梁截面尺寸及鋼筋配置滿足設(shè)計要求。

5 結(jié)構(gòu)驗算

5.1 驗算依據(jù)

原設(shè)計施工圖、現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)及主要規(guī)范[1-5]、標準[6-8]、規(guī)程[9]。

5.2 抗浮驗算結(jié)果

采用結(jié)構(gòu)軟件PKPM2010，結(jié)合本站現(xiàn)場檢測結(jié)果及原設(shè)計圖紙經(jīng)結(jié)構(gòu)復(fù)核：地下室底板板頂標高按設(shè)計-6.45m取值，按地下室頂板覆土厚度0m計算，地下車庫抗浮穩(wěn)定不符合規(guī)范要求。按地下室頂板覆土厚度1.2m計算，地下車庫抗浮穩(wěn)定性不符合規(guī)范要求。

6 結(jié)論及建議

①根據(jù)檢測、調(diào)查、結(jié)構(gòu)驗算及損傷特征綜合分析，地下車庫產(chǎn)生上浮主要原因為地下車庫局部抗浮承載力不符合規(guī)范要求造成的，并在水浮力作用下導(dǎo)致地下室局部上浮致部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件受損。

②根據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292-2015）相關(guān)規(guī)定，結(jié)合構(gòu)件受損程度，本工程被鑒定子單元安全性等級評定為Cu級，顯著影響整體承載。建議及時采取可靠措施防止筏板基礎(chǔ)再次上浮，并對存在損傷的構(gòu)件進行加固和補強處理。