成都某工程地下室底板開裂滲水技術分析

吳 波， 羅 康， 唐元麗

(1.成都市建科院工程質量檢測有限公司， 四川成都 610051;2. 成都市建筑科學研究院有限公司，四川成都 610051)

成都西區地貌單元一般屬于岷江水系Ⅰ級階地，地下地層主要為砂卵石層，埋深較淺，地下水位較高。隨著城市建設的大量開展，大量工地開始降水，造成成都西區地下水位不斷降低，進而導致工程勘察時的地下水位較低。隨著后期越來越多的工程竣工并停止降水，該區域地下水水位不斷升高。特別是在夏季大暴雨后，越來越多的地下室抗水板出現開裂、滲水現象，部分地下室甚至出現梁柱開裂的現象，給人民群眾造成較大的財產損失。如何科學合理的對地下室開裂、滲水進行技術分析，并進行后續處理，已成為亟待解決的問題。

1 工程概況

該工程位于四川省成都市溫江區，主樓地下室為單層剪力墻結構、中庭地下室為單層鋼筋混凝土框架結構。該工程地下室主體完工時間為2014年5月。2018年8月初暴雨后，該工程地下室局部底板出現開裂、滲水現象。

2 執行標準和依據

(1)GB/T 50344-2004《建筑結構檢測技術標準》。

(2)JGJ/T 152-2008《混凝土中鋼筋檢測技術規程》。

(3)CECS 293:2011《房屋裂縫檢測與處理技術規程》。

(4)GB 50009-2012《建筑結構荷載規范》。

(5)GB 50007-2011《建筑地基基礎設計規范》。

(6)GB 50010-2010《混凝土結構設計規范》。

(7)該項目巖土工程勘察報告。

(8)該項目建筑和結構施工圖。

3 查閱相關資料及說明情況

3.1 地勘報告

經查閱該工程地勘報告表明：

(1)場地位于溫江區，為岷江一級階地，地勢平坦。

(2)場地內主要土層自地面向下各層分別為：雜填土、粉土、卵石；基礎底面及抗水板底面以下土層為卵石層。

(3)場地地下水位埋藏于第四系砂卵石層中的孔隙潛水，主要由金馬河、大氣降水及區域地下水補給。場地地下水水量豐富，水位變化主要受季節性降水控制。

(4)高層以中密或密實卵石層為基礎持力層，采用筏板基礎。別墅等多層采用獨立柱基，以卵石層為基礎持力層。

(5)建議場地地下室的抗浮設計水位為516 m。

3.2 設計圖紙

經查閱該項目施工圖表明：

(1)該工程中庭地下室為單層鋼筋混凝土框架結構，中庭地下室縱、橫向主要柱距為7.8 m。

(2)該工程中庭采用柱下獨立基礎，獨立基礎的持力層設置在中密卵石層上，地基承載力特征值fak應不小于380 kPa。地下室基礎之間設抗水板，抗水板厚度300 mm，配筋為雙層雙向C12@150，板頂標高均為-5.000 m；地下室底板的混凝土強度等級為C30，抗滲等級為P6。

(3)本工程±0.000相當于總圖絕對標高519.80 m；抗浮設計水位516.00 m。

(4)地下室底板做法從上至下依次為50 mm厚C20細石混凝土保護層、1道1.5 mm厚聚氨酯防水涂料(環保型)、20 mm厚水泥砂漿找平層、300 mm厚自防水鋼筋混凝土底板、50 mm厚C20細石混凝土保護層、各1.5 mm厚2道高分子復合防水卷材、20 mm厚1∶2.5水泥砂漿找平層、100 mm厚C15混凝土墊層。

(5)地下室頂板在室外綠化地坪下考慮1.2 m覆土。

3.3 委托方所發函件

經查閱委托方提供的《關于該項目地下室中庭抗水板滲水鑒定相關說明的函》表明：

委托方根據相鄰項目(與本項目為同一建設單位)的場地標高、抗浮設防水位及相關檢測、調查，確定本項目在暴雨后地下水位達518.0 m。

4 現場檢查、檢測情況

經現場檢查表明，未發現因地下室整體上浮所致地下室梁、柱及墻體的明顯裂縫及損傷，見圖1。

圖1 地下室梁、柱無明顯裂縫及損傷

4.1 地下室底板鋼筋配置情況

經現場對該項目中庭底板的配筋情況進行抽測，抽測結果見表1[1]。

表1 中庭地下室底板板面配筋情況現場抽測結果 (單位：mm)

4.2 地下室底板裂縫情況

經現場檢查表明[2]：

(1)該項目中庭地下室底板面層局部有積水現象，見圖2。

圖2 地下室底板面層局部有積水

(2)該項目中庭地下室底板面層局部進行了修補，見圖3。

圖3 底板面層局部進行了修補

(3)該項目中庭地下室底板面層局部出現裂縫，面層裂縫表面抽測寬度為0.1～2.5 mm，見圖4；部分面層局部出現龜裂，見圖5。

圖4 地下室底板面層局部出現裂縫

圖5 地下室底板部分面層局部出現龜裂

(4)經現場對出現裂縫修補痕跡及開裂的面層進行局部剔鑿，鑿開面層后檢查表明，底板板面均未發現明顯裂縫，見圖6；個別面層(臨近10～15/B～C軸區域)鑿開后，水從面層與底板之間滲入此處，見圖7。

圖6 底板板面未發現明顯裂縫

圖7 水從面層與底板之間滲入

(5)現場檢查發現，底板10～15/B～C軸區域滲水較為嚴重，現場檢測時，委托方已在該區域四周及局部鑿開面層，并現場開鑿排水溝(僅鑿開面層形成微型排水溝)將水導流至較近集水坑，見圖8、圖9。

圖8 滲水嚴重區域開鑿面層

圖9 滲水嚴重區域開鑿排水溝

現場剔鑿開該區域板4個角部柱部分面層后，水隨即布滿揭開區域，現場檢測發現B/15軸柱基礎及C/15軸柱基礎與抗水板之間發生沖切破壞，沖切裂縫寬度最大達10 mm，基礎上部混凝土沿著基礎上部鋼筋面層開裂。見圖10、圖11。

圖10 柱基礎與抗水板之間發生沖切破壞

圖11 柱基礎與抗水板之間發生沖切破壞

4.3 地下室底板鉆芯檢測情況

經現場鉆芯抽測表明：

(1)該項目底板抽測面層厚度為70～80 mm(滿足設計)。

(2)考慮到現場實際情況，現場僅在10～15/A～B軸區域對抗水板鉆取芯樣，見圖12，測量抗水板厚度為260 mm，略低于設計值。

圖12 抗水板芯樣

(3)經對該項目中庭地下室底板的混凝土抗壓強度進行抽測，抽測結果表明，該項目10～15/B～C軸區域底板的混凝土強度推定值為30.9 MPa，10～15/A～B軸區域底板的混凝土強度推定值為37.8 MPa，10～15/B～C軸區域底板的混凝土強度推定值為23.8 MPa。

(4)經對該項目中庭地下室底板的混凝土抗滲性能進行抽測，抽測結果表明，該項目地下室中庭底板抽測的混凝土均達到設計抗滲等級P6的要求[3]。

4.4 地下室頂板覆土檢測情況

現場對地下室頂板以上的覆土厚度進行抽測(位置8～10/B～C)，見圖13。檢測其厚度為1.2m，與設計圖相符。

圖13 地下室頂板覆土厚度檢測

5 承載能力驗算

5.1 驗算條件[4]

(1)鑒于正值雨季，且發生多次特大暴雨，場地水位較往年有所升高，據委托方調查及檢測，場地現階段水位標高為518.000 m(-1.800 m)。故本次驗算除了對原設計抗浮水位516.000 m(-3.800 m)進行抗浮驗算外，亦對委托方提供的場地現水位進行抗浮驗算。

(2)底板結構板面標高按設計圖紙為-5.000 m(514.800 m)。

(3)頂板上覆土厚度取實測值1.2 m。

(4)底板板面外加恒載標準值按現場抽測面層平均厚度取值，為1.54 kN/m2。

(5)底板材料強度、截面尺寸和配筋等按設計圖紙并結合現場抽測結果取值。

(6)采用中國建筑科學研究院PKPM軟件對本項目地下室整體抗浮和局部抗浮能力進行驗算。

5.2 驗算結果[5-6]

(1) 原設計抗浮水位(516.000 m)整體抗浮驗算。經驗算表明：在水位標高為516.000 m時，項目中庭地下室結構能滿足整體抗浮要求。

(2)原設計抗浮水位(516.000 m)局部抗浮驗算。經驗算表明：在水位標高為516.000 m時，項目中庭地下室底板抗彎承載能力滿足要求；底板抗沖切承載能力滿足要求。

(3)抗浮水位518.000 m整體抗浮驗算。經驗算表明：在水位標高為518.000 m時，項目中庭地下室結構不能滿足整體抗浮要求。

(4)抗浮水位518.000 m局部抗浮驗算。經驗算表明：在水位標高為518.000 m時，項目中庭地下室底板抗彎承載能力不滿足要求；底板抗沖切承載能力不能滿足要求。

6 裂縫原因分析

根據裂縫的位置、走向、形態，結合現場檢測及檢查情況、該項目地勘資料、施工圖紙、水位資料等和抗浮能力驗算綜合分析：

(1)地勘報告和設計采用的抗浮水位為516.000 m，委托方提供場地現水位標高為518.000 m。

(2)經現場檢查表明，未發現因地下室整體上浮所致地下室梁、柱及頂板的明顯裂縫及損傷。

(3)現場檢測發現B/15軸柱基礎及C/15軸柱基礎與抗水板之間發生沖切破壞；未發現中庭地下室底板其余部位有因抗浮引起的明顯變形及可見裂縫。

(4)抽測抗水板厚度略低于設計要求。

(5)抽測的該項目中庭地下室底板混凝土強度推定值分別為30.9 MPa、37.8 MPa、23.8 MPa。個別區域混凝土強度不滿足設計圖要求。

(6)抽測的該項目中庭地下室底板混凝土均達到設計抗滲等級P6的要求。

(7)經按地勘和設計采用的抗浮水位516.000 m和委托方提供的場地現水位518.000 m進行抗浮驗算表明，在水位標高為516.000 m時，中庭地下室的整體和局部抗浮均滿足要求；在水位標高為518.000 m時，中庭地下室的整體抗浮和局部抗浮均不滿足要求。

綜上所述，該項目中庭地下室底板局部開裂破壞及滲水原因分析：連續長時間暴雨作用下，場地地下水位的升高使得該項目中庭地下室底板抗彎承載力和抗沖切承載力不滿足要求，加之10～15/B～C軸區域板厚略低于設計要求，使該區域抗水板出現開裂，并使15/B軸柱與15/C軸柱發生沖切破壞，地下水隨沖切裂縫涌上板面。

7 鑒定結論

經對該項目中庭地下室底板裂縫進行技術鑒定，鑒定結論：

(1)該項目中庭地下室頂部梁、柱及墻體未出現明顯裂縫及損傷，除10～15/B～C軸區域抗水板發生破壞外，其余底板面層出現開裂、龜裂及開裂后修補現象，抽測其余區域抗水板本身未出現明顯裂縫。

(2)10～15/B～C軸區域底板局部出現開裂破壞、15/B軸柱與15/C軸柱發生沖切破壞主要系雨季場地地下水位的上漲引起該區域底板抗浮承載能力不滿足要求所致。

8 建議

(1)對受損的構件進行可靠的加固處理及防水處理。

(2)對本次現場檢查時的取芯部位作可靠修補。

(3)對超過抗浮設防的水位采取可靠措施進行處理。

9 小結

近年來成都地區地下水位的不斷升高，導致越來越多的房屋地下室抗浮穩定性不能滿足要求，引起地下室底板開裂、滲水等一系列破壞，通過對該工程實例的詳細技術分析，為其它同種類型的事故分析提供了方法參考，也為以后工程的設計提供了相關經驗。