某工程地下室上浮原因及加固处理.docx

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1、某工程地下室上浮原因及加固处理                          张朝林                       （福建晟凯建设工程有限公司）    摘要：某在建工程地下室受到地下水浮力作用产生不均匀上浮，最大上浮量达到243mm，导致地下室柱梁板结构损伤。通过对受损结构检测，分析上浮原因及结构破坏机理，在此基础上对地下室结构进行永久性抗浮处理和结构加固处理，成功地解决了工程上浮事故问题。    关键词：上浮；损伤；裂缝；加固    1·工程概况    某工程总建筑面积18989m2，平面上呈“L”形，从北至南依次由附楼（5 层）及主楼（15 层

2、）组成，有一层地下停车库，建筑面积3996m2，主楼南面部位为纯地下室，建筑面积1264.9m2，地下室一层高4.0m，详见图1。                 本工程地下室主楼部分采用梁板式筏板基础，基础板底厚700mm，纯地下室部分为独立基础加抗水板，基础板厚300mm，未设计抗浮桩，采用底板及顶板覆土及结构砼自重抗浮。本工程于2010 年3 月9 日开工，2011年5 月10 日主体封顶，2012 年10 月28 日后浇带浇筑完毕后，准备回填土时，由于地下室排水不及时，外加下雨，地表水的入侵，地下水位升高，产生浮力，浮力大于砼自重，纯地下室部分局部上浮，部分

3、梁、柱及现浇板产生裂缝。    该工程建设场地土层自上而下依次为：①层杂填土，透水性强、层厚1.3～1.7m；②层粉质粘土，透水性一般，层厚2.6m；③层含泥卵石，透水性好，层厚4.7m；④层粉质粘土，地下水的稳定水位1.8～3.1m，水位变化幅度约1.3m。    经现场检查发现，纯地下室中部拱起后有裂缝的柱数量较多，所有柱裂缝形式基本相同，有2 根柱角柱头混凝土局部压碎，均为基础梁与柱交叉部位上方150mm左右，水平裂透，裂缝宽度0.50～1.10mm 之间，现场检测共发现8 根柱有裂缝，典型柱裂缝示意图见图2。基础梁出现裂缝也是中间部位，竖向裂透，裂缝宽度0.

4、82～2.20mm 之间，典型梁裂缝示意图见图3。南面剪力墙中间跨多处开裂，并存在渗水现象。裂缝宽度0.15～0.55mm，长度880～2300mm 之间，东面剪力墙中部基础板底出现渗水现象，剪力墙裂缝示意图见图4。地下室顶板多处开裂，也是集中在中部，并存在渗水现象。裂缝宽度0.03～0.12mm，长度560～3150mm。 2 ·地下室上浮及裂缝成因分析    2.1原工程抗浮设计    本工程原设计采用“配重抗浮”的方法进行抗浮设计，即采用结构自重及基础部位和顶板上部的覆土来抵抗地下水浮力，没有考虑锚杆抗浮或抗拔桩进行抗浮设计。    2.2地下室上浮的主要原因

5、    在地下室施工时有基坑支护、井点降水等措施，基坑内基本无水。主体结构封顶，砖墙砌筑完成后进行后浇带的浇筑，地下室有两条后浇带，第一条后浇带分布在主楼和附楼交界处，第二条后浇带设在主楼和纯地下室交界处，两条后浇带两侧均设有降水井，后浇带浇筑完后继续降水。事故发生时，由于连日的大雨，地面排水系统不畅，正处于冬季，正常应该为干燥少雨季节，现场抽水也不是很到位，使地下水位急剧上升。且事故发生时地下室底板未回填和顶板未覆土，主楼北面地下室由于结构砼自重大，处稳定状态，南面纯地下室部分设计为覆土抗浮，致使纯地下室部分的水浮力超过结构实际自重，产生向上浮力，使混凝土构件受损

6、出现不同程度裂缝。设计时对地下水位高度控制未提出对纯地下室部位的施工控制要求，也是本工程地下室施工阶段上浮的主要原因。    2.3裂缝产生原因分析    纯地下室部分地下停车库中间向上的浮力，使基础梁中部表面受弯、梁底受压产生相对较大的剪应力，相邻基础梁端部也产生跨递减的剪应力。当应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生剪切裂缝。由于中间柱产生弯剪变形，使顶板中部与梁交接部位应力相对集中，使中部顶板产生裂缝。顶板设计厚度为180mm，梁高800～1000mm，基础高1000mm，柱截面尺寸为550mm×550mm，梁刚度明显大于柱刚度，纯地下室部分地下停车库中间的上浮

7、作用会对柱底部和顶端产生水平推力，在柱底部和梁端产生剪切裂缝。由于地下室周边回填土对剪力墙和周边主楼，附楼对地下室起到了约束作用，导致地下室上浮状态中间大，四周小。    3 ·施工抗浮降水卸压处理技术措施    ⑴设置沉降观测点30 个，观测时间在抽（降）水期间日测2 次，结构回落近于稳定后每月二次。    ⑵在室内地下室底板中部设2 个直径φ53mm 圆孔自溢（泄）水，并在孔周砌蓄水池，供抽水外排。    ⑶在大楼建筑室外周边新增6 个抽水井，采用人工挖孔方式，深度挖至地下室底板下500mm，进行抽水降水。    经过上述措施的初步处理，地下室底板和顶板中部