地下水作用下地下室底板隆起的结构处理

2010-08-20刘健李薇

山西建筑 2010年4期

刘健李薇

0 引言

近年来在建设中出现了多次因地下水浮力致使地下室底板隆起和开裂的事件,而这些上浮和底板开裂的地下室,很多都出现在一般没有地下水或只有少量上层滞水的地区。对于类似场地地下水的浮力问题正越来越受到勘察、设计人员的关注。

1 工程概况

某体育馆工程主体为钢筋混凝土框架结构,地上2层,地下1层,勘察报告显示在填土层中埋藏有少量上层滞水,但在勘察期间未发现地下水,填土层下的黏土层为不透水层。基坑在施工过程中未见明显地下水,且基坑也不存在超挖现象。周边建筑物的地下室比此处还低,未做抗浮设计,但未出现类似情况,因此按常理本工程可不做抗浮设计。

在主体施工完后发现地下室及二楼主场馆地面出现隆起超过20 cm,武术场馆最大隆起超过14 cm,网球场柱基础部位最大隆起超过26 cm,相关梁柱出现裂缝。

2 地下室底板隆起原因

该地下室隆起的原因根据各方面综合情况来看,应该是由于南方地区雨水比较丰富,施工期间又经历了雨季,使得基坑四周地表水、地下水以及施工用水汇入坑内,并渗入到地下室底板下,由于基坑四周的黏土层均为不透水层,进入基坑中的水就很难排出,这样累积下来当地下水浮力超过一定值时,地下室底板便出现隆起现象,并使相应梁柱产生裂缝。

3 处理措施

根据现场实际情况,首先应进行开孔泄压,让地下室底板回落。在此过程中应考虑抽排水措施;同时应考虑到是否会导致周边建筑物及地面的沉陷,特别是南面与建筑物比较近的办公楼基础,因此需设定观测基准点,观测建筑物的沉降情况。经考虑后先开设减压孔,最大出水高度为1.9 m,图1为地面某个测点沉降记录图表。该测点隆起195 mm,经过泄压,地下室底板逐渐回落。

3.1 结构加固设计原则

加固改造方案除了要考虑建筑物的实际情况,还要符合加固设计规范的要求[1],使加固后的建筑物满足使用要求及抗震构造要求[2-4]。加固改造后使得建筑物使用年限延长,同时要考虑加固改造的工作量,节约造价。

3.2 加固方案及施工方法

1)加固方案。

本工程采用了改性混凝土增大截面、植钢筋、钢筋网抗裂复合砂浆及外粘碳纤维、钢板等方法对房屋进行加固施工。因为加固工程的特殊性,之前应对原结构进行卸载,施工时不得对原结构进行破坏性扰动。本工程所用混凝土采用C45改性混凝土,该改性混凝土中掺入占水泥重16%的ZM混凝土外加剂,为免振捣、自流密实成型、无收缩、微膨胀混凝土,可保证混凝土新老结合面共同工作。

2)施工方法。

a.混凝土钢筋网抗裂复合砂浆施工工艺为:表面凿毛、压力水清洗→布置钢筋网、植锚钢筋→涂刷WJJ界面剂→分3次抹掺HPPC的 M40抗裂复合砂浆30厚,养护。

b.新增的钢筋与原结构采用植钢筋技术进行锚固,施工工艺如下:

要求:钢筋植入深度为12d～15d,并对所植钢筋按钢筋设计强度进行抗拔试验。

顺序:定位→钻孔→注胶→植筋→固化。

注胶在潮湿环境下采用WJ结构胶,干燥环境下采用ESA结构胶。

加固结构在粘碳纤维之前,应设法对被加固构件适量卸载,减少应力滞后,提高加固效果。

粘碳纤维施工工艺如下:

涂刷底层:主要作用是增加粘结面的强度,同时提高碳纤维与基层之间的粘结。

涂粘结构胶:作用是粘结碳纤维。

粘贴纤维布:碳纤维布现场裁剪,分段粘贴时搭接长度为150 mm,粘贴时用棍子滚压,挤出气泡,如局部出现空鼓使用针筒注胶修补,保证有效粘贴饱满度不小于90%。

注胶在潮湿环境下采用WJ结构胶,干燥环境下采用ESA结构胶。