某工程地下室上浮原因分析及处理

2019-02-13魏传洪许光进罗先勇张羽洪

散装水泥 2019年3期

魏传洪许光进熊畅罗先勇张羽洪

（中国建筑第七工程局有限公司，河南郑州450000）

随着城市化进程的加快，人们对于空间利用率的要求不断提高，地下室作为人类活动空间延伸的重要载体，已成为现代建筑结构中不可或缺的组成部分。但在地下室施工过程中，由于持续暴雨等极端天气导致的地下室上浮、开裂等问题屡见不鲜，也已成为影响建筑施工工程质量的一大毒瘤。所以，分析地下室上浮原因、研究应对策略对于提高工程质量、增加工程寿命具有重要的现实意义。

1 工程概况

某工程地下室共一层，面积为9642.24m2；地下室底板面标高-4.50～-5.10m，局部为-5.35m，地下室底板为结构找坡，底板厚度350mm，局部厚400mm。地下室南面为办公楼，共八层，建筑高度37.35米；北面为会议中心，共三层，建筑高度19.40米；东面为山体；该地下室底板标高较低，整体呈盆状。该工程基础为预应力管桩，直径400～500mm。在连续4天大雨后，2017年5月26日上午9点左右，监理巡查发现该地下室金刚砂找平层局部及柱上下节点部位有大量开裂现象。随后进行底板及顶板标高复核，均出现局部上浮现象。

地下室底板于2016年8月20日浇筑完成，办公楼于2017年3月21日封顶，会议中心于2017年3月24日封顶。地下室后浇带于2017年3月26日浇筑完成。事故发生时，办公楼正在进行外墙砖铺贴施工；会议中心首层砌体施工完成。后浇带浇捣混凝土前，已经发现有水从后浇带预留处流出，为了确保地下室底板不渗漏，在其混凝土浇捣前，施工单位对漏点进行了封堵。

2 事故原因分析及处理方法讨论

凿开地面金刚砂找平层开裂部位，发现该裂缝延伸至底板内部，未见渗水，凿开柱上下节点开裂处，发现该裂缝延伸至柱箍筋内部。经设计初步确认，上述部位裂缝产生原因为：近日雨水较多，使地下水位过高，在水位交替变化过程中引起竖向差异变形，加上地下室顶板回填土没有及时回填，造成底板水压过高抬升构件、水位下降构件回落时形成的底板挤压裂纹、立柱拉裂裂缝。

事故发生后，施工单位、监理单位、建设单位、设计单位就事故原因进行了进一步分析。

2.1 施工单位意见

2.1.1 施工单位原因分析

（1）基础承台处于粗砂层，含水丰富，对基础和底板产生较大浮力；（2）地下室顶板覆土高度不够，其重量不足以抵抗地下水对基础产生的浮力。

2.1.2 施工单位建议处理措施

经过现场查看，此次质量问题未对主体结构产生大的影响，建议处理措施如下：（1）增加地下室顶板覆土厚度，增加抗浮力度；（2）在室外设取水井，降低水位，减小浮力，所取水可做中水利用；（3）设锚索抵抗浮力，对于已经产生的结构裂缝，可待雨季过去、变形稳定后采用灌注环氧树脂的工艺加固；（4）地板下冲水蚀空可以灌注粗砂或细石之后加压注水泥浆处理；（5）现场加强变形观测。

2.2 监理单位意见

2.2.1 监理单位原因分析

（1）基础承台处于粗砂层，含水丰富，对基础和底板产生较大浮力；（2）8轴以东粗砂层相对较薄，含水量小，浮力相对较小，所以该部位构件未产生裂纹；（3）整个单层地下室未设置抗拔桩。

2.2.2 监理单位建议处理措施

（1）同意对地下室顶板进行覆土前在室外设集水井进行取水，减小地下水对地下室基础产生浮力的意见；不同意永久设置集水井取水，原因是长期抽取地下水，会对周边建筑物产生不利影响；（2）同意先按照设计院意见进行处理，即严格按图施工，暂时在地下室集水井开孔泄水减压，及时对地下室顶板进行覆土回填；（3）增加抗拔设施（锚索、锚杆等）；（4）要求相关单位做好如下工作，为之后的处理提供帮助：①设计院对地下室相应部位的立柱等截面尺寸、配筋进行抗浮核算；同时，对未设置抗拔桩部位进行核算，是否满足抗浮要求；②冲洗干净一跨（8米×8.4米）未做金刚砂面层的地下室底板，观察是否产生新的裂纹；③设置水位观测井，对建筑物进行沉降观测，对已经产生的裂纹进行观测，并记录好相关数据。

2.3 设计单位意见

2.3.1 设计单位原因分析

同意施工单位提出的基础承台处于粗砂层，含水丰富，对基础和底板产生较大浮力的看法，不认同覆土高度不够不足以抵消地下水所产生浮力的意见，不认同监理单位提出的地下室上浮原因是由于没有设置抗拔桩。设计单位指出：经过计算，覆土重量加结构自重可以抵抗地下水产生的浮力。导致一些构件产生裂纹的主要原因：（1）基础承台处于粗砂层，含水丰富，对基础和底板产生较大浮力；（2）地下室顶板覆土没有在基坑周边回填前完成。

2.3.2 设计单位建议处理措施

严格按图施工，暂时在地下室集水井开孔泄水减压，及时对地下室顶板进行覆土回填。

2.4 建设单位意见

要求相关单位客观分析事件产生的原因，尽快采取有效措施，确保不影响结构安全，不影响使用功能，不影响工程按时交付使用。基于成本控制的考虑，并不同意采取长期降水的处理措施。

2.5 最终处理意见

（1）尽快对地下室顶板进行覆土回填，利用配重平衡水压力；（2）暂时在地下室集水井开孔泄水减压，雨季过后对泄水孔处进行灌砂、注浆封堵；（3）在地下室挡土墙外设置水位观测井对地下水位进行观测，对地下室进行沉降观测，对已产生的裂缝进行观测，并做好相关记录。

施工单位根据会议确定处理措施，立即开展补救措施。该地下室定期跟踪监测数据显示，在采取上述处理措施之后，地下室上浮情况得到有效控制，未出现构件异常现象。处理效果得到建设单位、监理单位、设计单位的一致认可。

3 结论与建议

结合在该地下室施工过程中所遇到的实际问题，文章提出了设计单位及施工单位应该注意的问题：

3.1 设计单位层面

设计单位不仅应注重构件设计，还应加强对整体的抗浮验算工作的重视程度，在计算抗浮水位时应考虑地区地质特点、地下水给排问题等多种因素，适当提高抗浮计算水位，以保证在极端情况下地下室的抗浮能力。设计单位应根据实际情况综合采用配重、设置抗拔桩或抗浮锚杆、泄水减压抗浮等方法预防地下室上浮。此外，底板外挑、外侧面选用粗糙材料也对防止地下室上浮具有积极作用。