某住宅小区地下室结构的检测与加固

刘日新，郭杰标，马 维

（1.株洲市建设工程质量安全监督站，湖南 株洲 412000；2.湖南大兴加固改造工程有限公司，湖南 长沙 410000）

0 引 言

近些年，地下室结构开裂、渗水的事故时有发生。导致地下室结构开裂的原因有很多种，如后浇带的合拢时间过早、伸缩缝的间距偏大、主楼和地下室区域的差异沉降、地下水文的变化、设计的不合理和勘探的不详细等。不同原因造成的裂缝形态是不一样的，实际工程中，必须结合裂缝的发展规律，从整体上分析，才能准确判断裂缝产生的原因。地下室结构一旦发生开裂，其处理成本和处理难度是比较大的，本文通过一工程案例，介绍了因地下水位上涨导致的地下室结构开裂的判断方法和加固处理办法，经验可复制性强，加固方法节约、省时，可以为业内其他类似的事故处理提供参考。

1 工程概况

某工程地下室为框架结构共两层，底板为钢筋混凝土无梁板，厚 400 mm。-1 层为预应力无梁楼盖，顶板为普通现浇钢筋混凝土梁板。地下室的主要功能为地下停车库，-1 层层高 4.0 m、-2 层层高 3.5 m，顶板覆土厚度为 0.8～2.0 m。抗震设防烈度为 6 度，标准设防类，地下室框架抗震等级三级。地基基础设计等级为甲级，主要采用人工挖孔灌注桩基础，均以强风化泥质板岩为持力层。

该工程在施工至主体结构封顶、顶板尚未覆土期间，因地下水位变化，底板等构件不能满足场地地下水位条件下的抗反水压承载力要求，导致结构多处出现开裂、渗水等现象，为确保结构安全，保障房屋的正常施工和使用，对地下室结构进行了检测，并提出了加固方案。

2 现场调查检测

2.1 施工质量检测

1）混凝土强度检测。采用回弹-钻芯法对现场 156 个构件（包括柱、墙、板）进行了强度检测，结果表明，除个别柱子强度偏低外，其余均能满足验收规范的要求。

图1 变形测量结果（单位：mm）

2）钢筋扫描检测。对现场 128 个框架柱和 8 处地下室外墙进行钢筋扫描检测，结果表明，部分框架柱存在箍筋间距偏大、纵向钢筋保护层厚度偏大的情况，外墙部分测点存在钢筋间距偏大或分布不均、保护层厚度偏大或偏小的情况。

3）构件尺寸测量。对现场 126 个框架柱和 9 处地下室底板进行了测量，发现框架柱截面尺寸能够满足验收规范的要求，但有 3 处底板厚度负偏差超过了验收规范允许范围，最大偏差达到了 -35 mm。

2.2 变形检测

对地下室 -1 层、-2 层框架柱柱角的垂直度分别进行测量，测量位置及测量结果如图1 所示，黑色箭头表示对应柱 -1 层测量结果、虚线箭头表示对应柱 -2 层测量结果，箭头方向表示柱顶的偏移方向，结果表明，大部分偏差在相关规范规定的范围内，仅部分构件不能够满足要求，最大值为 65 mm。对地下室底板单块板面的相对标高进行测量，发现有个别底板存在一定的隆起，超过了相关规范允许值。对地下室底板的整体结构相对标高进行测量，测量的轴线位置和测量结果如图1 所示，测量结果表明，所测量区域内部分位置存在较明显的隆起现象。

2.3 构件裂缝及损伤情况检查

对地下室各类结构进行普查，发现部分框架柱和个别底板、地下室外墙存在开裂、破损的情况，裂缝宽度在 0.1～2.0 mm，其中，底板裂缝多分布于跨中区域；主楼之间的混凝土墙，在中部多呈竖向状态，在靠近主楼的两侧，则多呈斜向状态；框架柱裂缝呈水平形态，分布于柱顶和柱底。同时，多处砌体填充墙也因周边框架的变形，出现了开裂、压碎的情况。现场情况如图2～图5 所示。

由于地板上浮，底板与柱脚交接部位会存在较大的内力，为了检测柱与底板、承台连接处的内部损伤情况，利用雷达探测仪在现场选取了 8 处连接部位进行了检测，如图6（a）、图7（a）所示，图中虚线表示雷达探测仪的测线位置。检测结果表明，有 5 条测线存在轻微的孔洞、裂缝，如图6（b）、图7（b）所示。

图2 地下室底板裂缝

图3 框架柱裂缝

图4 混凝土墙体裂缝

图5 砌体填充墙开裂、压碎

图6 40 号测线位置及检测结果（单位：mm）

图7 66 号测线位置及检测结果

3 加固处理方案

从检测结果可以看出，受地下水位上升的影响，地下室结构的部分构件不能满足抗反水压承载力的要求，导致部分构件发生了较为严重的破损，存在一定的安全隐患。为保证结构安全和正常的使用功能，需对相应构件进行加固处理［1-3］。

3.1 构件裂缝处理

对于混凝土墙、板上的裂缝，应根据裂缝的深度采取不同施工工艺。对于未深入构件的裂缝，可采取凿除原有粉刷层，再用同等面层材料和颜色按常规方法进行粉刷的方法进行处理。对于宽度＞0.3 mm 且深入构件的裂缝，应采用注浆灌缝的方法进行处理，若裂缝位于预应力板受力较大的部位，尚应采用碳纤维加固，加固方法如图8 所示。

3.2 地下室外墙加固

对于开裂的混凝土墙，可采用增大截面的方式进行加固，处理时首先要将混凝土表面进行凿毛，再清理掉疏松、破损部位至坚实基层，对于存在较宽裂缝的部位，还需要先进行注浆处理。新增部分采用自密实混凝土灌实，浇筑过程中需采取措施保证气体自由逸出［4-5］。加固方法如图9 所示。

图8 裂缝处理示意图（单位：mm）

图9 地下室外墙增大截面法加固（单位：mm）

3.3 框架柱加固

对强度不足和开裂较为严重的柱，也采用增大截面的方法进行加固，其基层及裂缝处理与地下室外墙加固类似。对于框架柱新增的纵向钢筋，应将端头深入对应楼板内，并保证足够的锚固长度。对于柱梁交接的部位，可采用 L 形钢筋分别锚入两个方向的梁内，以保证节点强度。同时，为了满足强柱弱梁的抗震构造措施，在柱的端部还应按规范要求设置箍筋加密区，本工程地下室抗震构造措施的抗震等级为三级，加密区箍筋间距及加密区长度如图10 所示。

4 结 语

近年来，由于设计的不合理“优化”、盲目赶进度导致的施工质量把控不严等因素，地下室结构开裂的情况时有发生，而产生的裂缝的原因也有很多种，如不均匀沉降、地下室抗浮不足、混凝土收缩等。在处理此类质量问题时，应依据施工资料及裂缝的形态等进行分析，准确判断事故原因，方能选择正确的处理方法。在本工程中，由于导致地下室结构开裂的主要原因是地下室水位上升，因此，在加固工作开展前，还应采取适宜的降水措施以减少反水压力，减少构件内力，以控制裂缝的进一步发展。此外，在加固修缮未实施到位前，地下室顶部的土方回填、绿化、道路等还应暂缓施工，为了防止地下室结构发生严重的变形，还应在破损较严重的混凝土柱周围设置临时支撑措施。

图10 框架柱增大截面法加固示意图（单位：mm）