上海某工程地下室上浮原因分析及處理方案

王會

摘 要：該文的背景為上海市某高檔樓盤地下室由于2015年6月份雨水特別集中，并且由于各種原因，造成地下水位升高，由于施工單位沒有進行降水施工，同時地下室頂板未進行覆土，造成部分部位集中出現(xiàn)了地下車庫上浮，最大達到400 mm，并且伴隨著地下室的上浮，在這一區(qū)域出現(xiàn)了梁柱節(jié)點、梁基礎(chǔ)底板節(jié)點混凝土開裂并破壞等癥狀，該文針對這一現(xiàn)象闡述了事故發(fā)生的原因、處理事故的手段及處理結(jié)果，所做的工作對于類似的工程事故具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：上浮 ?抗拔樁 ?加固 ?方案

中圖分類號：TU473.1 ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（c）-0176-02

1 工程簡介

該工程位于上海市鬧市區(qū)，為一新開發(fā)的高檔樓盤，所有的建筑均為高層住宅，其中地下車庫的面積為3.6萬m2，地下室為框架結(jié)構(gòu)，柱距為8.1 m×8.1 m，地下室高度為4.4 m，頂板為梁板結(jié)構(gòu)，板厚150 mm，上面設(shè)計覆土厚度為1.5 m，基礎(chǔ)底板為筏板基礎(chǔ)，底板厚度為500 mm，每個柱底有一柱墩，柱墩平面尺寸為4.0 m×4.0 m每根柱下有兩根抗拔樁，每根抗拔樁的設(shè)計承載力為420 kN，頂板結(jié)構(gòu)布置及樁的布置見圖1、圖2。

上海市2015年6月初，雨水特別集中，這段時間，雨水過后，地下水位最高處位于室外地面以下100 mm，基本上與室外地面持平，按照常規(guī)施工順序若提前進行了地下室頂板覆土，則在上部重量與抗拔樁同時工作的前提下可以保證結(jié)構(gòu)的安全。但是由于施工條件的限制，覆土不能夠提前進行，因此，為了防止地下室上浮并為了保證抗拔樁的安全必須在施工中進行降水，但是總包單位沒有估計到這段時間的雨水來勢兇猛，沒有及時進行降水，因此，大雨過后發(fā)現(xiàn)有局部區(qū)域出現(xiàn)了大范圍上浮，最大達到400 mm，伴隨著上浮出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)開裂、混凝土損傷、構(gòu)件破壞等現(xiàn)象，屬于重大的工程事故。（如圖3）

2 原因分析及計算復(fù)核

（1）原因分析。

由于在高水位下未及時進行降水，同時由于地下室頂板的覆土沒有進行，因此，在地下水浮力的作用下，由結(jié)構(gòu)自重、抗拔樁的抗拔力作用不能夠平衡水浮力的作用，因此，產(chǎn)生了地下室上浮的現(xiàn)象。

（2）計算復(fù)核：以下為未覆土?xí)r抗拔樁的計算復(fù)核。

①頂板：（抗拔工況）地庫頂板（200 mm）自重： ? 25×0.20=5.0 kN/m2。

底板：地庫底板（500 mm）自重：

25×0.50=12.5 kN/m2

梁、柱折算荷載：238.35 kN

②作用在地下室結(jié)構(gòu)上的活載：

頂板活載：10.0 kN/m2 底板板面活載：2.5 kN/m2

③底板水浮力：（±0.000絕對標(biāo)高：4.200 m）。

1）底板板底相對標(biāo)高為：-6.700 m。

（1）抗浮計算取高水位（抗浮設(shè)防水位），高水位相當(dāng)相對標(biāo)高-0.800 m。

F浮k1=[-6.700-（-0.800）]×10=5.900×10=-59.0 kN/m2。

④每一根樁頂所受上拔力標(biāo)準(zhǔn)值：

kn

經(jīng)過計算得出確實證實了抗拔樁所承受的拉力已經(jīng)超出抗拔力設(shè)計值，這也是出現(xiàn)工程事故的原因。

3 針對出現(xiàn)的各種情況所采取的相應(yīng)處理方案

由于建筑為高檔住宅區(qū)并且位于鬧市區(qū)，出現(xiàn)這種情況后業(yè)主、總包、設(shè)計單位、安全鑒定單位、加固單位等進行多次協(xié)商，制定的方案原則：盡量以最小的動靜、最經(jīng)濟的方案達到最安全的目的。

（1）針對抗拔樁上浮的處理：由于此區(qū)域的抗拔樁上浮最大達到400 mm，理論上來說抗拔樁應(yīng)該已經(jīng)破壞了，由于技術(shù)原因若進行抗拔樁的檢測需要耗費巨大的人力和物力，結(jié)果也不一定滿意，因此，最終達到的共識是假定抗拔樁已經(jīng)失效，通過增加結(jié)構(gòu)自重的方案將重力與浮力相平衡，采取的方案是增加基礎(chǔ)底板的厚度，由原500 mm厚度增加到1000 mm，經(jīng)計算可以達到設(shè)計意圖。

（2）針對梁柱節(jié)點已經(jīng)破壞的處理方案：由于部分梁柱節(jié)點混凝土已經(jīng)酥松并破壞，節(jié)點已經(jīng)不能夠承受外力，采取的方案是混凝土替換的方案，在替換之前先進行結(jié)構(gòu)卸載，然后采用高強灌漿料進行灌注，保證節(jié)點的整體性。

（3）針對梁柱節(jié)點有缺陷的處理方案：對于沒有破壞的節(jié)點，主要出現(xiàn)一些不規(guī)則裂紋的節(jié)點，采用整體外包鋼板的處理方案，增加節(jié)點的整體性能，其中包括梁柱節(jié)點及柱腳的加固處理。

4 加固效果及結(jié)論

針對該工程出現(xiàn)的這種事故，經(jīng)過采用該論文的加固措施，無論從加固效果及視覺效果均達到了各方的滿意，施工速度很快，并且極大的節(jié)約了項目投資，加固以后上海又經(jīng)歷了幾次大型降雨，均沒有出現(xiàn)任何問題，并且覆土以后也沒有出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的二次損傷，結(jié)果證明采用的方案是安全合理的。

5 結(jié)語

該工程采用多種加固手段對受損結(jié)構(gòu)進行了加固，通過嚴(yán)格的計算及針對性的處理方案，使得工程事故得到了圓滿的解決，該文中的加固方法及思路值得同行借鑒并參考。

參考文獻

[1] 建筑抗震鑒定加固手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[2] 混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范[S].（GB 50367-2013）.

[3] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].（GB50017—2003）.