關(guān)于某單層地下車庫(kù)上浮問(wèn)題的分析

肖 雷

(安徽省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230022)

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關(guān)于某單層地下車庫(kù)上浮問(wèn)題的分析

肖 雷

(安徽省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230022)

某單層地下車庫(kù)結(jié)構(gòu)封頂后，由于連續(xù)強(qiáng)降水，造成場(chǎng)地大面積積水，引起車庫(kù)上浮，局部柱子、梁、頂板均出現(xiàn)裂縫。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，分析上浮原因，通過(guò)多種方案比較，采取相應(yīng)的措施，減壓、降水、加固，使車庫(kù)達(dá)到安全使用的要求。 經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)，該處理方案較好地解決了工程出現(xiàn)的問(wèn)題，為類似的工程事故處理提供參考依據(jù)。

上??；水壓力；降水；阻水

1 工程概況

某單層地下車庫(kù)位于1#～4#住宅樓之間，建筑面積為6 000 m2,基本柱網(wǎng)為7.8 m×7.8 m，層高為4.0 m，頂板覆土為0.7 m。根據(jù)勘察單位提供的地質(zhì)報(bào)告，本工程場(chǎng)地位于某河二級(jí)地梁地及坳溝微地貌單元上，場(chǎng)地中部有一條近東西走向人工開(kāi)挖河溝。地層自上而下為：①層雜填土；②層黏土；③層黏土。③層黏土作為車庫(kù)基礎(chǔ)持力層，其地基土的承載力特征值為300 kPa，壓縮模量為15 MPa。場(chǎng)地在①層土中埋藏有水量較為豐富的上層滯水型地下水，水量主要受大氣降水及地表水滲入補(bǔ)給。地質(zhì)報(bào)告提供地下室抗浮設(shè)計(jì)水位取室外地坪下0.5 m。在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工建議中,提出②、③層黏土作為不透水層，如地下室底板直接落在②、③層土上，并做好基坑回填工作(如采用3∶7灰土回填，壓實(shí)系數(shù)不小于0.94)，確?；铀闹芊e水不滲入地下室底板以下時(shí)，可不考慮地下室設(shè)計(jì)抗浮問(wèn)題。

2 地下車庫(kù)基礎(chǔ)計(jì)算

設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，抗浮設(shè)計(jì)水位為室外地坪下0.5 m計(jì)算，即水頭高度為4.25 m。基礎(chǔ)底板直接落于③層土上,外墻頂板厚度為300 mm。

(1) 基礎(chǔ)形式。外墻采用1.2 m寬條基，中柱采用獨(dú)基，底板厚為250 mm，200 mm厚找平層。地下室底板為構(gòu)造防水板，板底虛鋪200 mm厚松土。地梁直接落于③層土上，兩側(cè)采用磚胎膜。

(2) 地下室結(jié)構(gòu)自重和地下水浮力計(jì)算。由于本工程抗浮設(shè)計(jì)由局部抗浮控制，地下室結(jié)構(gòu)自重和地下水浮力按標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)計(jì)算。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，②、③層黏土作為不透水層，如地下室底板直接落在②、③黏土上，并做好回填土工作，確?；A(chǔ)四周地表水及地下水不滲入地下室底板以下時(shí)，可不考慮地下室抗浮設(shè)計(jì)問(wèn)題。通過(guò)計(jì)算分析，地下室底板直接落于③層黏土上，采用筏板基礎(chǔ)，底板厚度按400 mm計(jì)算，不考慮覆土?xí)r，基礎(chǔ)底板壓應(yīng)力為27 kN/m2左右，考慮覆土?xí)r為39 kN/m2，均難以壓住4.25 m水頭的地下水頭浮力，且造價(jià)高。如采用抗拔樁抵抗水浮力,造價(jià)增加近百萬(wàn)。若采用外墻條基、中柱獨(dú)基方式，外墻條基壓應(yīng)力不考慮覆土?xí)r為58.3 kN/m2，考慮覆土?xí)r為85.6 kN/m2[1]。因此,采用外墻條基、中柱獨(dú)基，更加安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理。為了防止地表水地下水滲入地下室，施工時(shí)做好排水工作，保證地下水水位低于基礎(chǔ)底板-0.5 m，并要求地下室施工完畢混凝土達(dá)到凝期后，及時(shí)回填，用2∶8灰土保證回填質(zhì)量，壓實(shí)系數(shù)不小于0.94，以防止后期地表水滲入[2]。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，結(jié)構(gòu)施工完畢后，地下室頂板700 mm后覆土尚未及時(shí)進(jìn)行。2個(gè)月后，連續(xù)2天強(qiáng)降水，造成場(chǎng)地大面積積水,車庫(kù)頂板比周圍地勢(shì)低，形成地表水匯集地。車庫(kù)部分柱子頂?shù)撞砍霈F(xiàn)水平裂縫，部分柱頂、柱底水平裂縫呈反對(duì)稱分布，局部柱頂出現(xiàn)豎向裂縫，甚至個(gè)別柱頂出現(xiàn)壓酥現(xiàn)象，外墻有幾處出現(xiàn)裂縫和滲水現(xiàn)象。地下室找平層出現(xiàn)數(shù)道裂縫，但底板未發(fā)現(xiàn)裂縫。根據(jù)車庫(kù)上浮后，柱頂標(biāo)高觀測(cè)，柱頂標(biāo)高抬起最大值為0.226 m。

3 工程事故分析及處理方案

(1) 裂縫形態(tài)分析。柱頂、柱底水平反對(duì)稱裂縫是由于各柱子不均勻隆起和下沉引起的偏心受拉裂縫；柱頂豎向裂縫是由于主樓與地下車庫(kù)相連的框架梁約束柱子隆起變形而形成的彎壓應(yīng)力裂縫；外墻斜裂縫是由于柱子上拔引起形成的拉剪裂縫；外墻頂部水平裂縫是由隆起或下沉引起的拉應(yīng)力裂縫；車庫(kù)頂板面裂縫是由于柱子上頂引起的拉應(yīng)力裂縫[3-4]。

(2) 車庫(kù)上浮原因分析。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，地下室外墻與3#、4#樓相鄰處回填土采用的是中粗砂，甚至有部分沒(méi)有回填土，使地表水通過(guò)此處流入車庫(kù)底板下并匯集[5]。另外，在車庫(kù)和4#樓之間有一塔吊基坑，基坑與地下室外墻凈距僅為3.0 m左右，大小為5.0 m×5.0 m，深為6 m，基坑內(nèi)積滿水。同時(shí)，車庫(kù)頂板比周圍地勢(shì)低，車庫(kù)頂板覆土尚未進(jìn)行，場(chǎng)地內(nèi)排水坑位置均高于車庫(kù)頂板。在自然條件下，排水溝不能排出車庫(kù)周圍的積水，整個(gè)場(chǎng)地內(nèi)沒(méi)有相應(yīng)的排水措施。因此，可以認(rèn)為地下車庫(kù)底板下的水與某處進(jìn)水口或某部分回填土埋藏地下水形成的水力聯(lián)系而引起車庫(kù)上浮。

(3) 上浮處理方案。① 配重抗浮，包括頂板堆載及底板加載等；② 錨固抗浮，包括錨桿抗浮與抗拔樁抗??；③ 降水抗??；④ 加強(qiáng)防水系統(tǒng)，防止地表及地下水滲入車庫(kù)底板下[6]。上述4種方案中，①、②種均為抗浮設(shè)計(jì)方案，③種為排水方案，④種為阻水方案。第1種方案受到層高和結(jié)構(gòu)承載力限制，且所需費(fèi)用較高；第2種方案比價(jià)穩(wěn)妥，但施工周期及施工難度大，所需費(fèi)用高；第3種方案受到場(chǎng)地條件限制，因地下車庫(kù)周邊主樓邊界復(fù)雜，有遠(yuǎn)有近，很難形成完整的排水系統(tǒng)，因而不確定性大；第4種方案與原設(shè)計(jì)方案相同，因而經(jīng)濟(jì)周期短，缺點(diǎn)是須找出滲入車庫(kù)底板下的水源，且地下室開(kāi)孔時(shí)間較長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)比較，本工程采用第4種方案[7]。

4 防水系統(tǒng)加固措施

(1) 與3#、4#樓相近的地方地下車庫(kù)外墻處回填土，該處采用粗砂回填。將現(xiàn)有填土挖出1.0 m左右，采用500 mm厚混凝土封蓋，并增設(shè)擋水墻和盲溝，將地表水排入場(chǎng)地內(nèi)排水系統(tǒng)。

(2) 將伸縮縫處雜物清理干凈，然后灌注混凝土，內(nèi)摻14%UEA[8]。灌至板頂標(biāo)高1.0 m以下，采用3∶7灰土回填，其頂部做防水構(gòu)造。

(3) 在塔吊使用時(shí)，做好降水工作，使水位保持在較低處。塔吊取消后，拆除磚壁并采用2∶8灰土回填，壓實(shí)系數(shù)不小于0.94。

(4) 由于上浮，局部外墻未回落到位，外墻基礎(chǔ)與地基之間有可能存在脫空的地方，外墻與回填土可能發(fā)生的相對(duì)位移形成裂縫。根據(jù)覆土后，觀測(cè)外墻頂標(biāo)高回落情況，大于5 mm的建議再注漿加固回填土，形成防水帷幕[9]。

(5) 在車庫(kù)外墻處，做盲溝或散水坡，避免地表水沿外墻壁下滲。做好場(chǎng)地有組織排水，避免降雨時(shí)場(chǎng)地積水。

為檢驗(yàn)加固效果，防止地表水滲入地庫(kù)，在底板下形成浮力，在靠近外墻處隔一段距離開(kāi)直徑為80 mm的泄水孔，通過(guò)排水溝將冒出來(lái)的水引入集水坑。觀察各排水孔出水量，水量大說(shuō)明該孔附近外墻須進(jìn)一步處理；水量小，隨著時(shí)間推移，回填土越來(lái)越密實(shí)，阻水性也越來(lái)越好，泄水孔可以很快關(guān)閉[10]。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上處理，該車庫(kù)使用3年時(shí)間，經(jīng)過(guò)強(qiáng)降水的考驗(yàn)，至今一切正常。由以上工程實(shí)例可見(jiàn)，不論是單建式還是附建式地下室，抗浮設(shè)計(jì)都是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。各工程都應(yīng)該根據(jù)具體情況，認(rèn)真分析，找到最適合本工程的解決方案。

[1] GB 50007-2011,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] JGJ 79-2012,建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[3] GB 50010-2010,鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] JGJ 3-2010,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[5] GB 50108-2008,地下工程防水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司.全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施[M].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社,2009.

[7] 朱炳寅,婁 宇,楊 琦.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法及實(shí)例分析[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

[8] GB 50367-2006，混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[9] 李國(guó)勝.多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中疑難問(wèn)題的處理及算例[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

[10] 李國(guó)勝.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)禁忌及實(shí)例[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.

2016-04-05；修改日期：2016-04-25

肖 雷(1971-)，女，湖南常德人，安徽省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院高級(jí)工程師．

TU926

A

1673-5781(2016)03-0382-02