某住宅小區(qū)地下室結(jié)構(gòu)的檢測與加固

劉日新，郭杰標(biāo)，馬 維

（1.株洲市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，湖南 株洲 412000；2.湖南大興加固改造工程有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引 言

近些年，地下室結(jié)構(gòu)開裂、滲水的事故時有發(fā)生。導(dǎo)致地下室結(jié)構(gòu)開裂的原因有很多種，如后澆帶的合攏時間過早、伸縮縫的間距偏大、主樓和地下室區(qū)域的差異沉降、地下水文的變化、設(shè)計的不合理和勘探的不詳細等。不同原因造成的裂縫形態(tài)是不一樣的，實際工程中，必須結(jié)合裂縫的發(fā)展規(guī)律，從整體上分析，才能準(zhǔn)確判斷裂縫產(chǎn)生的原因。地下室結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生開裂，其處理成本和處理難度是比較大的，本文通過一工程案例，介紹了因地下水位上漲導(dǎo)致的地下室結(jié)構(gòu)開裂的判斷方法和加固處理辦法，經(jīng)驗可復(fù)制性強，加固方法節(jié)約、省時，可以為業(yè)內(nèi)其他類似的事故處理提供參考。

1 工程概況

某工程地下室為框架結(jié)構(gòu)共兩層，底板為鋼筋混凝土無梁板，厚 400 mm。-1 層為預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋，頂板為普通現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板。地下室的主要功能為地下停車庫，-1 層層高 4.0 m、-2 層層高 3.5 m，頂板覆土厚度為 0.8～2.0 m?？拐鹪O(shè)防烈度為 6 度，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，地下室框架抗震等級三級。地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級，主要采用人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)，均以強風(fēng)化泥質(zhì)板巖為持力層。

該工程在施工至主體結(jié)構(gòu)封頂、頂板尚未覆土期間，因地下水位變化，底板等構(gòu)件不能滿足場地地下水位條件下的抗反水壓承載力要求，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)多處出現(xiàn)開裂、滲水等現(xiàn)象，為確保結(jié)構(gòu)安全，保障房屋的正常施工和使用，對地下室結(jié)構(gòu)進行了檢測，并提出了加固方案。

2 現(xiàn)場調(diào)查檢測

2.1 施工質(zhì)量檢測

1）混凝土強度檢測。采用回彈-鉆芯法對現(xiàn)場 156 個構(gòu)件（包括柱、墻、板）進行了強度檢測，結(jié)果表明，除個別柱子強度偏低外，其余均能滿足驗收規(guī)范的要求。

圖1 變形測量結(jié)果（單位：mm）

2）鋼筋掃描檢測。對現(xiàn)場 128 個框架柱和 8 處地下室外墻進行鋼筋掃描檢測，結(jié)果表明，部分框架柱存在箍筋間距偏大、縱向鋼筋保護層厚度偏大的情況，外墻部分測點存在鋼筋間距偏大或分布不均、保護層厚度偏大或偏小的情況。

3）構(gòu)件尺寸測量。對現(xiàn)場 126 個框架柱和 9 處地下室底板進行了測量，發(fā)現(xiàn)框架柱截面尺寸能夠滿足驗收規(guī)范的要求，但有 3 處底板厚度負偏差超過了驗收規(guī)范允許范圍，最大偏差達到了 -35 mm。

2.2 變形檢測

對地下室 -1 層、-2 層框架柱柱角的垂直度分別進行測量，測量位置及測量結(jié)果如圖1 所示，黑色箭頭表示對應(yīng)柱 -1 層測量結(jié)果、虛線箭頭表示對應(yīng)柱 -2 層測量結(jié)果，箭頭方向表示柱頂?shù)钠品较?，結(jié)果表明，大部分偏差在相關(guān)規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，僅部分構(gòu)件不能夠滿足要求，最大值為 65 mm。對地下室底板單塊板面的相對標(biāo)高進行測量，發(fā)現(xiàn)有個別底板存在一定的隆起，超過了相關(guān)規(guī)范允許值。對地下室底板的整體結(jié)構(gòu)相對標(biāo)高進行測量，測量的軸線位置和測量結(jié)果如圖1 所示，測量結(jié)果表明，所測量區(qū)域內(nèi)部分位置存在較明顯的隆起現(xiàn)象。

2.3 構(gòu)件裂縫及損傷情況檢查

對地下室各類結(jié)構(gòu)進行普查，發(fā)現(xiàn)部分框架柱和個別底板、地下室外墻存在開裂、破損的情況，裂縫寬度在 0.1～2.0 mm，其中，底板裂縫多分布于跨中區(qū)域；主樓之間的混凝土墻，在中部多呈豎向狀態(tài)，在靠近主樓的兩側(cè)，則多呈斜向狀態(tài)；框架柱裂縫呈水平形態(tài)，分布于柱頂和柱底。同時，多處砌體填充墻也因周邊框架的變形，出現(xiàn)了開裂、壓碎的情況?，F(xiàn)場情況如圖2～圖5 所示。

由于地板上浮，底板與柱腳交接部位會存在較大的內(nèi)力，為了檢測柱與底板、承臺連接處的內(nèi)部損傷情況，利用雷達探測儀在現(xiàn)場選取了 8 處連接部位進行了檢測，如圖6（a）、圖7（a）所示，圖中虛線表示雷達探測儀的測線位置。檢測結(jié)果表明，有 5 條測線存在輕微的孔洞、裂縫，如圖6（b）、圖7（b）所示。

圖2 地下室底板裂縫

圖3 框架柱裂縫

圖4 混凝土墻體裂縫

圖5 砌體填充墻開裂、壓碎

圖6 40 號測線位置及檢測結(jié)果（單位：mm）

圖7 66 號測線位置及檢測結(jié)果

3 加固處理方案

從檢測結(jié)果可以看出，受地下水位上升的影響，地下室結(jié)構(gòu)的部分構(gòu)件不能滿足抗反水壓承載力的要求，導(dǎo)致部分構(gòu)件發(fā)生了較為嚴重的破損，存在一定的安全隱患。為保證結(jié)構(gòu)安全和正常的使用功能，需對相應(yīng)構(gòu)件進行加固處理［1-3］。

3.1 構(gòu)件裂縫處理

對于混凝土墻、板上的裂縫，應(yīng)根據(jù)裂縫的深度采取不同施工工藝。對于未深入構(gòu)件的裂縫，可采取鑿除原有粉刷層，再用同等面層材料和顏色按常規(guī)方法進行粉刷的方法進行處理。對于寬度＞0.3 mm 且深入構(gòu)件的裂縫，應(yīng)采用注漿灌縫的方法進行處理，若裂縫位于預(yù)應(yīng)力板受力較大的部位，尚應(yīng)采用碳纖維加固，加固方法如圖8 所示。

3.2 地下室外墻加固

對于開裂的混凝土墻，可采用增大截面的方式進行加固，處理時首先要將混凝土表面進行鑿毛，再清理掉疏松、破損部位至堅實基層，對于存在較寬裂縫的部位，還需要先進行注漿處理。新增部分采用自密實混凝土灌實，澆筑過程中需采取措施保證氣體自由逸出［4-5］。加固方法如圖9 所示。

圖8 裂縫處理示意圖（單位：mm）

圖9 地下室外墻增大截面法加固（單位：mm）

3.3 框架柱加固

對強度不足和開裂較為嚴重的柱，也采用增大截面的方法進行加固，其基層及裂縫處理與地下室外墻加固類似。對于框架柱新增的縱向鋼筋，應(yīng)將端頭深入對應(yīng)樓板內(nèi)，并保證足夠的錨固長度。對于柱梁交接的部位，可采用 L 形鋼筋分別錨入兩個方向的梁內(nèi)，以保證節(jié)點強度。同時，為了滿足強柱弱梁的抗震構(gòu)造措施，在柱的端部還應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置箍筋加密區(qū)，本工程地下室抗震構(gòu)造措施的抗震等級為三級，加密區(qū)箍筋間距及加密區(qū)長度如圖10 所示。

4 結(jié) 語

近年來，由于設(shè)計的不合理“優(yōu)化”、盲目趕進度導(dǎo)致的施工質(zhì)量把控不嚴等因素，地下室結(jié)構(gòu)開裂的情況時有發(fā)生，而產(chǎn)生的裂縫的原因也有很多種，如不均勻沉降、地下室抗浮不足、混凝土收縮等。在處理此類質(zhì)量問題時，應(yīng)依據(jù)施工資料及裂縫的形態(tài)等進行分析，準(zhǔn)確判斷事故原因，方能選擇正確的處理方法。在本工程中，由于導(dǎo)致地下室結(jié)構(gòu)開裂的主要原因是地下室水位上升，因此，在加固工作開展前，還應(yīng)采取適宜的降水措施以減少反水壓力，減少構(gòu)件內(nèi)力，以控制裂縫的進一步發(fā)展。此外，在加固修繕未實施到位前，地下室頂部的土方回填、綠化、道路等還應(yīng)暫緩施工，為了防止地下室結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴重的變形，還應(yīng)在破損較嚴重的混凝土柱周圍設(shè)置臨時支撐措施。

圖10 框架柱增大截面法加固示意圖（單位：mm）