某商業(yè)建筑物地下車庫上浮原因分析

游 磊 周 強(qiáng)

（江蘇建科鑒定咨詢有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

某工程為多棟高層及商業(yè)組成，其中地下車庫A區(qū)（非人防）為地下一層框架結(jié)構(gòu)，地面以下埋深5.3m，基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)。該車庫正在進(jìn)行施工，尚未投入使用，由于連下數(shù)日大雨，監(jiān)理單位在施工過程中發(fā)現(xiàn)部分柱端存在混凝土裂縫、局部混凝土壓碎的現(xiàn)象、部分剪力墻存在裂縫。經(jīng)建設(shè)單位自查，存在上述情況的區(qū)域主要為（1/A-2）-（A-35）/（A-F）-（A-S）純地下室區(qū)域。為了解該地下室目前剪力墻、柱裂縫和損傷的成因及其對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性影響，受建設(shè)單位的委托，對該區(qū)域地下車庫進(jìn)行相關(guān)檢測鑒定。

1 地下室結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

地下汽車庫A 區(qū)基礎(chǔ)形式為天然地基上的筏板基礎(chǔ)，基底持力層為3層粉質(zhì)黏土（fak=250kPa）和5-1A層強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖（fak=260kPa）或5-1B層強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖（fak=280kPa），抗浮水位為室外地面標(biāo)高下0.5m；基底下用C15 素混凝土鋪筑100mm 厚墊層，筏板混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)為C40，板底鋼筋保護(hù)層厚度40mm，板面鋼筋保護(hù)層厚度20mm；柱、梁、頂板混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)為C30。

A區(qū)地下車庫混凝土澆注時(shí)間見表1。

表1 A區(qū)地下車庫混凝土澆注時(shí)間

2 地下室結(jié)構(gòu)裂縫損傷情況

目前發(fā)現(xiàn)的裂縫和損傷主要集中在柱和剪力墻，現(xiàn)場對該區(qū)域所有具備檢查條件的柱、剪力墻、地下室頂梁、地下室頂板的裂縫情況進(jìn)行普查，記錄裂縫數(shù)量、位置、走向等，繪制裂縫分布圖，并拍攝相關(guān)影像資料。柱裂縫主要為水平裂縫，最大裂縫寬度0.40mm，分布于混凝土柱、梁節(jié)點(diǎn)處，部分梁柱節(jié)點(diǎn)及柱角有混凝土壓碎現(xiàn)象；剪力墻為縱向裂縫，最大裂縫寬度0.30mm；頂板裂縫形態(tài)不一，最大裂縫寬度0.20mm。柱、剪力墻、板典型裂縫見表2。

表2 柱、剪力墻、板典型裂縫

3 地下室構(gòu)件裂縫損傷原因分析

3.1 構(gòu)件施工質(zhì)量檢測

3.1.1 構(gòu)件變形檢測

現(xiàn)場對該車庫選取部分構(gòu)件，采用全站儀結(jié)合線錘對其現(xiàn)澆板、混凝土梁的撓度以及柱傾斜進(jìn)行檢測，所測梁板構(gòu)件的撓度均符合驗(yàn)收規(guī)范的要求；所測部分柱構(gòu)件的傾斜不符合驗(yàn)收規(guī)范的要求。

3.1.2 構(gòu)件截面尺寸檢測

現(xiàn)場抽取部分混凝土構(gòu)件，采用鋼卷尺對其截面尺寸進(jìn)行檢測，所測構(gòu)件的截面尺寸均符合設(shè)計(jì)圖紙及驗(yàn)收規(guī)范的要求。

3.1.3 構(gòu)件鋼筋配置檢測

現(xiàn)場抽取部分混凝土構(gòu)件，采用鋼筋位置探測儀檢測鋼筋配置，所測構(gòu)件的鋼筋配置均符合驗(yàn)收規(guī)范的要求。

3.1.4 構(gòu)件保護(hù)層厚度檢測

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，該區(qū)域所測混凝土柱縱向鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值為28mm，所測混凝土梁縱向鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值為30mm，混凝土板和剪力墻鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值為15mm?，F(xiàn)場抽取部分混凝土構(gòu)件，采用鋼筋位置探測儀檢測混凝土構(gòu)件保護(hù)層厚度，所測極少數(shù)構(gòu)件的保護(hù)層厚度不符合驗(yàn)收規(guī)范的要求。

3.1.5 抗浮能力驗(yàn)算

根據(jù)甲方提供的巖土工程勘查報(bào)告和檢測結(jié)果及相關(guān)規(guī)范要求，對地下車庫抗浮進(jìn)行驗(yàn)算。設(shè)計(jì)圖紙顯示抗浮設(shè)計(jì)水位為室外地面以下0.5m，根據(jù)甲方提供的抗浮設(shè)計(jì)計(jì)算書（原設(shè)計(jì)單位計(jì)算），本次檢測區(qū)域自重可滿足抗浮要求。

根據(jù)甲方提供的關(guān)于地下室柱損壞的情況說明材料反應(yīng)，2018年12月28日上午監(jiān)理單位總監(jiān)發(fā)現(xiàn)地下車庫A區(qū)（1/A-2）-（A-35）/（A-F）-（A-S）軸區(qū)域部分柱頭受損，事發(fā)時(shí)間段測量的水位標(biāo)高為11.2m，（1/A-2）-（A-17）/（A-F）-（A-S）軸區(qū)域底板板面標(biāo)高為8.75m，事發(fā)時(shí)頂板上部未進(jìn)行覆土，經(jīng)了解事發(fā)時(shí)地下車庫周邊已停止降水，事發(fā)后立即通知施工單位現(xiàn)場負(fù)責(zé)人進(jìn)行抽水?？紤]現(xiàn)場實(shí)際情況，本次選取(（1/A-2）-（A-17）/（A-F）-（A-S）軸損傷較嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。

計(jì)算相關(guān)參數(shù)：柱網(wǎng)：5.3m×5.75m；柱截面：400mm×400mm；梁截面300mm×675mm；頂板厚400mm；底板厚400mm；柱墩2000mm×2000mm，柱墩厚700mm。

經(jīng)計(jì)算，水浮力F1=(11.2-8.75+0.4)×10=28.5kN/m2，混凝土構(gòu)件自重F2=21.69kN/m2，F(xiàn)2/F1=21.69/28.5=0.761＜1.05，自重不滿足抗浮要求。

3.2 裂縫原因分析

根據(jù)非人防地下汽車庫《地基基礎(chǔ)及地下室工程施工圖設(shè)計(jì)說明》第1.6條：地下室施工時(shí)應(yīng)人工降低地下水位至基礎(chǔ)坑底下500mm，停止降水條件為：地下室頂板覆土施工結(jié)束，場地排水系統(tǒng)已能正常排水。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，事發(fā)時(shí)間段本次檢測區(qū)域地下車庫周邊已停止降水，但地下室頂板尚未進(jìn)行覆土施工，不符合設(shè)計(jì)說明要求。

根據(jù)抗浮計(jì)算分析，事發(fā)時(shí)間段結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重已不能滿足抗浮要求。

根據(jù)所測混凝土構(gòu)件強(qiáng)度、鋼筋配置、截面尺寸及損傷情況綜合分析，本次所測區(qū)域混凝土柱、剪力墻構(gòu)件損傷主要是由于上浮引起構(gòu)件薄弱部位出現(xiàn)裂縫或壓碎現(xiàn)象，所測區(qū)域混凝土頂板板底裂縫主要是由于混凝土自身收縮引起。

4 裂縫對構(gòu)件的安全性影響分析

根據(jù)損傷檢測結(jié)果，本次所測范圍發(fā)現(xiàn)48個(gè)混凝土柱構(gòu)件和1個(gè)混凝土剪力墻構(gòu)件存在裂縫，本次所測地下室頂板普遍存在不規(guī)則裂縫。

根據(jù)混凝土柱裂縫形態(tài)及位置，混凝土柱構(gòu)件裂縫普遍存在于柱頂二次澆注的接縫處，接縫處普遍存在混凝土澆筑不密實(shí)有夾渣現(xiàn)象，其中（B-6）/（B-A）軸、（A-6）/（A-S）軸、（A-6）/（A-R）軸、（A-8）/（A-P）軸、（A-4）/（A-P）軸、（A-4）/（A-N）軸、（A-6）/（A-N）軸、（A-27）/（A-P）軸和(A-20）/(A-H）軸在接縫處柱角存在壓碎現(xiàn)象。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50204-2015）表8.1.2：“構(gòu)件主要受力部位有夾渣及連接部位有影響結(jié)構(gòu)傳力性能的缺陷屬于嚴(yán)重缺陷”，故本次檢測發(fā)現(xiàn)的48 個(gè)混凝土柱二次澆注接縫處混凝土不密實(shí)有夾渣和壓碎現(xiàn)象對構(gòu)件的安全性產(chǎn)生影響，安全性評定為cu。

根據(jù)混凝土剪力墻裂縫形態(tài)及位置，剪力墻裂縫為非受力裂縫，所測裂縫表面最大寬度為0.30mm，未超過《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010-2010）（2015 版）表3.4.5最大裂縫寬度0.30mm 的限值（一類環(huán)境類別），故目前剪力墻裂縫對構(gòu)件安全尚不產(chǎn)生影響，安全性等級(jí)評定為bu級(jí)，對耐久性存在一定影響。

根據(jù)地下室頂板裂縫形態(tài)及位置，地下室頂板板底裂縫為非受力裂縫，多為貫穿裂縫已出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，所測裂縫表面最大寬度為0.20mm，未超過《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010-2010）（2015版）表3.4.5最大裂縫寬度0.20mm 的限值（一類環(huán)境類別），故目前地下室頂板裂縫對構(gòu)件安全尚不產(chǎn)生影響，安全性等級(jí)評定為bu級(jí)，對耐久性存在一定影響。

5 結(jié)束語

根據(jù)檢測及鑒定結(jié)果，針對存在的問題，建議請有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位、施工單位對混凝土柱、剪力墻和頂板進(jìn)行相應(yīng)的加固處理，以保證后續(xù)車庫的安全使用。

根據(jù)上述檢測鑒定案例，為保證地下車庫的施工質(zhì)量和安全，應(yīng)重視地下室抗浮設(shè)計(jì)和抗浮施工措施，嚴(yán)格按照規(guī)范和設(shè)計(jì)圖紙的要求去施工，保證該類事件不再發(fā)生，減少經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)負(fù)面影響。