某地下室上浮原因分析及損傷鑒定

康修峰 （太和縣建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，安徽 阜陽(yáng) 236600）

0 前言

隨著我國(guó)的城市化水平穩(wěn)步提高，城市用地以及建筑空間需求問(wèn)題日益突出，開(kāi)發(fā)利用地下空間便成為日后城市發(fā)展過(guò)程中的必然趨勢(shì)。建設(shè)地下商場(chǎng)、地下車庫(kù)停車場(chǎng)等地下建筑物可適當(dāng)?shù)鼐徑庥玫鼐o張問(wèn)題，隨著而來(lái)的地下建筑物抗浮穩(wěn)定問(wèn)題值得我們密切關(guān)注。

1 工程概況

某框架地下室結(jié)構(gòu)，建筑長(zhǎng)、寬分別約為245m和136m，建筑面積約3.2萬(wàn)m2，目前主體結(jié)構(gòu)已完工。由于地下室局部上浮導(dǎo)致車庫(kù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)不同程度裂縫等損傷，為確保結(jié)構(gòu)安全，為此委托我站進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性檢測(cè)鑒定。

2 主要檢測(cè)內(nèi)容

①地下室上浮原因分析。

②1～16/N～P、24～28/N～P及14～23/B～F軸區(qū)域結(jié)構(gòu)安全性鑒定。

3 工程調(diào)查

3.1 工程地質(zhì)概況

該工程建設(shè)場(chǎng)地微地貌單元屬淮北沖積平原上剝蝕的河間地塊，本場(chǎng)地土屬中軟土，場(chǎng)地類別為Ⅲ類，建筑地段為可進(jìn)行建設(shè)的一般地段。場(chǎng)地土自上而下詳見(jiàn)表1?？辈靾?chǎng)地埋藏有上層滯水型地下水，上層滯水分布第①層雜填土底部，其來(lái)源主要是大氣降水和地表水徑流滲入補(bǔ)給，水位隨降水多寡而升降，勘察期間測(cè)得其靜止水位（17.42～17.63）m。

場(chǎng)地土概況 表1

3.2 地下室工程設(shè)計(jì)概況

該建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，抗震設(shè)防烈度為6度，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防分類為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限50年。基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)。該地下車庫(kù)采用平板式筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)持力層位于第③層粉質(zhì)粘土層上，基礎(chǔ)墊層為素混凝土。地下室建筑高度4.9m，底板面標(biāo)高-6.40m，地下水位設(shè)計(jì)標(biāo)高-1.68 m。設(shè)計(jì)底板采用混凝土結(jié)構(gòu)自防水，外側(cè)墻及頂板采用C35強(qiáng)度等級(jí)、P6抗?jié)B等級(jí)的防水混凝土。

3.3 地下車庫(kù)現(xiàn)狀

進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，地下室頂板均已覆土，但覆土層分布不均勻，地下室頂板回填土厚度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。工程于2017年8月停止降水工作，地下室地板上部300mm素混凝土已施工完畢，車庫(kù)排水溝積水較多。

3.4 裂縫的發(fā)現(xiàn)及處理

經(jīng)參建單位提供書(shū)面資料了解：施工單位于2013年9月承建該工程，按施工節(jié)點(diǎn)對(duì)周圍進(jìn)行降水工程時(shí)未見(jiàn)異常情況。地下室上部進(jìn)行回填土施工時(shí)，配電房位置未進(jìn)行回填，2017年8月4日施工單位停止降水，工程于2017年10月發(fā)現(xiàn)部分梁、板、柱及填充墻體構(gòu)件出現(xiàn)裂縫等損傷現(xiàn)象，并對(duì)部分頂板裂縫進(jìn)行封閉處理。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后在地下室底板鉆取3個(gè)泄壓孔排水降壓。

4 檢測(cè)結(jié)果

我站進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)前，施工單位已在地下室筏板鉆孔、排水降壓。我站在排水、降壓后的對(duì)地下室 1～16/N～P、24～28/N～P及14～23/B～F軸區(qū)域構(gòu)件損傷(裂縫等)進(jìn)行檢測(cè)。從對(duì)現(xiàn)有構(gòu)件普查檢測(cè)情況來(lái)看，被測(cè)區(qū)域因上浮因素造成的裂縫等損傷現(xiàn)象較嚴(yán)重。受損區(qū)域的板、柱、梁均有程度不等的裂縫分布，部分構(gòu)件甚至出現(xiàn)混凝土碎裂、剝落等現(xiàn)象。除地下室上浮因素造成的損傷外，被測(cè)地下室柱頂部位的施工冷縫較為明顯，施工縫中雜質(zhì)較多。各類構(gòu)件損傷情況詳述如下。

4.1 地下室柱

經(jīng)普查：被測(cè)區(qū)域框架柱存在裂縫等損傷。柱裂縫為分布于柱頭和柱根部位的豎向及斜向裂縫，實(shí)測(cè)裂縫寬度普遍在（0.30～0.60）mm。部分柱頭及柱底存在混凝土壓潰現(xiàn)象，柱主筋外露并銹蝕。

被測(cè)1～16/N～P軸區(qū)域框架柱柱頂壓潰區(qū)域大部分分布于東南角，柱底裂縫則分布于西北角；14～20/D～F軸柱頂壓潰區(qū)域大部分分布于西北角，柱底裂縫則位于東南角，14～20/B～C軸柱頂壓潰區(qū)域大部分分布于西南角，柱底裂縫則位于東北角。被測(cè)24～28/N～P軸區(qū)域框架柱柱頂均未見(jiàn)明顯受力裂縫，多為梁柱節(jié)點(diǎn)施工縫設(shè)置不當(dāng)造成的缺陷；被測(cè)14～23/B～F軸區(qū)域，21～23軸柱未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫損傷，柱損傷程度統(tǒng)計(jì)詳見(jiàn)表2。

柱構(gòu)件損傷程度統(tǒng)計(jì)表 表2

4.2 地下室頂梁

經(jīng)普查：被測(cè)范圍內(nèi)大部分梁面已粉刷，據(jù)向施工單位了解，粉刷均為裂縫出現(xiàn)之前粉刷，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)部分梁構(gòu)件存在裂縫，裂縫主要位于梁跨中部位呈豎開(kāi)展，裂縫由梁側(cè)延伸至底部，分布于梁兩側(cè)對(duì)稱開(kāi)展，實(shí)測(cè)裂縫寬度均在（0.10～0.20）mm。地下室頂梁裂縫分布未見(jiàn)明顯的分布規(guī)律。存在裂縫的梁構(gòu)件主要為17～18/P軸、17～18/(2/N)軸、17～18/(1/P)軸、11～12/N軸、14～15/(2/P)軸、15～16/(2/N)軸、16～17/P軸梁構(gòu)件，典型情況見(jiàn)圖1所示。

圖1 地下室框架梁裂縫分布示意圖

4.3 地下室頂板

由于板面已覆土，故從板底對(duì)頂板裂縫進(jìn)行普查。從板底觀測(cè)：被測(cè)區(qū)域頂板裂縫多位于現(xiàn)澆板跨中位置沿東西向及南北向直線開(kāi)展，少數(shù)裂縫位于梁邊沿直線開(kāi)展或沿柱角呈放射性開(kāi)展。裂縫長(zhǎng)度均較短，普遍分布于各現(xiàn)澆板之間，無(wú)明顯分布規(guī)律。現(xiàn)場(chǎng)從板底滲水情況判斷，裂縫已貫穿車庫(kù)頂板截面，檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)大部裂縫已進(jìn)行封閉處理，測(cè)得板底裂縫寬約在（0.10～0.20）mm之間，典型情況見(jiàn)圖2所示。

圖2 地下室頂板裂縫分布示意圖

4.4 地下室底板

檢測(cè)時(shí)由于底板已施工300mm素混凝土，從素混凝土板面觀察發(fā)現(xiàn)四塊較為明顯的底板裂縫，分別位于9～10/P～Q、24～25/P～Q、15～16/B～C、15～16/C～D軸，被測(cè)區(qū)域地下室裂縫總體趨勢(shì)主要為靠近主樓中間及地下室南側(cè)外墻裂縫較多，靠近主樓收斂。裂縫均沿筏板對(duì)角線斜向開(kāi)展，現(xiàn)場(chǎng)選取兩處裂縫取芯進(jìn)行觀察：底板結(jié)構(gòu)板面均出現(xiàn)裂縫，裂縫貫穿底板，測(cè)得裂縫最大寬度為0.20mm，典型情況見(jiàn)圖3所示。

圖3 地下室底板裂縫取芯現(xiàn)狀

4.5 地下室構(gòu)件施工質(zhì)量抽檢

4.5.1 混凝土強(qiáng)度

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)抽取的構(gòu)件測(cè)區(qū)表面用砂輪適度打磨剔除浮漿及表面不平處，同時(shí)盡量避開(kāi)模板縫及疏松層、蜂窩、麻面等存在外觀質(zhì)量缺陷的部位，采用回彈法對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果匯總見(jiàn)表3。

單個(gè)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果匯總表 表3

抽檢混凝土構(gòu)件現(xiàn)齡期混凝土抗壓強(qiáng)度推定值達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)要求。

4.5.2 框架柱鋼筋配置及截面尺寸檢測(cè)

隨機(jī)抽取部分鋼筋混凝土構(gòu)件，使用儀器對(duì)其鋼筋配置進(jìn)行抽檢，結(jié)果見(jiàn)表4。

柱鋼筋配置及截面尺寸抽檢結(jié)果 表4

抽檢框架柱縱向主筋根數(shù)、箍筋間距、截面尺寸滿足設(shè)計(jì)及驗(yàn)收規(guī)范要求。

4.5.3 梁鋼筋配置及截面尺寸檢測(cè)

采用鋼筋定位儀及鋼尺等對(duì)隨機(jī)抽取的框架梁鋼筋配置情況及截面尺寸進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。

梁鋼筋配置及截面尺寸檢測(cè)結(jié)果 表5

抽檢框架梁截面尺寸及鋼筋配置滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

5.1 驗(yàn)算依據(jù)

原設(shè)計(jì)施工圖、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)及主要規(guī)范[1-5]、標(biāo)準(zhǔn)[6-8]、規(guī)程[9]。

5.2 抗浮驗(yàn)算結(jié)果

采用結(jié)構(gòu)軟件PKPM2010，結(jié)合本站現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果及原設(shè)計(jì)圖紙經(jīng)結(jié)構(gòu)復(fù)核：地下室底板板頂標(biāo)高按設(shè)計(jì)-6.45m取值，按地下室頂板覆土厚度0m計(jì)算，地下車庫(kù)抗浮穩(wěn)定不符合規(guī)范要求。按地下室頂板覆土厚度1.2m計(jì)算，地下車庫(kù)抗浮穩(wěn)定性不符合規(guī)范要求。

6 結(jié)論及建議

①根據(jù)檢測(cè)、調(diào)查、結(jié)構(gòu)驗(yàn)算及損傷特征綜合分析，地下車庫(kù)產(chǎn)生上浮主要原因?yàn)榈叵萝噹?kù)局部抗浮承載力不符合規(guī)范要求造成的，并在水浮力作用下導(dǎo)致地下室局部上浮致部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件受損。

②根據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50292-2015）相關(guān)規(guī)定，結(jié)合構(gòu)件受損程度，本工程被鑒定子單元安全性等級(jí)評(píng)定為Cu級(jí)，顯著影響整體承載。建議及時(shí)采取可靠措施防止筏板基礎(chǔ)再次上浮，并對(duì)存在損傷的構(gòu)件進(jìn)行加固和補(bǔ)強(qiáng)處理。