某地庫底板施工階段上浮原因分析及處理

1、某地庫底板施工階段上浮原因分析及處理摘要】文章通過對某工程地庫施工階段底板上浮處理實例，分析底板上浮原因， 并提出了處理方案措施，可供今后類似地下結(jié)構(gòu)體的設(shè)計、施工借鑒參考?！娟P(guān)鍵詞】地庫底板；施工階段；上?。惶幚斫陙?，隨著城市發(fā)展建設(shè)的需要，為節(jié)約土地合理利用地下空間，改善小 區(qū)車位少停車煩的問題，住宅類項目地下停車庫建設(shè)越來越普及化，但由于設(shè)計 及施工等方面影響因素較多，考慮得不夠全面，地下車庫底板在施工階段易出現(xiàn) 局部上浮現(xiàn)象。本文通過某工程實例，對地庫底板施工階段上浮進行了分析并提 出了處理方案。1工程概況及上浮變形情況某工程項目，由9幢高層住宅、2幢多層商業(yè)樓，多幢單層配套用房，以

2、及 地下1層停車庫組成?？偨ㄖ娣e約19.5萬皿，地下總建筑面積約4.2萬皿（地 下停車庫建筑面積約3.5萬皿）。該項目所有地上建筑均位于地下停車庫上方。 地下停車庫為全埋式地下結(jié)構(gòu)，總體呈南北向長方形，南北向總長421m，東西 向北側(cè)總寬102.8m，南側(cè)總寬65.4m，層高4.1m，原設(shè)計上部覆土厚度1.5m。該工程地上主體結(jié)構(gòu)施工完成，正處于外立面及室內(nèi)裝飾施工階段，室外總 體暫未開始施工，地庫頂板上暫未覆土。16年5月，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)地下停車庫中部局 部底板起拱上浮變形，最大拱起變形約150mm，地庫室內(nèi)墻體和柱頂多處開裂。 2工程場地地質(zhì)情況及結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)地勘報告，本場地地貌屬濱海平原類型

3、，自然地面標(biāo)高在4.0m至4.2m 之間，該場地實測地下水位埋深為0.35m至1.10m，地下水對混凝土有微腐蝕性， 按不利條件地下水位分別取高水位埋深0.5m，低水位埋深1.5m。地庫抗拔樁設(shè) 計樁頂絕對標(biāo)高-0.6m，位于1層粉質(zhì)粘土層。本工程土層分布情況及滲透系 數(shù)詳見表1。表1土層分布情況及滲透系數(shù)該工程基本采用直徑700水泥攪拌樁重力式擋土墻進行基坑圍護，局部采用 直徑600鉆孔灌注樁加固，基坑開挖深度基本為5m左右。地下停車庫為全現(xiàn)澆 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，底板厚600mm （板頂標(biāo)高-5.9m），頂板厚250mm （頂板 標(biāo)高-1.8m）。地下車庫剖面情況見附圖1。主要柱網(wǎng)尺寸為8

4、.4mx8.4m，主要柱 界面尺寸為650mmx650mm，主要主梁截面尺寸為600*950mm、600*900mm， 主要次梁截面尺寸為400*750mm、400*700mm。地下結(jié)構(gòu)外墻厚度350mm，底 板暗梁2250*800mm。地下結(jié)構(gòu)設(shè)計混凝土強度等級均為C35，防水等級P6。地 下停車庫采用預(yù)制鋼筋混凝土抗拔方樁，樁長18m，樁截面300*300mm，設(shè)計 單樁豎向抗拔承載力設(shè)計值210KN （極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值420KN）。3上浮變形驗算及原因分析地下停車庫開裂損傷主要表現(xiàn)為中部B區(qū)柱頂開裂和混凝土壓碎損傷，以及 該區(qū)域加氣混凝土砌塊填充墻的開裂和粉刷層脫落；個別柱子頂部產(chǎn)生

5、了水平裂 縫；個別主體結(jié)構(gòu)與地下停車庫結(jié)構(gòu)相交處頂部混凝土梁和混凝土腋角處出現(xiàn)豎 向裂縫；柱頂損傷以一側(cè)或相鄰兩側(cè)產(chǎn)生水平裂縫為主，部分柱頂同一側(cè)產(chǎn)生多 條水平裂縫，少數(shù)柱頂角部混凝土被壓碎。另外，由于地下停車庫三個結(jié)構(gòu)單元之間的相對唯一變形，導(dǎo)致了地面以上 橫跨伸縮縫的樓梯間入口的鋼筋混凝土擋土墻豎向開裂，裂縫穿透墻體。填充墻 體損傷以產(chǎn)生斜裂縫和水平裂縫為主，而且多數(shù)是墻面粉刷層裂縫，并未穿透墻 體；局部開裂嚴(yán)重處產(chǎn)生了X形裂縫，局部墻面粉刷層大面積脫落?，F(xiàn)場對地下停車庫底板和框架柱的混凝土強度進行取芯測試，三個結(jié)構(gòu)單元 共取混凝土芯樣18個，每個結(jié)構(gòu)單元底板和柱芯樣各3個。芯樣進行實驗室

6、混 凝土抗壓強度檢測：柱混凝土強度代表值41.1MPa，底板混凝土代表值37.1MPa。 可見，本工程混凝土強度基本達到原設(shè)計混凝土強度等級C35的要求。委托專業(yè)單位采用現(xiàn)行國家通用設(shè)計軟件PKPM對地下結(jié)構(gòu)進行建模分析， 計算不同工況下（地下停車庫上方無覆土和有覆土）樁基受力情況，地下停車庫 底板受力和變形情況。情況一：結(jié)構(gòu)已完成，地下車庫頂板上尚未覆土，基坑降水已停止，取地下 水位在地下停車庫頂板標(biāo)高以下0.5m。經(jīng)建模計算，個別區(qū)域地下車庫的樁基礎(chǔ) 最大受拔力達280KN、305KN、306KN?？梢姡鲜鰠^(qū)域樁基反力均已超過樁基的 單樁抗拔承載力設(shè)計值（210KN），說明這部分樁基存在

7、安全隱患。情況二：整個小區(qū)處于正常施工期間，地下車庫頂板上已覆土，地下水位取 地面以下0.5m。經(jīng)建模計算，地下車庫普遍區(qū)域樁基的最大受拔力為63KN、 84KN、121KN，未超過樁基的單樁抗拔承載力設(shè)計值（210KN）；其他區(qū)域的樁 基為抗壓狀態(tài)。1）根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果和地下停車庫結(jié)構(gòu)受力與變形分析，本工程地下停車庫 結(jié)構(gòu)混凝土強度基本達到原設(shè)計C35強度等級的要求；在當(dāng)前情況下（地下停車庫 上方未覆土，底板上方未澆筑300厚素混凝土構(gòu)造層，按照不利地下水位（頂板標(biāo) 高也即目前室外地坪標(biāo)高下方0.5m）計算，地下停車庫樁基礎(chǔ)的受拔力均已超過 單樁抗拔承載力設(shè)計值（210KN），且個別區(qū)域局部

8、樁基礎(chǔ)受拔力甚至超過了單樁抗 拔極限承載力（420KN）。因此，當(dāng)前情況下的地下停車庫結(jié)構(gòu)的確存在抗浮安全隱 患。若遇雨季地下水位較高時，地下停車庫結(jié)構(gòu)容易由于抗拔樁承載力嚴(yán)重不足 而上浮變形甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。2）本工程地下結(jié)構(gòu)施工時留有相對較均勻布置的后澆帶，而且在主體結(jié)構(gòu)封 頂前一直未進行后澆帶封閉施工，地下結(jié)構(gòu)周邊的地下水通過后澆帶流入集水坑 內(nèi)而被排出，此階段地下結(jié)構(gòu)幾乎不受水浮力作用。直至16年3月，后澆帶施 工全部完成后，室外地下水位不斷升高，地下結(jié)構(gòu)所受水浮力也不斷增大，再遇 雨后地下水位上升加快，導(dǎo)致地庫上浮發(fā)生。3）本工程原設(shè)計要求在地下停車庫上部覆土完成后，才允許停止地下降

9、水作 業(yè)不盡合理：一是根據(jù)設(shè)計要求，本工程所設(shè)的沉降后澆帶應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)封頂 之后再進行澆筑，而后澆帶養(yǎng)護28天后才能進行地下停車庫頂板防水處理和上 部覆土，這一過程時間較長，而本工程的地質(zhì)條件（也是上海地區(qū)常見的地質(zhì)條件） 長期進行輕型井點降水的后期效果較差；二是本工程臨近地鐵安全保護區(qū)，地庫 西北角還在軌道交通安全保護區(qū)范圍內(nèi)，長期降水對臨近的地鐵工程也很不利； 另外，地下降水作業(yè)也影響上部結(jié)構(gòu)的正常施工，會帶來現(xiàn)場施工諸多不便。4上浮變形及加固處理措施本工程在當(dāng)前施工階段情況下，地下停車庫樁基礎(chǔ)的受拔力大部分已超過單 樁抗拔承載力設(shè)計值，局部樁基礎(chǔ)受拔力甚至超過了單樁抗拔極限承載力，地下

10、停車庫結(jié)構(gòu)存在抗浮安全隱患，局部情況比較危險，必須盡快采取進步措施防止 地下停車庫結(jié)構(gòu)上浮。而本工程在正常使用狀態(tài)下，地下停車庫大部分區(qū)域樁基 礎(chǔ)并不處于受拔狀態(tài)，局部受拔樁的受拔力也均小于單樁抗拔承載力設(shè)計值，個 別在正常使用狀態(tài)下樁基礎(chǔ)并不產(chǎn)生受拔力。地下停車庫局部柱頂開裂和壓碎影 響結(jié)構(gòu)構(gòu)件的后續(xù)正常使用和承載能力，需予以加固處理；填充墻體開裂和墻面 粉刷層脫落，影響使用和美觀，也需予以修復(fù)處理。綜合上述情況，結(jié)合本工程目前進度狀況和現(xiàn)場實際情況，加固處理措施如 下：1）對在當(dāng)前情況下地下停車庫樁基礎(chǔ)受拔力超過其設(shè)計承載力的區(qū)域，均在 底板上進行鉆孔泄水，孔徑100mm，并對所鉆泄水孔的

11、有效性進行檢查，確保每 個區(qū)域不少于1個有效泄水孔，水導(dǎo)流就近排至排水溝或集水井。（該處理措施 實施5天后，觀測上浮量回落達90%）2）地庫頂板上部有條件的區(qū)域盡快覆土，待地下停車庫上部覆土完成后再對 泄水孔進行封閉處理，泄水孔采用水玻璃融合快硬水泥雙組材料對孔洞底部進行 密室處理，直至無明水涌出，然后向孔內(nèi)灌入30mm厚滲透結(jié)晶型防水涂料，觀 察24小時后，如不滲漏采用C40P6微膨脹混凝土對孔洞進行封堵密實。3）盡快澆筑地下停車庫結(jié)構(gòu)底板上方原設(shè)計要求的300mm厚素混凝土構(gòu)造 層，以增加地下結(jié)構(gòu)配重和抗浮能力。澆筑構(gòu)造層時應(yīng)在內(nèi)部埋設(shè)導(dǎo)流管將上述 所開設(shè)的泄水孔引出的地下水排入附近的集水

12、坑內(nèi)。4）地下停車庫局部柱頂壓碎處，鑿除表面浮松的混凝土并洗凈表面浮灰后， 采用高強無收縮灌漿料進行澆筑修復(fù)王詩強.包角鋼法在建筑加固改造中的應(yīng) 用J.山西建筑,2011,31（21）:41-42.作者簡介：陶冬生（1985-），男，江西九江人，本科，工程師，從事土建工程施 工管理工作。，養(yǎng)護并干燥后再用2層碳纖維布箍進行包覆處理；地下停車庫局部柱頂開裂 處，采用1層碳纖維布箍進行包覆處理；對于局部開裂的地下停車庫上部腋角和 混凝土梁，采用環(huán)氧樹脂膠灌縫。5）地下停車庫局部填充墻體開裂處，采用水泥漿灌縫后，表面覆以鋼絲網(wǎng)片， 再進行粉刷處理；地下停車庫局部填充墻體表面粉刷層脫落處直接進行粉刷修復(fù) 處理。6）加強觀測地下停車庫的上?。ɑ虺两担┪灰魄闆r，如有異常及時聯(lián)系匯報， 以便及時分析處理。5結(jié)語1）該工程地下車庫底板上浮事件處理距今近4年時間，根據(jù)日常觀測情況， 變化量不大，