1、地下室上浮成因及加固處理例析（發(fā)稿時(shí)間：2011-06-21  閱讀次數(shù)：5722）吳建青（義烏市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站  浙江·義烏  322000） 【摘  要】  地下室結(jié)構(gòu)施工過程中，由于基坑中的積水不能及時(shí)排除，當(dāng)水浮力超過結(jié)構(gòu)自身抗浮能力時(shí)，就容易導(dǎo)致地下室上浮，結(jié)構(gòu)受損。為此，本文將對(duì)地下結(jié)構(gòu)的上浮情況進(jìn)行分析和探討。【關(guān)鍵詞】  上浮  排水  裂縫 1 工程概況  

2、;  某公司廠房工程，框架結(jié)構(gòu)。地下一層，地上八層。地下室15(30A)F軸為52.29×37.66m，層高4.50m；上部15AF軸為52.29×18.36m，總高度為31.20m；(30A)軸進(jìn)深19.30m范圍以地下室為主，上部局部門廳構(gòu)架。該工程柱網(wǎng)尺寸：開間方向?yàn)?.60m、進(jìn)深方向約為6.007.60m。采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，持力層為泥質(zhì)粉砂巖。基礎(chǔ)構(gòu)造形式：柱下1600mm×1600mm×l400mm1200mm×1200mm×600mm基礎(chǔ)承臺(tái)；承臺(tái)間采用地梁(截面尺寸400mm×900mm4

3、00mm×700mm)連接；地梁間350mm厚混凝土底板。地下室外墻厚為300mm，框架柱截面尺寸為800mm×800mm600mm×600mm，框架梁為300mm×800mm250mm×700mm。樓板厚度：地下室頂板為160mm和250mm，地上樓層為120mm。地下室混凝土為C30S6防水混凝土，地上為C25混凝土，地下室在軸之間設(shè)800mm寬后澆帶。設(shè)計(jì)人員對(duì)上部無建筑物的31320A10A)軸間共13個(gè)柱基中每個(gè)柱基設(shè)4根32抗浮錨桿，每根錨桿設(shè)計(jì)抗拔力為240kN，當(dāng)時(shí)施工完成后由有資質(zhì)的檢測(cè)公司對(duì)于6根錨桿進(jìn)行抗拔力檢驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)論

4、為合格。2 施工情況及裂縫形成地下室底板混凝土于2009年10月23日澆筑完成，地下室墻柱、頂板梁板混凝土于2009年11月8日澆筑完成，主體框架結(jié)構(gòu)于2010年1月22日完成。2010年5月9日發(fā)現(xiàn)在(30A)之間(也就是純地下室部分)的地下室上浮。該部位地下室結(jié)構(gòu)和一、二層門廳結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)處發(fā)現(xiàn)多處較寬裂縫，裂縫最寬達(dá)0.8mm(見圖1)。據(jù)5月9日對(duì)該建筑物沉降觀測(cè)發(fā)現(xiàn)(3OA)軸上浮達(dá)3050mm。10日對(duì)基坑進(jìn)行抽水，水位從-0.45m降到-5.00m，地下室又基本回落至原來位置，梁、柱節(jié)。點(diǎn)的裂縫寬度又變小。3 上浮原因分析本工程地下室的基坑周圍巖土均是中等風(fēng)化

5、泥質(zhì)粉砂巖，透水性較差。由于地下室施工期間正值春夏交接季節(jié)，當(dāng)?shù)亟涤炅慷唷?月8日晚下暴雨，大量地表水流入基坑，原本基坑巖土透水性差，加上施工企業(yè)項(xiàng)目部未采取有效措施及時(shí)組織排水，導(dǎo)致雨水漫過A(3OA)軸地下室頂板。當(dāng)雨水的浮力大于地下室結(jié)構(gòu)自重和原設(shè)計(jì)抗拔錨桿力時(shí)，就把(3OA)A軸部分地下室上抬，進(jìn)而導(dǎo)致地下室和一、二層門廳的梁、柱節(jié)點(diǎn)發(fā)生開裂。對(duì)地下室結(jié)構(gòu)原設(shè)計(jì)抗浮力驗(yàn)算：(1)地下水位為：-0.45-5.00m，浮力為45.5kNm2；(2)結(jié)構(gòu)自重：底板厚0.35m，頂板厚為0.25m，0.60X25=15KN/m2。地梁：0.40×0.35×52.69

6、5;2。柱子：0.40×0.35×19.30×6。外墻：0.30×4.50×(52.69+19.30)以上結(jié)構(gòu)自重壓力為：160.21×25÷(52.69×19.30)=3.94kNm2。(3)原設(shè)計(jì)抗浮錨桿：52X240÷(52.69×19.30)=13.00kNm2原設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)自重壓力和抗浮錨桿抗浮力之和為31.94kNm2，小于暴雨時(shí)的地下浮力45.5kNm2，所以發(fā)生地下室局部上浮現(xiàn)象。4 結(jié)構(gòu)抗浮及裂縫處理的設(shè)計(jì)與施工根據(jù)工程現(xiàn)狀，結(jié)合工程類似經(jīng)驗(yàn)，決定在(3OA)A軸(上部

7、無房屋)地下室底板設(shè)置抗浮錨桿樁解決上浮問題；并對(duì)梁、柱節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行灌漿和碳纖維加固處理。4.1抗浮錨桿設(shè)計(jì)抗浮錨桿在115(3OA)A按地梁兩側(cè)布置，共設(shè)置128根錨桿。其中100根為雙桿聯(lián)接，由錨桿彎鉤搭接焊接連接，2l根為單桿聯(lián)接，錨桿彎鉤下墊400×400×20mm鋼板，由彎鉤與墊板焊接連接。錨桿采用132鋼筋，錨固體為中100mm，嵌入中等風(fēng)化巖大于3m，錨孔灌注C30細(xì)石混凝土。單根錨桿抗拔承載力設(shè)計(jì)為240kN。抗拔錨桿試驗(yàn)數(shù)量為6根。4.2錨桿施工錨桿工藝流程：施工準(zhǔn)備賬錨桿、墊板制作錨孔定位、編號(hào)鑿除底板面保護(hù)層混凝土鉆孔清空下桿錨桿彎鉤焊接灌孔質(zhì)檢

8、4.2.1錨桿、墊板制作(1)根據(jù)錨桿錨固長度及設(shè)計(jì)構(gòu)造要求，確定錨桿下料長度。錨桿錨固長度不小于3.0m。彎鉤緊壓底板上層鋼筋。下科長度為4.5m。(2)墊板為400mm×400mm×20mm鋼板，中間開35孔。(3)清除鋼筋表面的泥渣與鐵銹。4.2.2錨孔定位、編號(hào)對(duì)錨桿進(jìn)行編號(hào)，根據(jù)抗浮錨桿布置平面圖由測(cè)量員在底板面定位彈線，樁位偏差<20mm。4.2.3成孔在確定錨桿孔位后，用YXZ70型液壓錨桿鉆機(jī)鉆孔(邊加鉆桿邊加套管)，連續(xù)鉆孔后，開孔直徑為100mm以上。該成孔采用跟管鉆進(jìn)，并且利用空壓機(jī)產(chǎn)生的高壓空氣進(jìn)行排渣。達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，不得立即停鉆，穩(wěn)鉆12m

9、in，防止底端頭達(dá)不到設(shè)計(jì)的錨固直徑以及后來的灌漿充分。4.2.4清孔終孔后利用高壓空氣清除孔內(nèi)余渣，直到孔口返出之風(fēng)，手感無塵屑為止，避免孔內(nèi)沉渣存在，同時(shí)現(xiàn)場工程師及質(zhì)檢員進(jìn)行孔深檢測(cè)，錨孔偏斜度(不宜大于5)，符合要求后進(jìn)行下道工序施工。4.2.5下桿下錨桿桿體之前應(yīng)對(duì)桿體進(jìn)行全面檢查，在確認(rèn)無彎折、損傷、銹蝕等缺陷后，用鉆機(jī)或其他方式緩慢放入孔內(nèi)，使其居于孔中心位置。對(duì)于單聯(lián)桿錨桿，灌漿后稍往上提，放人墊板后再下至原來位置。4.2.6灌孔在孔口放置小漏斗，將C30細(xì)石混凝土緩慢注入孔內(nèi)，邊灌注邊輕輕震動(dòng)桿體鋼筋以振實(shí)細(xì)石混凝土。混凝土的灌注量不小于理論體積。4.2.7錨桿聯(lián)接雙桿聯(lián)接為

10、二根錨桿彎鉤搭接單面焊接，焊縫長度為600mm，單桿聯(lián)接為錨桿彎鉤與墊板貼焊雙面焊接，焊縫長度為400mm。4.2.8錨桿抗拔試驗(yàn)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)其中6根錨桿作抗拔試驗(yàn)。每根錨桿的豎向抗拔力均符合設(shè)計(jì)要求。4.2.9抗浮應(yīng)急措施為保證地下室在補(bǔ)打錨桿期間不上浮，特采取以下幾點(diǎn)措施：(1)已挖出坑側(cè)派專人負(fù)責(zé)進(jìn)行24小時(shí)水位觀測(cè)和抽排水。(2)在此位置磚砌一集水井，作為永久設(shè)施，在土方回填后作為水位觀測(cè)井和抽排水井。4.3梁、柱裂縫碳纖維加固設(shè)計(jì)根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場觀察情況及結(jié)合國家相關(guān)的規(guī)范，針對(duì)本工程實(shí)際情況采用以下處理方案：對(duì)出現(xiàn)的所有微細(xì)裂縫進(jìn)行壓力灌注膠修補(bǔ)裂縫處理；對(duì)重要承重柱進(jìn)行

11、碳纖維布環(huán)向圍束加固處理；對(duì)其余出現(xiàn)裂縫的梁采取增加u型箍和梁底貼碳纖維加固處理。4.4灌漿與加固施工4.4.1裂縫灌漿基層處理裂縫表面封閉、安設(shè)底座封閉裂縫灌漿拆除底座，恢復(fù)基層原狀。(1)用鋼絲網(wǎng)(刷)或磨光機(jī)清除裂縫周圍粉刷層，直至露出混凝土基層表面，用壓縮空氣將裂縫方向擦凈基層。(2)裂縫工作面清理干凈后，沿裂縫走向每間隔300mm設(shè)置一注漿底座，若裂縫走向復(fù)雜或分枝較多時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整底座間距。用結(jié)構(gòu)膠粘貼安設(shè)底座，使其中心對(duì)準(zhǔn)裂縫，并應(yīng)輕旋底座使之接觸密實(shí)。(3)用環(huán)氧膠泥將裂縫封嚴(yán)封死，貫穿裂縫兩面均要封閉，防止漏封。(4)根據(jù)現(xiàn)場情況和當(dāng)時(shí)氣溫進(jìn)行養(yǎng)護(hù)至環(huán)氧膠泥固化。(5)將注入

12、器裝上已調(diào)制好的灌注膠，并安裝在底座上，剛開始時(shí)可加壓一組彈力筋進(jìn)行低壓灌注。并觀察膠水注入情況(隨時(shí)準(zhǔn)備補(bǔ)入膠水)，在注漿后期裂縫內(nèi)膠水接近飽和時(shí)加壓兩至三組彈力筋并保持壓力使裂縫內(nèi)膠水充分飽滿。(6)膠水在常溫下養(yǎng)護(hù)72小時(shí)固化，然后清除注膠底座，并用環(huán)氧膠泥對(duì)安設(shè)底座的部分進(jìn)行再次封閉。4.4.2柱碳纖維布環(huán)向圍束、U型箍施工粘貼區(qū)域混凝土表層處理修補(bǔ)找平涂底膠粘貼碳纖維布施工質(zhì)量檢驗(yàn)表面防護(hù)。(1)根據(jù)設(shè)計(jì)圖要求在所需加固部位定位，劃好粘貼部位線，然后對(duì)混凝土表面進(jìn)行打磨處理，直至露出混凝土基層面。(2)混凝土表面凹下部位應(yīng)使用修補(bǔ)膠找平。(3)用吹風(fēng)機(jī)或吸塵器除盡混凝土表面的灰塵，丙

13、酮擦拭處理去除油污。將底膠甲、乙組分按說明書要求混合均勻。使用滾刷或毛刷均勻的涂抹至粘貼面。調(diào)好的底膠要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。當(dāng)指觸干時(shí)(常溫下35h)方可下步施工。(4)粘合劑甲、乙組分別按說明書要求混合均勻，使用刮板醮膠均勻的涂抹到混凝土粘貼面上及碳纖維布表面，涂刷量約600800gm2，將碳纖維布貼上，使用硬橡膠輥或塑料刮板反復(fù)碾壓，趕出氣泡，促使粘合劑滲透，底層膠充分滲透后刮涂上層膠，涂刷量約200gm2，往復(fù)刮涂使粘合劑滲入到彈性纖維中去，常溫下12h后，再使用硬橡膠或塑料刮板往復(fù)碾壓消除可能出現(xiàn)的浮動(dòng)或錯(cuò)動(dòng)，最后一層碳纖維布表面應(yīng)均勻涂刷一道面膠。(5)表面防護(hù)，碳布粘貼完后，表面需均勻?yàn)⒄骋粚訚崈舻纳傲１阌诜鬯ⅰ? 結(jié)束語本工程地下室經(jīng)加設(shè)錨桿處理后，根據(jù)每月的沉降變形觀測(cè)結(jié)果，未再產(chǎn)生結(jié)構(gòu)沉降不均勻的問題。建筑物地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)多考慮結(jié)構(gòu)自身的承載要求和地質(zhì)勘察報(bào)告中場地地質(zhì)及水文地質(zhì)條件的具體情況，來決定基礎(chǔ)的類型，但他們往往缺少對(duì)施工階段本地區(qū)外界自然條件與施工因素的思考。現(xiàn)實(shí)生活中，因異常氣候的暴雨排水措施不當(dāng)、基坑積留過多的混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)用水、基礎(chǔ)底板下采用統(tǒng)砂做墊層(易使基