1、1,2010年10月17日 黃山,地下室上浮后的檢測鑒定與加固處理,匯報人: 郭 楊 教授級高工,合肥市重點工程建設(shè)管理局技術(shù)開發(fā)項目（編號：2010CGAZ0181),2/27,4,前言,1,2,3,5,匯報提綱,6,工程概況及事故情況,地下停車庫局部上浮事故調(diào)查與檢測,地下停車庫上浮原因分析與結(jié)構(gòu)鑒定,結(jié)論及建議,地下停車庫的加固處理,3/27,1前言,隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，地下空間的開發(fā)成為城市發(fā)展的必然趨勢，地下建筑的抗浮問題也日益突出，抗浮設(shè)計水位的確定及合理選擇抗浮措施直接影響到地下工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性，工程實踐中，經(jīng)常發(fā)生因抗浮措施不當(dāng)引起地下室上浮的事故，我們結(jié)合工程實例，對

2、地下室上浮的原因進(jìn)行分析，并對地下室上浮后的結(jié)構(gòu)損傷鑒定與加固處理方法進(jìn)行探討。,4/27,2工程概況及事故情況,合肥市某新建小區(qū)地下停車庫為地下二層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積約15300m2，地庫基礎(chǔ)采用梁板筏基，工程于2007年10月22日開工，2008年4月20日主體結(jié)構(gòu)封頂，2008年8月27日后澆帶澆筑完畢后發(fā)現(xiàn)地下停車庫局部上浮，部分梁、柱及現(xiàn)澆板產(chǎn)生貫通裂縫，地下停車庫局部平面布置及板裂縫分布示意圖見圖1。,5/27,2工程概況及事故情況,圖1 車庫頂板結(jié)構(gòu)局部平面布置及板裂縫分布示意圖,6/27,2工程概況及事故情況,該工程建設(shè)場地土層自上而下依次為：1層雜填土，透水性強，層厚0.40

3、m3.00m；2層含淤泥質(zhì)雜填土，透水性一般，層厚0.50m3.20m；層粉質(zhì)粘土，透水性一般，層厚0.00m3.20m；層粘土，透水性一般，層厚0.50m4.20m；層粘土，透水性一般，層厚24.00m27.00m。地下停車庫底板位于層粘土，地下停車庫深度范圍內(nèi)無地下水，上層滯水主要分布在1層雜填土、2層含淤泥質(zhì)雜填土及層粉質(zhì)粘土中，水量與大氣降水、地表水聯(lián)系密切。場地內(nèi)無統(tǒng)一地下水位，勘探期間測得鉆孔內(nèi)靜止水位埋深0.7m2.0m，靜止水面標(biāo)高為25.34m27.48m，水位變化幅度約為25.0m27.8m。,7/27,該工程地下停車庫頂板頂面高程為26.75m，頂板澆筑完成后60天開始后

4、澆帶澆筑，并同時開始底板周圍密閉混凝土帶澆筑及回填土施工。設(shè)計要求在底板周圍采取密閉措施(寬、高不少于1.2m)，回填土每層厚度不超過300mm，分層夯實，壓實系數(shù)不少于0.93。實際施工時底板密閉混凝土帶改為三角形，寬度為墻板以外1000mm、高度為底板面以上600mm。,2工程概況及事故情況,8/27,3 地下停車庫局部上浮事故調(diào)查與檢測,（1）地下停車庫梁、柱及頂板裂縫形式及分布 板裂縫 現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)，地下停車庫頂板裂縫形式均為直裂縫及斜裂縫，其中直裂縫分布在板四周，J軸附近此類裂縫較多；斜裂縫主要分布在板中部。裂縫分布示意圖見圖1。裂縫均貫通板截面，明顯有滲水痕跡。選取裂縫數(shù)量較多、寬

5、度較大的負(fù)一層頂(10-(1/10)/(1/H)-J)軸板，用裂縫測寬儀在板底測得裂縫最大寬度為0.45mm。,9/27,3 地下停車庫局部上浮事故調(diào)查與檢測,梁裂縫 現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)，地下停車庫北部及東部邊跨梁有裂縫，且裂縫均分布在梁靠近邊柱一端，其余部位無裂縫。現(xiàn)場檢測共發(fā)現(xiàn)15道梁有裂縫，裂縫形式均為豎向直裂縫，大部分裂縫在梁兩側(cè)對稱分布，梁最外端一條裂縫形狀均為下寬上窄，而且寬度最大，其余裂縫形狀基本為中間寬、兩頭窄，用裂縫測寬儀測得裂縫最大寬度在0.70mm3.20mm之間。典型裂縫分布示意圖見圖2、圖3。,10/27,3 地下停車庫局部上浮事故調(diào)查與檢測,圖2 負(fù)二層坡道K軸梁裂縫分布

6、示意圖 單位：mm 圖3 負(fù)二層坡道J軸梁裂縫分布示意圖 單位：mm,圖3 負(fù)二層坡道J軸梁裂縫分布示意圖 單位：mm,圖2 負(fù)二層坡道K軸梁裂縫分布示意圖 單位：mm,11/27,3 地下停車庫局部上浮事故調(diào)查與檢測,柱裂縫 現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)，地下停車庫北部及東部邊跨有裂縫的柱數(shù)量較多，裂縫寬度及長度也較大，中間跨柱裂縫數(shù)量逐漸減少。所有柱裂縫形式基本相同，南側(cè)面裂縫分布在柱上部，為水平直裂縫，并與東、西側(cè)面裂縫連通，向斜上方開展；北側(cè)面裂縫分布在柱下部，也為水平直裂縫，并與東、西側(cè)面裂縫連通，向斜下方開展?，F(xiàn)場檢測共發(fā)現(xiàn)13根柱有裂縫，平面分布示意圖見圖1，典型柱裂縫示意圖見圖4、圖5。,12

7、/27,圖4 負(fù)一層9/L軸柱上部裂縫分布示意圖,圖5 負(fù)一層9/L軸柱下部裂縫分布示意圖,3 地下停車庫局部上浮事故調(diào)查與檢測,13/27,3 地下停車庫局部上浮事故調(diào)查與檢測,該柱裂縫最大寬度為0.58mm，東側(cè)面裂縫最大長度為400mm，西側(cè)面裂縫最大長度為450mm。在柱北側(cè)面選擇選擇一處裂縫，在裂縫最寬部位騎縫鉆取一個直徑為75mm的芯樣(鉆芯位置見圖5)，檢測裂縫深度，從取出的芯樣看，裂縫在距芯樣外表面200mm處向下偏離出芯樣，但鉆進(jìn)150mm時東、西兩側(cè)面裂縫部位均已滲水，因此柱裂縫深度應(yīng)與東、西側(cè)面裂縫長度相同。,14/27,（2）地下停車庫頂板板面標(biāo)高 現(xiàn)場檢測時在地下停車

8、庫(6-13)/(H-N)軸區(qū)域頂板面上布置了11處測點(測點平面布置示意圖見圖1)，用NA2型高精度水準(zhǔn)儀對觀測點標(biāo)高進(jìn)行測量，結(jié)果見表1。,注：檢測所用的水準(zhǔn)基點高程為0.0000m,3 地下停車庫局部上浮事故調(diào)查與檢測,15/27,3 地下停車庫局部上浮事故調(diào)查與檢測,（3）地面積水情況 現(xiàn)場查看時發(fā)現(xiàn)地下停車庫北側(cè)地面有大量積水，水面高度與頂板板面標(biāo)高基本一致。 基坑北側(cè)積水,16/27,4 地下停車庫上浮原因分析與結(jié)構(gòu)鑒定,（1）地下停車庫主體結(jié)構(gòu)抗浮計算 計算依據(jù) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001),2006版 建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2001),2008版 混

9、凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2002) 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB50007-2002) 中國建筑科學(xué)研究院PKPM系列軟件S-1模塊 抗浮計算結(jié)果 該工程地下停車庫底板位于第層粘土,該土層不含水，原則上不會使車庫產(chǎn)生上浮4，地下停車庫埋置深度范圍內(nèi)主要為地表水，因此本文僅從荷載角度對車庫抗浮水位高程進(jìn)行計算。,17/27,A、由PKPM豎向?qū)Ш煽傻媒Y(jié)構(gòu)恒載標(biāo)準(zhǔn)值為102942kN。 B、地下停車庫基礎(chǔ)采用梁板筏基，筏板厚度350mm，地梁的高度按平均值400mm計，筏板外挑面積共為3886.7m2，可得自重標(biāo)準(zhǔn)值：0.43886.725=38867kN，地下室總重：102942+388

10、67=141809kN。 C、上浮計算時地下室面積取混凝土墻內(nèi)面積：3610.7m2，由浮力平衡荷載可得(設(shè)需要水高為h米)：3610.7h10=141809，h=3.9m。 考慮地下室側(cè)板土的影響及其他因素的影響，取h=4.0m4.5m為地下室漂浮水位高度。 地下室底板底面標(biāo)高為-7.55m，以標(biāo)高為0.000m計，則地下水位在-3.05m-3.55m即可使地下室局部上浮。 D、按照原設(shè)計圖紙，底板外圍一圈密閉混凝土帶配重可增加抗浮水位0.2m，實際施工的混凝土帶可增加抗浮水位0.1m，二者相差不大，可忽略不計。施工時混凝土帶厚度及寬度減小，止水效果不滿足設(shè)計要求。,3 地下停車庫局部上浮事

11、故調(diào)查與檢測,18/27,（2）地下室上浮及裂縫成因分析 經(jīng)檢測分析，該工程地下停車庫底板底面標(biāo)高為-7.55m，該土層不含地下水，對車庫會產(chǎn)生上浮影響的主要是地表水滲入底板，由本文計算可知，地表水滲透造成地下水位大于抗浮水位，該工程地下停車庫梁、柱及頂板裂縫主要由于車庫局部上浮引起，裂縫成因分析如下： 車庫四周向上的浮力，使邊跨框架梁端部產(chǎn)生相對較大的剪應(yīng)力，相鄰框架梁端部也產(chǎn)生逐跨遞減的剪應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時，就會產(chǎn)生剪切裂縫。 頂板設(shè)計厚度為300mm，梁高1000mm，柱截面尺寸為550mm550mm，梁剛度明顯大于柱剛度，車庫周圍的上浮作用會對柱頂端產(chǎn)生水平推力，在柱兩

12、端產(chǎn)生剪切裂縫。 由于柱產(chǎn)生彎剪變形，使頂板邊緣與梁交接部位應(yīng)力相對集中，板四周易產(chǎn)生直裂縫。,3 地下停車庫局部上浮事故調(diào)查與檢測,19/27,（3）受損構(gòu)件的損傷評級 根據(jù)檢測結(jié)果和民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)(GB50292)判定，地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷評級如下： 地下室板：地下室一、二層頂現(xiàn)澆板大多裂縫寬度較小，呈不規(guī)則狀，其安全性等級綜合判定為Bu級。 地下室梁：地下室框架梁端部受剪產(chǎn)生剪切裂縫，裂縫寬度較大，影響結(jié)構(gòu)承載力，其安全性等級為Cu級。 地下室柱：地下室框架柱上浮后柱上、下兩端產(chǎn)生斜向剪切裂縫，裂縫寬度較大，存在安全隱患，其安全性等級為Cu級。,3 地下停車庫局部上浮事故調(diào)查與檢

13、測,20/27,5 地下停車庫的加固處理,根據(jù)地下停車庫的調(diào)查與鑒定結(jié)果，選擇泄水卸壓方案處理地下室上浮。 （1）地下停車庫泄水卸壓處理方案 增設(shè)泄水孔 在地下室底板增設(shè)一定數(shù)量的泄水孔，卸除底板水壓，使地下室恢復(fù)原受力狀態(tài)，泄水孔做法見圖6。,圖6 泄水孔示意圖,21/27,5 地下停車庫的加固處理,泄水照片,22/27,5 地下停車庫的加固處理,增設(shè)室外地坪防水層 為防止地表水繼續(xù)滲入地下室底板，在室外地面增加現(xiàn)澆混凝土地坪防水層，做法見圖7。 增設(shè)室外降水井 在地下停車庫四周設(shè)置室外降水井，降水井做法見圖8。,圖7 室外防地表水滲入示意圖,圖8 室外降水井示意圖,23/27,5 地下停車

14、庫的加固處理,（2）受損結(jié)構(gòu)加固處理 根據(jù)地下室板、梁、柱的損傷分級評定結(jié)果，選擇加固方案如下： 板裂縫：板裂縫寬度小于0.2mm采用改性環(huán)氧樹脂膠泥封閉，對縫寬小于0.3mm，先開槽填充裂縫，外面用兩層S玻璃纖維布加三層改性環(huán)氧樹脂處理，對縫寬大于0.3mm的裂縫用壓力注漿灌縫處理。 柱裂縫：柱裂縫先封閉或壓力注漿后，用兩層碳纖維布外包加固。 梁裂縫：梁側(cè)裂縫先封閉或壓力注漿后，在梁跨度范圍內(nèi)采用外包鋼板法加固。,24/27,5 地下停車庫的加固處理,（3）基礎(chǔ)注漿 為防止基礎(chǔ)持力層受水浸泡后承載力降低，現(xiàn)場對基底進(jìn)行注漿加固，采用單液水泥漿，水灰比為0.6，注漿壓力不小于0.8MPa，實際

15、注漿量宜根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。 （4）沉降觀測 板底泄水和基礎(chǔ)注漿過程中，應(yīng)加強地下停車庫的沉降觀測，防止出現(xiàn)過大的不均勻沉降，產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)損傷。,25/27,6 結(jié)論及建議,地下建筑設(shè)計的主要內(nèi)容是抗浮設(shè)計，本文所述案例中，地下停車庫上浮主要原因是施工期間降雨量過大，地表積水沒有及時排出，地下室肥槽回填不密實，地表水滲透到地下室底板從而在地下停車庫周圍形成一個局部連通的水力通道，造成地下室局部上浮，引起梁、板、柱結(jié)構(gòu)損傷，并產(chǎn)生一定的安全隱患?？偨Y(jié)本文的鑒定與加固處理過程，有以下幾點建議：,26/27,6 結(jié)論及建議,（1）地下室抗浮設(shè)計不能僅根據(jù)工程勘察報告提供的場地靜止水位確定抗浮水位，要綜合考慮建設(shè)場地環(huán)境及大氣降水對地下室抗浮的影響，對建筑面積較大的地下室，抗浮計算要兼顧整體抗浮穩(wěn)定和局部抗浮穩(wěn)定。 （2）施工期間應(yīng)及時排水，并做好防水處理措施，避免出現(xiàn)地下室回填土不實、止水措施不到位，地表水滲透到地下室底板，造成地下水位超過設(shè)防水位，引起地下室上浮。 （3）地下室上浮后應(yīng)重點查明