地下室上浮事故原因分析及加固施工技术

1、地下室上浮事故原因分析及加固施工技术佛山市顺德区新景建筑工程有限公司 广东佛山528000摘要：木文主要针对地下结构的上浮及加固施工展开了探讨，通过结合 具体的工程实例，对结构上浮的原因作了系统的分析，并给出了一系列相应有效 的施工技术，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。关键词：地下室；上浮原因；加固施工随着我国城市建设的进一步发展，地下空间的应用越来越为广泛。但是 由于存在着设计施工等方面的不足，导致地下结构会出现上浮的问题，严重影响 着地下空间的施工。因此，我们需要认真分析地下结构上浮的原因，采取有效的 技术做好加固。基于此，本文就地下结构的上浮及加固施工进行了探讨，相信对 有关

2、方面的需要能有一定的帮助。1工程及破坏概况某商业广场地下一层车库，层高3.6m,建筑面积约1万m2,地上无建 筑；框架结构，基础由底板与承台地梁及预应力ptc400 (55) a管桩组成，桩 长27m,桩端持力层为可塑状粉质粘土；底板厚400mm,顶板厚250mm,框架 柱截面 400mm×400mm，间距 7.8mm× (5.48.4) m,框架梁截面 300mm×700mm,外墙厚300mm,建于20世纪末。2013年10月在"菲 特”台风暴雨连续5d作用下，产生地下车库上浮破坏，最大上浮量286mm位 于中心区。框架柱

3、、梁和底板及外墙与内填充墙均产生裂缝，其中以框架柱的破 坏裂缝最显著：柱脚和柱顶多为斜向剪切裂缝，局部有水平裂缝及竖向裂缝，最 大裂缝宽20mm,部分裂穿截面，严重者柱体错位、混凝土剥落、钢筋外露；外 墙多斜向裂缝且有渗漏。2地下室上浮事故原因分析2.1地下水位估计不足基于该工程的设计使用年限为25年，而“菲特”台风暴雨属于罕见的 50年一遇的特大雨水，在暴涨地下水作用下的上浮荷载超出了设计的地下车库 自重、冋填土自重及抗拔管桩承载力之和。2.2设计的管桩抗拔承载力过小地下车库承台多数为单根预应力管桩ptc400 (55) a长27m,少数为 双桩承台，基桩多数侧面为淤泥质粘土，单桩抗拔承载力

4、特征值偏低，未考虑特 殊气候下的不利因素。顶板顶面的冋填土和广场混凝土地坪的自重荷载不足以抗 浮。2.3施工中管桩接头的焊接缺陷桩基中每根预应力管桩均由2节组成，工人在管桩端帽箍处焊接吋，存 在焊缝不饱满等因素致使接头的焊接质量难以保证，接桩处成为预应力管桩的薄 弱环节。在地下水浮力作用下，容易在接头处断开，导致桩基抗拔承载力下降。地下车库结构自重周边大于中心区，加之周边土体摩阻力作用，造成中 心区上浮度最大，符合地下车库结构裂缝破坏的迹象。3加固方法综述针对该地下结构的破坏性状和上浮原因，采用井点降水，基础设置注浆 式抗浮锚杆，底板裂缝注浆及加厚面层混凝土，框架柱视裂缝破坏的轻重分别釆 用增

5、大截面法、粘贴碳纤维织物及外包型钢法，外墙裂缝注浆且嵌填环氧砂浆及 渗漏裂缝粘贴碳纤维织物等综合式加固方法。加固施工工艺总体流程：临吋支撑→井点降水→施工抗浮锚杆 →框架柱加固→墙体加固→底板加厚加固→填充墙砌筑→检查 验收。加固施工的关键技术叙述如下。4临吋支撑和井点降水对破坏较为严重的柱子，采用钢管φ377×12 (上下端焊钢板) 临时支撑住柱顶的框架梁，使柱顶荷载通过钢管传递至基础梁，钢管下端采用楔 形钢板垫紧后起托换作用，临时

6、钢管支撑在柱子加固的灌浆料强度达到80%后方 可拆除。在底板上每柱距内凿洞作出降水井点，部分利用φ150mm的锚杆孔， 采用真空泵将地下水抽干，使地下结构基本恢复原位。井点降水直至地下结构全 部加固完毕，方可拆除。5抗浮锚杆施工5.1抗浮锚杆构造抗浮锚杆采用浆囊袋注浆锚杆，长为24m,锚杆筋为132,锚固段进入 可塑状粉质粘土层，φ150mm,在钻成孔后采用加浆囊袋及扩孔注浆施工工 艺形成大直径反竹节形土层锚杆，注浆扩孔后直径不小于250mm,能有效增大 锚杆体与土层间的摩阻力，见图1。钻孔深度人于锚杆设计长度0.5m。锚杆主筋 132连接采用套筒连接，每间隔2

7、m设置一个对中支架，钢筋应平直无锈并予以 镀锌，套筒连接处应涂刷防锈漆。注浆管和浆囊袋应与锚杆筋在束腰处绑扎牢固。 浆囊袋由土工布制作，并有一定强度，长度l二锚杆总长-0.6mo图1浆囊袋锚杆纵剖面示意5.2抗浮锚杆施工工艺流程主筋制作→钻孔→主筋和注浆管及浆囊袋组合体置入孔内→ 注浆(二次注浆)→封孔→养护&rarr涨拉、锁定→螺帽拧紧焊封→ 抗拔试验→大面积施工锚杆→底板面层混凝土浇筑。单根锚杆抗拔承载力特征值rt=120

8、kn，试验的抗拔极限承载力rut=240kno5.3抗浮锚杆施工要点(1) 采用地质钻机钻孔，泥浆护壁，淤泥质土软弱土层中锚杆成孔宜 采用慢转速钻进，尽可能减少钻进过程中对锚固地层的扰动。(2) 注浆浆液为m30水泥砂浆，水泥采用p42.5普通硅酸盐水泥，每 根锚杆的水泥用量不少于1t,灰砂比0.54 0.8,细骨料选用中砂，水泥砂 浆应搅拌均匀，随拌随用，一次拌料在初凝前用完。二次注浆采用水灰比0.45 0.5的纯水泥浆。(3) 应采用低压多次注浆工艺，注浆须慢速进行，稳压注浆应持续2min 以上。注浆量应根据浆囊袋的大小和长度计算，注浆压力0.5o.smpa不大于 1.5mpa,防止注爆浆

9、囊袋，二次注浆管的出浆m500mmo注浆后的锚杆呈反竹 节形，竹节4000mm，见图1。主筋采用32,套筒连接，上端部连接 240mm×240mm×12mm厚钢板作锚板，张拉锁定后，底板面层钢筋 帮条式焊接。(4) 应在锚杆锚固段强度大于15mpa后，方可进行张拉，锚杆应张拉 至120kn,稳定15min,再卸荷至30kn锁定。锚杆筋上端穿岀钢板，螺帽拧紧 后焊封。图2增大柱截面6加固框架柱施工针对框架柱不同的破坏程度，分别按下列三种加固方法施工。6.1增大截面法施工(1) 对于严重破坏的框架柱，采用增大截面法加固，即原截面 400mm&time

10、s;400mm增人为560mm×560mmo凿除受损严更部分全截面 混凝土，保留原柱主筋，新设20 22主筋，新增复合箍筋φ10100,见图2。 柱下部受损较轻部位凿除保护层，增设主筋及复合箍。(2) 柱主筋上、下端分别与预先植入顶板、承台的同直径植筋焊接， 焊缝长度10d。植筋要求见文献。(3) 搭设模板支架，从柱顶压力灌入微膨胀抗压强度c50级混凝土灌 浆料。混凝土灌浆料采用以70%水泥基灌浆料与30%细石混凝土混合而成，其中 细石混凝土粗骨料的最大粒径不大于12mm。混凝土灌浆料的流动度应大于 240mm,自由膨胀率应大于0.05%,抗压强度指标r28

11、≥50mpao柱顶侧对称 式留设φ60的灌浆孔和排气孔，泵送压力灌浆结束后快速用模板封堵，见文 献。在灌浆完毕后12h内对着侧模浇水保湿养护7do6.2粘贴碳纤维织物法施工(1) 对于仅出现水平裂缝或斜向裂缝口裂缝宽度在3mm内的框架柱， 先将柱表面打磨干净平整，柱角磨成圆形，露出混凝土新面，然后对裂缝灌注改 性环氧树脂胶液。(2) 再用环氧树脂胶液粘贴宽为100mm净间距为100mm的箍式高 强度1级碳纤维织物(300g/m2),且在裂缝处全封闭式粘贴，环向粘贴不少于 三层，每层粘贴时环向错开接头，接头处应搭接50mm。(3) 柱上下端在粘贴完碳纤维织物后再用扁

12、铁–60×4箍紧 焊牢，即增设可靠的机械锚固措施。6.3湿式外包型钢法施工(1) 对于出现竖向和斜向裂缝或水平裂缝较宽的框架柱，先采用压力 向裂缝灌注改性环氧树脂胶液，再沿柱全高湿式粘结外包型钢加固。(2) 先将柱四角磨圆打毛，再将柱四角采用l75×10加固，角钢 用扁钢–80×8300箍式焊接成单片桁架形，内侧涂刷改性环氧树脂 胶液后用夹具夹紧柱四角的角钢，夹具采用两个方向螺栓式拧紧，其竖向 500mm。(3) 柱脚处采用l100×8箍式与预先植入承台的8 14锚栓焊接,

13、柱顶处l75×10直抵顶板底，且在梁底采用l100×8箍式与梁底箍筋 焊接(图3)。(4) 最后在型钢和扁钢内侧空隙处注入改性环氧树脂胶液，然后在型 钢和混凝土表面分遍涂抹厚度不小于25mm (内夹钢丝网)强度等级m25的水 泥复合砂浆作防护层。图3框架柱外包型钢7加固墙体施工对混凝土墙体裂缝部位先用手锤凿成v形槽，其宽度和深度为30mm, 再向裂缝压力灌注改性环氧树脂胶液，压力注浆范国包括全部可见裂缝及其两端 未视见裂缝200mm长度。最后采用环氧砂浆抹平v形槽。对损坏的砌体填充墙， 先拆除清理后，再采用mulo混凝土多孔砖和m7.5混合砂浆砌筑并抹灰粉刷恢 复。8加固底板施工先对底板裂缝部位进行压力灌注改性环氧树脂胶液，压力注浆范围包括 全部可见裂缝及其两端未视见裂缝200mm长度，注浆压力等要点同上。再凿毛 底板面并洗干净且涂刷界面剂后，各抗浮锚杆顶及降水井口灌入水泥基混凝土灌 浆料，底板顶绑扎10双向150钢筋网，最后浇筑c30级150mm厚混凝土，用 平板振捣器振捣密实并保湿养护14do9结束语综上所述，地