既有地下室抗浮事故方案探讨

1、既有地下室抗浮事故方案探讨 既有地下室抗浮事故方案探讨 摘要：通过2个地下室抗浮事故的工程案例，对事故原因及事故处理进行详细分析，经计算选择合理的加固方案，经过实践验证处理效果，对防止及处理类似事故提供借鉴。 关键词：地下室 水压底板抗浮 加固 中图分类号：TU413文献标识码： A 引言 现阶段，建筑规模越来越大，建筑面积上万平方米的地下室已经非常普遍，甚至十几万平方米地下室也遍布各个一、二线城市，伴随建筑面积、数量的增多，带来的相关工程质量事故也出现的比拟频繁，其中尤其以结构构件开裂、渗漏、建筑物整体上浮等情况较多。地下室抗浮方法很多，有增加自重法、抗拔桩法、抗浮锚杆、降水减压法等，根据施

2、工阶段、地质情况、造价、结构类型等诸多因素，工程中最常用的临时性措施有隔水、降水措施，永久性措施主要采用增加自重、抗浮锚杆等方法。 引起建筑物浮起的因素很多，主要有：对地下室水浮力作用机理认识缺乏，未进行抗浮计算；抗浮计算参取值不当，盲目选用地质勘查资料中的场地地下水位，忽略了可能出现的最高值；抗浮计算失误或抗浮措施不当；施工不当；回填土质量；根底形式等。 本文通过2个工程实例，对事故原因进行总结，并对水压力和承载力进行分析，提供合理的处理方案，为以后类似事故防止及处理提供参考。 1 事故案例一 1.1 工程概况 青岛某工程位于市北区老虎山西侧，其地下室设计为公共停车场，顶板厚度180mm，根

3、底采用独立根底，防水板厚度250mm，净高3.62m，2021年7月，由于连日暴雨，位于9#和10#之间的顶板中间部位抬高300mm左右，两楼之间框架柱根部及梁底位置均出现环向裂缝裂缝，裂缝最宽为5mm左右，裂缝呈现中间宽、靠近主楼附近细的情况，同时，根底底板中间范围出现隆起与裂缝，且地下室水已从多处裂缝溢出。经专家会审认为该地下室产生破坏的原因，主要是地下室局部抗浮缺乏，从而在大量降水导致地下水位升高的情况下，局部结构所受浮力超出了其承受范围，从而导致底板、顶板及柱的变形与破坏，此时车库顶1.3m回填土还未施工； 根据建筑整体抗浮、局部抗浮计算分析，发现原设计未考局部虑抗浮计算，而原设计未考

4、虑局部抗浮计算的的原因是地质勘查报告中未表达地下室抗浮水位，从而导致在回填土未施工的情况下，盲沟堵塞，排水不畅，建筑物整体抗浮不够，从而车库顶板抬升，而从根底防水板又承载不缺乏，导致防水底板开裂，梁柱裂缝。 由此可见，合理的临时降水措施、合理的施工方案、设计的可靠性、勘查的准确性等环节都应该衔接紧密，工程工程作为一个系统工程，必须从勘查、设计开始，严把质量关。 1.2 抗浮锚杆计算 1.2.1地下室底板水头水位取室外地面下1米考虑，水压力即-1.0m至底板垫层底面； 1.2.2钢筋砼自重取25kN/ m3，分项系数取0.9，回填土自重取18kN/ m3； 1.2.3锚杆采用二次高压注浆工艺，锚

5、固地层承载力提高系数取2.0； 1.2.4锚杆主要锚固地层设计参数取值如下表： 1.2.5抗浮计算，底板底标高均为-5.40m；单根锚杆抗拔承载力200kN 防水底板厚度300mm，拟计算地下室区域1800m2； 底板水浮力：(5.40m1.0m)×10kN/m345kN/ m2 底板及回填土自重：0.3m×25kN/m3×0.9+0.5x1816.5kN/ m2 水浮力验算：45-16.5= 28.5 kN/ m2 抗浮锚杆根数：1800x28.5/200=142.5，取145根 1.2.6抗浮锚杆承载力验算 抗浮锚杆成孔直径为130mm，考虑到需提供足够的上覆

6、土压力，故对锚杆5m以下土体采用二次高压注浆工艺； 残积砾质粘性土每米锚固力：2.0×Dqsi2.0××0.13×25kPa20.4kN/m；取20kN/m； 全风化花岗岩每米锚固力：2.0×Dqsi2.0××0.13×40kPa32.7kN/m；取30kN/m； 强风化花岗岩每米锚固力：2.0×Dqsi2.0××0.13×60kPa48.9kN/m；取45kN/m； 中微风化花岗岩每米锚固力(无需二次高压注浆)：Dqsi×0.13×250kPa102.1

7、kN/m；取100kN/m； 须根据地质勘查报告中场地内地层深度，确定锚杆深度，锚杆经过现场拉拔试验确认承载力后，方可大面积施工。 2 事故案例二 2.1 工程概况 某住宅小区，小区入口内建有一单层地下车库，无地上建筑物，车库面价16400m2，车库平面布置规格，呈长方形，框架结构，柱网8.1mx8.1m，主梁截面450x900mm、400x800mm，柱截面600x600mm，根底形式为柱下独立根底，构造底板，根底埋深4.5m，车库顶覆土深度600mm，地面绿化、硬化工程已经完成，车库已投入使用。 2021年7月，业主发现该地下车库局部梁柱开裂，但底板未见明显变形，初步疑心是由于雨季降水，造

8、成地下车库水浮力增大，经测量结果说明：地下车库整体上浮，其中最大值为136mm，由于车库各处上浮不均匀，造成地下室局部梁柱开裂、变形。 2.2 工程地址条件 场地地基自上而下为：第一层为人工填土，厚11.5米，主要成分为粘性土，稍密状态；第二层为粉质粘土，深度24.5米，呈可塑饱和状，中等压缩性，天然重度19KN/ m3；第三层为砂层。厚度约1米左右；第四层为强风化花岗岩，厚度1.5m左右；第五层为中风化花岗岩，厚度1.5米左右；第六层为中微粉化花岗岩。地下水位-0.5米。 2.3 车库结构裂缝产生的原因及地下车库构件的破坏 2021年6月，由于连续降雨，将大量地表水聚集到基坑边的回填土中，由

9、于回填土没有分层进行夯实，且大多数回填土夹杂建筑垃圾，这种回填土具有很强的透水性，地表水通过这样的回填土渗入车库底板下，造成暂时积水，当底板下的积水到达一定数量后，车库底本承受不了积水所产生的附加应力，必须造成底板、梁、柱变形，当水浮力大于车库自重时，车库就会上浮，而车库各个区域得重量不一致，故各店上浮力不一致，从而造成梁、柱变形，产生结构裂缝。 3.3 抗浮分析 将结构自重和上部回填土重量与水浮力进行比拟。假设地下水位最不利水位与场区周边道路标高相同，不考虑侧墙摩擦力对车库整体上浮的影响。进行整体抗浮验算： 那么：Kf=/ Fw=(536280+157440)/738000=0.941.05

10、 式中：Kf抗浮平安系数，一般取值1.05 Gz地车车库结构自重； Gt覆土自重； Fw水浮力； 计算结果说明：地下车库在最高水位作用时，抗浮措施缺乏。 经验算，本工程需抵消的福利为25KN/ m2。 2.4 锚杆抗浮计算 参考案例一，对锚杆进行计算，那么锚杆直径为200mm，锚固段入中风化花岗岩1m，单根锚杆设计抗拉拔力360KN，锚杆材料为直径25mm的级螺纹钢，锚杆长度约6m。此方案优点：传力可靠，工期短。缺点：单价较高，对施工技术要求高，且对原结构底板破坏很大，影响后期正常使用。 2.5 增加自重方案 2.5.1加厚地下室底板，增加结构自重，但是减少了车库的室内净高，严重影响车库的使用

11、。 2.5.2加厚顶板覆土。需验算车库顶梁板能否征收新加荷载，且车库顶硬化、绿化均已完成，费用更高。 此方案可行性不高。 2.6 降水法 此工程应采取永久性的抗浮措施，泄水孔应沿外墙或外墙室内地板上布置，使地表水通过泄水孔直接排到室内的排水系统中，外墙泄水孔高度离室内地面200mm，底板泄水孔位置离外墙150mm，孔径100mm，间距68m。 地表水排到室内排水系统中后，应及时排走，防止大面积积水，必要时建立新的排水系统。 由于地板下积水疏通后，底板下地基土孔隙变大，为防止不均匀沉降，应采取压力注浆的方法，使水泥浆填充孔隙，并与地基胶凝后一起承重。注浆完成后，采用高标号、为膨胀细石混凝土封堵注

12、浆口，做好局部防水。 此方案优点：施工简单，造价很低，对原结构破坏很小。缺点：不能结构承压水引起的地下结构上浮问题，后期维护费用较多，维护周期长，对排水系统要求较高。 2.7 方案比拟 2.7.1锚杆法：造价高，施工要求高，对原结构破坏大，不宜考虑； 2.7.2增加自重法：造价很高，既浪费又费工，可行性不高； 2.7.3降水法：施工简单，造价低，对原结构破坏小，此方法可行性高； 通过以上方案的分析，经综合考虑，采用降水法处理，同时对梁、柱结构裂缝进行结构加固，按照?混凝土结构加固设计标准?GB50367-2006进行设计，加固方式有压力注胶、碳纤维、粘钢加固。此工程于2021年10月施工完成，

13、至今，一切正常。 3 关于抗浮几点措施 通过以上2个工程，着重介绍了锚杆、降水法两种常用的抗浮措施，在某些特定的条件下，降水法是一种比锚杆更经济、有效的措施。在上述2个工程中有以下经验共分享： 3.1抗浮加固措分为临时性和永久性2种措施，临时性措施主要有隔水、降水、排水；永久性措施有增加自重法、锚杆、降水法等； 3.2 应建立科学严谨的计算公式，地下水位合理取值，对水浮力的破坏机理进行全面分析，不能仅局限于底板或顶板，在具体实施过程中，施工技术资料、技术措施必须全面审核，确认无误，重点部位进行专家论证会。 3.3 建筑物上浮的因素有：未进行抗浮计算；地下水位取值不当；抗浮计算失误；施工质量不满足标准要求；施工顺序不正确等； 3