1、地下室上浮事故原因分析和处理措施探讨摘要：由于设计或施工的原因,常常引起高层建筑的地下室发生上浮事故。本文首先对阻止地下室上浮的方法进行了简要介绍,而后对由上浮引起的破坏进行加固及混凝土开裂的处理措施进行分析探讨。 关键词：地下室；上浮事故；原因；处理措施 中图分类号：U45 文献标识码：A 引言 近年来地下室上浮,特别是大面积地下室的不均匀上浮,造成结构严重受损的事故时有发生,造成了巨大的经济损失和人员伤亡。引起地下室上浮的原因是地下水浮力大于建筑物当时的上部荷重,造成这种情况可能是设计上的疏失,也可能是施工的大意。例如,设计人员忽视了大体积地下室主体建筑外上部荷重较轻的受力单元的浮力验算或
2、浮力的设计地下水位标付世勇 高取值有误；施工过程过早停止人工降低地下水的措施,地下室回填土的回填质量太差无法形成有效摩擦力或施工场地排水不畅地表水倒灌等是地下室发生上浮事故的主要原因。因此,对于地下室上浮事故应仔细分析其原因,并针对性采取相应的应急处理措施与技术处理措施,以最大程度减小其对结构造成的不利影响。 一、工程案例 某地下车库，地下 1 层，层高 3.6m，建筑面积 3265m2，地下室顶板覆土厚度为 0.5m，基底土层为粉砂层及砂砾层，基础侧为黏土及杂填土层。地下水位埋深为 5.8m，低于基底 1.4m。工程于 2013 年 4 月开始施工，6 月 10 日完成地下室主体，地下车库外
3、土方于 6 月 30 日完成，7 月21 日晚因突遇罕见大雨，造成地下车库整体上浮 100mm，车库与高层楼座连接处后浇带出现高低错位。 二、地下室上浮原因分析 引起地下室上浮的原因是建筑物当时的上部荷重小于地下水浮力,造成这种情况可能是施工的大意,也可能是设计上的疏忽:例如,设计人员忽视了浮力的设计地下水位标高取值有误或大体积地下室主体建筑外上部荷重较轻的受力单元的浮力验算；施工过程对人工降低地下水的措施过早停止,没有及时对地下室顶板覆土,施工场地的排水不畅，地表水倒灌或者地下室回填土的回填质量太差无法形成有效的摩擦力等是发生地下室上浮事故的主要原因。因此,应仔细分析地下室上浮事故的原因,使
4、其对结构造成的不利影响降低到最小程度。 地下室发生上浮事故,首先应尽快采取降低地下水位和增加压重的措施,阻止地下室的上浮趋势,减少水浮力,其次应分析地下室上浮对建筑结构是否造成破坏,是否可以修复其破坏的程度,若可以修复则进行结构加固处理。 三、地下室上浮趋势应急处理 处理方式视现场实际状况灵活应用,使上浮的建筑物适度下沉是其处理的原则。因地下室往往是由于卡在受底板下方和土中淤积的泥砂影响,很难使上浮的建筑物回沉至原始高程,残留的上浮量经现场处理后可能须依赖后续施工或变更建筑设计进行修正,而底板下方的空隙则以灌注水泥沙浆的方式补实,几种常用应急的处理措施如下。 （一） 、抽水 因地下水位过高乃引
5、起地下室上浮,可于现场另行打设抽水井或重行启动原有的抽水井对水压降低。在地下室上浮后但因常卡在地层中,仅将地下水位降低并不足以令地下室下沉,须配合加载或洗砂等措施始能见效。（二） 、洗砂 若运用抽水等较简单的补救措施不能满足要求,则要考虑进行洗砂作业。洗砂的方法有二,洗砂的一种方法是由洗砂孔中利用高压水冲散并洗出基础底板下方的泥砂,使地下室能够顺利下沉。洗砂作业前对底板下方泥砂淤积的范围须先评估,并选取若干个适当位置作为洗砂孔凿穿基础底板。另一种则是对地下室侧墙边的土壤利用高压水扰动,以降低其摩擦阻力。但扰动后的土,可能于底板下方顺势流入,造成淤泥众多沉积在底板下方,对后续作业反而不利,采用侧
6、壁洗砂须加倍谨慎。 （三） 、解压 某些上浮的案例因场地限制或地层特性而不能进行抽水,此时可藉解压孔消除蓄积于基础底板下方的地下水压。所谓解压孔即是以破碎机或钻机凿孔于地下室底板,即可由此宣泄底板下方的地下水。某些运气较好的案例在底板解压后上浮的地下室即回沉至可接受的程度,否则仍须采用洗砂等配套措施。 四、地下室上浮事故加固技术处理措施 结构破坏随之而来的就是加固问题,根据大部分上浮案例的分析结果证明,由于地下室上浮是一种趋势发展,上浮变形较缓慢,上浮对结构的破坏大部分是可修复的。一般加固方法有以下几种: （一） 、有粘结外包型钢加固法 外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,外包钢加固
7、钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法,即把型钢与被加固构件采用环氧树脂化灌浆等方法粘结成一整体,加固后的构件,由于大幅度提高受压和受拉钢截面面积,因此大幅度提高了截面刚度和正截面承载力。 该法也称湿式外包钢加固法,施工简便、受力可靠、现场工作量较小,但用钢量较大,且在无防护的情况下不宜用于高于 60高温场所;适用于使用上对原构件截面尺寸不允许显著增大,但又要求其承载能力的混凝土结构大幅度提高的加固。 （二） 、置换混凝土加固法 处理严重损坏混凝土的一种有效方法是混凝土置换法,此方法是先剔除损坏的混凝土,然后再将新的混凝土置换进去, 比原构件混凝土置换时的混凝土强度等级应提高一级,且以 C30 为宜
8、,该法的优点与加大截面法相近,且加固后不影响建筑物的净空,但同样存在施工的湿作业时间长的缺点;适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。 （三） 、地基加固注浆 基础底板下注浆加固，以增加地下室整体荷载，抵消地下水上浮力。对底板与淤泥质土间形成的孔隙进行充填加固，使充填层成为一个地下连续性实体，如成条状、带状、蜂窝煤状等，以增加地下室底板的抗浮荷载。对基础底板下渗透性较大的土层，也可采取注浆固结，使之与基础底板形成一个固结体和不透水层。 在钢管与基础混凝土间先在距底板上表面不小于 200mm 的部位挤塞入泡沫胶条，然后，在钢管与混凝土间隙灌填堵漏灵浆料，待堵漏灵浆料
9、固结硬化后，应先进行水压试验，查看钢管与混凝土间是否存在渗水，试验合格方可进行注浆。如图 1 所示。 图 1 压力注浆示意 （四） 、土层拉锚加固 对于基础梁因上浮已经造成地下室局部上拱和上部结构裂缝，宜采用基础底板拉锚注浆法进行加固处理。拉锚加固法需采用专用的钻孔机械，对地下室底板下土层进行钻孔，钻孔深度和锚杆或锚索埋置深度应根据基底下土层分布、地下水位、结构自重等因素进行计算。计算出所需锚杆或锚索的直径、长度以及锚杆的布置间距等设计参数。 钻孔完成后，将注浆管固定于锚杆（索）端部支架上，放入锚杆（索） 。在基础底板部位设置钢套管，将钢套管与混凝土钻孔间的间隙进行快速封闭，在钢套管上口设置封
10、盖板，封板上留设注浆管孔、排水管孔，并使注浆管、排水管与盖板间焊接密封，将盖板与钢套管焊接密封；锚杆（索）与盖板间采用化学灌浆料作封闭，锚索采用无粘结张拉法设置，对于多根锚索应采取分别散开布置于排水管侧，以防止注浆时浆液溢出。节点做法如图 2 所示。注浆完成固化后，对锚杆（索）进行张拉。图 2 拉锚注浆节点示意 张拉完成后，应对锚杆（索）端部进行防腐和防水处理，然后清理地下室基层，对地下室底板上部浇筑一层钢筋混凝土，以覆盖锚杆（索） ，并起到加强基础底板的作用。 结束语 地下室上浮破坏事故的处理方法有多种,但是在工程实践中,我们应该具体问题具体分析,对于不同的破坏形式应采取不同的处理措施,达到事半功倍的效果。 参考文献 1梁鲜.地下室车库底板抗浮不足分析和处理方法D.长沙:湖南大学,2011. 2徐春国.地下室上浮开裂事故的鉴定与加固处理J.建筑结构,2002(11):28. 3中国建筑科学研究院.JGJ942008 建筑桩基技术规范S.北京:中国建筑工业出版社,2008.
