1、1对局部结构不均匀沉降的思考【摘 要】 随着设计的成熟,主体结构的安全及其沉降越来越可控。但是局部结构,特别是附属于主体结构的外部结构,因其功能上的需要必不可少,其沉降也应该引起我们的足够重视。在设计、施工、监理已经后期维护过程中都要考虑可能产生沉降的不利因素,预先分析其成因,努力将其克服在初期阶段,达到质量预控的效果。 【关键词】 沉降;原因分析;附属结构 【中图分类号】 TU753.8 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123(2010)02-082-02 1 工程概况 某工程地下室面积约 5500?O,呈长条形布置(长度 120m),约 2/3 的地下室面积被设备用房等占用,其
2、中有燃油锅炉房,故不具备人防地下室条件。设计时在地下室南侧墙体中间部位留置一 34m(高度)净空的通道连接口,用于外接地下人行通道(因其为附属结构,故未采用类似于主楼的桩基础),作后期工程扩展。09 年 9 月份人行通道结构完工,10 月份土方回填完成,11 月份地下水从人行通道与主楼交接部位涌入,地下室局部积水达 15cm 深,造成水浸灾害。 2 产生沉降的原因分析 2土建单位排除积水后,发现是人行通道部分整体沉降,造成同主楼连接部分的橡胶止水带撕裂,地下水从缝隙中进入地下室内。实际测量人行通道部分整体平均沉降(相对于主楼地下室底板面标高)达 55mm。沉降数据(来源于沉降观测报告及现场实测
3、数据)见表 1。 表 1 沉降数据 对比上表,可明显看出人行通道位置从 09 年 9 月份施工完成后,在两个月内累计沉降达 55mm,相比其周边位置的主楼沉降最大 8.3mm 的沉降量来说,差别很大。现主要从如下四个方面分析人行通道部位产生沉降的可能原因。 2.1 设计方面。 2.1.1 地基处理考虑不足。查询该部位岩土工程详细勘察报告,该部位处于 3 号粉质粘土与 3 号粉土夹粉砂层,中等压缩性,中等强度,工程地质性质一般。而设计时按照常规做法,C10 垫层上设置 500 厚混凝土基础层,配双层双向受力钢筋。按照设计总说明所述,垫层下部素土回填,压实系数不小于 0.97。但按照目前正常的施工
4、,该数据很难达到(地下室外侧回填土压实系数实测一般在 0.890.94)不说,况且承包商施工时也极不情愿,尽管监理部当时已下发质量安全监控表,要求其注意地基的处理。 2.1.2 设计考虑的第二点是该部位人行通道长度达 12m,但当时做地下室基坑维护时,仅对其靠近主楼的 3m 范围进行开挖,其余部位均为原状土,故不需要额外加固处理。 2.1.3 对该部位开挖后,回填土方 1.5m 高所产生的堆积密度进行复核验算如下:原土(粉质粘土)最大干密度:1.851.95g/c3;通道堆积折3算密度:1.57g/c3;小于原土最大干密度的最小值,故设计未考虑加强措施。 注:以上三点依据为发生问题后,监理同设
5、计沟通得到。 2.2 施工方面。 2.2.1 外伸 12m,已达到场内施工道路的边沿,加上两侧有雨棚外伸框架柱基础影响,承包商为了不影响材料运输,将底部基坑的放坡减小,未能达到设计要求的 1:1 放坡比例,现场施工场地受限,工作面不足。 2.2.2 施工人行通道结构基础时,因橡胶止水带两侧钢筋较密集,未能严格做到图集苏 J02-2003-47 要求,其主要漏缺为迎水面高分子卷材防水及沥青油毡。 2.2.3 对地基的处理。基坑素土采用蛙式打夯机夯实,未进行环刀检测(但可以肯定达不到 0.97 的压实系数),上部采用干铺 200 厚沙石作基层(该处为设计外做法,属于施工加强措施),上浇筑 100
6、厚 C15 素混凝土垫层。可见此处做法其实已经对沉降有少许考虑。 2.3 材料方面。查询承包商上报的橡胶止水带参数(河北科信特种橡塑有限公司生产,规格为 3008mm),相关参数见表 2。由表 2 可见:第一,这份形式检验报告是接近一年前的报告;第二,报告第四项扯断伸长率非常重要,这显示了橡胶止水带的重要使用性能,按照其380%的伸长率,其断裂时的伸长长度计算如下:沉降缝间距 50mm,扯断时伸长长度应为:50380%=190mm。但实际上沉降值仅 55mm,橡胶止水带已经断裂(至少是局部断裂),其实际伸长率不超过 110%(55/50100%),和其实际检验结果470%更相去甚远。所以对于该
7、类可能影响使用效果及安全的材料,建议使4用前进行见证送样检测,符合要求后再允许承包商在工程上使用。 表 2 橡胶止水带参数 2.4 其他方面。管井降水:本工程为锤击管桩加筏板基础,基础施工时间长(2008.52008.12),设计要求地下水位保持在工程最低施工面下500mm,管井降水停止时间视主体沉降观测报告,即沉降稳定而确定。实际本工程管井降水时间为 08.509.9.30,而人行坡道施工期间在管井持续降水期,基坑底部无积水,基坑未受浸泡,但当管井降水停止时,地下水位升高,开始浸泡人行通道基础,使该部位土基松软,土体充满孔隙水,压缩性增大,也是导致沉降的重要原因之一。相对而言,主楼部位,因为
8、是端承摩擦管桩承载,其沉降量主要取决于管桩的沉降,而管桩的静载荷及超声波动测均合格,且主楼沉降量也可以从沉降观测报告上反映,监测的各项技术指标均符合建筑变形测量规范(JGJ8-2007)的要求。 3 处理沉降的方案及其在相似工程上的应用 产生上述问题后,关于该部位的处理方案有如下几种: 3.1 修补渗漏部位,堵漏止水。该方案很快被否定,原因很简单:一是渗漏部位有孔隙压力水存在,堵漏只能在背水面进行,不符合常规的迎水面处理方案;二是尚不能确定何时沉降稳定,即时勉强封堵住,后续一旦沉降,接口部位即开裂渗漏;三是该部位必须使用柔性连接,考虑变形。很明显,连业主方在内的各方均否定该做法。 3.2 采用
9、压密注浆方案,封堵渗漏部位。确实有该方案的成功案例,但该方案在本工程的执行上存在如下缺陷:一是土方回填已经完成,施工该5部位前,必须先行开挖;二是人行通道属于相对独立的结构体,施工压密注浆时,浪费大,造价高;三是施工质量可控性差,检验其效果更需要时间考验。监理方建议业主慎重选择该方案。 3.3 隔离施工。即将主楼地下室侧板上预留的 3m4m 人行通道口封堵,待后续施工需要时再打通,而将沉降部位留待后续工程施工时处理。施工方案主要为:种植钢筋,膨胀混凝土(抗渗 P8,高一标号 C40)浇筑,同原地下室墙板交接部位采用钢板止水带及遇水膨胀止水条。最终业主再监理的建议下采纳了该施工方案,从实际效果来
10、看,该方案取得了有效防止渗漏的较好效果。写到这里,笔者觉得有些偏离了主题所探讨的问题,有些逃避困难之嫌。但是从投资、进度、质量方面综合来考虑,此举也实属无奈。仅希望后续类似工程吸取该案例的经验教训。 3.4 在类似工程上的应用。时隔不到半年,在本工程上碰到了极为类似的情况:西侧地下室入口处长达 45m 的进出汽车坡道施工。该处靠近最近的支线河流仅 20m,河水水面标高常年比地下室底板标高高 3m 以上,压力差明显,且根据岩土勘探报告,该处土质结构更加不利于施工,流沙严重。基坑维护期间的三口管井就因为流沙而不得不封闭,改为真空轻型井点降水。本次该部位的设计及施工主要在如下方面作了加强处理。 3.
11、4.1 设计方面采用高压注浆加固地基,设计注浆孔间距 1000mm,沿坡道自下而上均匀布置,结构层底部设 5001500 厚沙石换填层,加强基础承载力,减少基础压缩变形; 3.4.2 施工时,注浆采用自外向内的包围式施工,使水泥浆尽可能的留置在坡道基坑范围内,以提高材料利用率,减少浪费。 63.4.3 监理方面,旁站监督其压密注浆方案执行情况,抽查泥浆比重和水泥用量,保证达到设计规定的要求。还对泥浆外溢标准进行严格要求。 经过努力,该部位已于 10 年 4 月份完成施工,暂时未发生可见性沉降,其最终效果仍需等待时间去检验,但可以肯定的是,这些措施对控制局部结构不均匀沉降是卓有成效的。 参考文献 1GB50038-94.人民防空地下室设计规范,2003 2 本工程岩土工程详细勘察报告,2007-K-455 3 房屋沉降观测报告及其总结报告,08-30(01) 4 基坑维护设计方案及设计图纸,2008.3.15 5 苏 J02.地下工程防水做法 6 河北科信橡胶止水带产品检测报告及质量证明文件 7 桩基检测报告(静载及动测) 8 本工程设计图纸及设计变更
