上海某工程地下室上浮原因分析及處理方案

王會(huì)

摘 要：該文的背景為上海市某高檔樓盤(pán)地下室由于2015年6月份雨水特別集中，并且由于各種原因，造成地下水位升高，由于施工單位沒(méi)有進(jìn)行降水施工，同時(shí)地下室頂板未進(jìn)行覆土，造成部分部位集中出現(xiàn)了地下車庫(kù)上浮，最大達(dá)到400 mm，并且伴隨著地下室的上浮，在這一區(qū)域出現(xiàn)了梁柱節(jié)點(diǎn)、梁基礎(chǔ)底板節(jié)點(diǎn)混凝土開(kāi)裂并破壞等癥狀，該文針對(duì)這一現(xiàn)象闡述了事故發(fā)生的原因、處理事故的手段及處理結(jié)果，所做的工作對(duì)于類似的工程事故具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：上浮 ?抗拔樁 ?加固 ?方案

中圖分類號(hào)：TU473.1 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）10（c）-0176-02

1 工程簡(jiǎn)介

該工程位于上海市鬧市區(qū)，為一新開(kāi)發(fā)的高檔樓盤(pán)，所有的建筑均為高層住宅，其中地下車庫(kù)的面積為3.6萬(wàn)m2，地下室為框架結(jié)構(gòu)，柱距為8.1 m×8.1 m，地下室高度為4.4 m，頂板為梁板結(jié)構(gòu)，板厚150 mm，上面設(shè)計(jì)覆土厚度為1.5 m，基礎(chǔ)底板為筏板基礎(chǔ)，底板厚度為500 mm，每個(gè)柱底有一柱墩，柱墩平面尺寸為4.0 m×4.0 m每根柱下有兩根抗拔樁，每根抗拔樁的設(shè)計(jì)承載力為420 kN，頂板結(jié)構(gòu)布置及樁的布置見(jiàn)圖1、圖2。

上海市2015年6月初，雨水特別集中，這段時(shí)間，雨水過(guò)后，地下水位最高處位于室外地面以下100 mm，基本上與室外地面持平，按照常規(guī)施工順序若提前進(jìn)行了地下室頂板覆土，則在上部重量與抗拔樁同時(shí)工作的前提下可以保證結(jié)構(gòu)的安全。但是由于施工條件的限制，覆土不能夠提前進(jìn)行，因此，為了防止地下室上浮并為了保證抗拔樁的安全必須在施工中進(jìn)行降水，但是總包單位沒(méi)有估計(jì)到這段時(shí)間的雨水來(lái)勢(shì)兇猛，沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行降水，因此，大雨過(guò)后發(fā)現(xiàn)有局部區(qū)域出現(xiàn)了大范圍上浮，最大達(dá)到400 mm，伴隨著上浮出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、混凝土損傷、構(gòu)件破壞等現(xiàn)象，屬于重大的工程事故。（如圖3）

2 原因分析及計(jì)算復(fù)核

（1）原因分析。

由于在高水位下未及時(shí)進(jìn)行降水，同時(shí)由于地下室頂板的覆土沒(méi)有進(jìn)行，因此，在地下水浮力的作用下，由結(jié)構(gòu)自重、抗拔樁的抗拔力作用不能夠平衡水浮力的作用，因此，產(chǎn)生了地下室上浮的現(xiàn)象。

（2）計(jì)算復(fù)核：以下為未覆土?xí)r抗拔樁的計(jì)算復(fù)核。

①頂板：（抗拔工況）地庫(kù)頂板（200 mm）自重： ? 25×0.20=5.0 kN/m2。

底板：地庫(kù)底板（500 mm）自重：

25×0.50=12.5 kN/m2

梁、柱折算荷載：238.35 kN

②作用在地下室結(jié)構(gòu)上的活載：

頂板活載：10.0 kN/m2 底板板面活載：2.5 kN/m2

③底板水浮力：（±0.000絕對(duì)標(biāo)高：4.200 m）。

1）底板板底相對(duì)標(biāo)高為：-6.700 m。

（1）抗浮計(jì)算取高水位（抗浮設(shè)防水位），高水位相當(dāng)相對(duì)標(biāo)高-0.800 m。

F浮k1=[-6.700-（-0.800）]×10=5.900×10=-59.0 kN/m2。

④每一根樁頂所受上拔力標(biāo)準(zhǔn)值：

kn

經(jīng)過(guò)計(jì)算得出確實(shí)證實(shí)了抗拔樁所承受的拉力已經(jīng)超出抗拔力設(shè)計(jì)值，這也是出現(xiàn)工程事故的原因。

3 針對(duì)出現(xiàn)的各種情況所采取的相應(yīng)處理方案

由于建筑為高檔住宅區(qū)并且位于鬧市區(qū)，出現(xiàn)這種情況后業(yè)主、總包、設(shè)計(jì)單位、安全鑒定單位、加固單位等進(jìn)行多次協(xié)商，制定的方案原則：盡量以最小的動(dòng)靜、最經(jīng)濟(jì)的方案達(dá)到最安全的目的。

（1）針對(duì)抗拔樁上浮的處理：由于此區(qū)域的抗拔樁上浮最大達(dá)到400 mm，理論上來(lái)說(shuō)抗拔樁應(yīng)該已經(jīng)破壞了，由于技術(shù)原因若進(jìn)行抗拔樁的檢測(cè)需要耗費(fèi)巨大的人力和物力，結(jié)果也不一定滿意，因此，最終達(dá)到的共識(shí)是假定抗拔樁已經(jīng)失效，通過(guò)增加結(jié)構(gòu)自重的方案將重力與浮力相平衡，采取的方案是增加基礎(chǔ)底板的厚度，由原500 mm厚度增加到1000 mm，經(jīng)計(jì)算可以達(dá)到設(shè)計(jì)意圖。

（2）針對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)已經(jīng)破壞的處理方案：由于部分梁柱節(jié)點(diǎn)混凝土已經(jīng)酥松并破壞，節(jié)點(diǎn)已經(jīng)不能夠承受外力，采取的方案是混凝土替換的方案，在替換之前先進(jìn)行結(jié)構(gòu)卸載，然后采用高強(qiáng)灌漿料進(jìn)行灌注，保證節(jié)點(diǎn)的整體性。

（3）針對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)有缺陷的處理方案：對(duì)于沒(méi)有破壞的節(jié)點(diǎn)，主要出現(xiàn)一些不規(guī)則裂紋的節(jié)點(diǎn)，采用整體外包鋼板的處理方案，增加節(jié)點(diǎn)的整體性能，其中包括梁柱節(jié)點(diǎn)及柱腳的加固處理。

4 加固效果及結(jié)論

針對(duì)該工程出現(xiàn)的這種事故，經(jīng)過(guò)采用該論文的加固措施，無(wú)論從加固效果及視覺(jué)效果均達(dá)到了各方的滿意，施工速度很快，并且極大的節(jié)約了項(xiàng)目投資，加固以后上海又經(jīng)歷了幾次大型降雨，均沒(méi)有出現(xiàn)任何問(wèn)題，并且覆土以后也沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的二次損傷，結(jié)果證明采用的方案是安全合理的。

5 結(jié)語(yǔ)

該工程采用多種加固手段對(duì)受損結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加固，通過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算及針對(duì)性的處理方案，使得工程事故得到了圓滿的解決，該文中的加固方法及思路值得同行借鑒并參考。

參考文獻(xiàn)

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