某小區地下機動車庫結構損傷檢測及安全性分析

丁浩

（巢湖市建設工程質量監督站，安徽 巢湖 231500）

0 前言

某小區機動車庫為地下負一層框架結構，基礎形式為柱下獨立基礎加防水底板。2020年雨季連降暴雨，該工程施工過程中發現機動車庫局部區域存在上浮，并伴有框架柱開裂現象；東大門梁端部及上部短柱存在局部開裂現象。為了解工程的結構損傷情況，為工程下一步處理提供技術資料，需對機動車庫損傷區域框架柱、頂梁、底板、頂板等結構損傷情況進行檢測與成因分析[1]。

1 檢測鑒定

1.1 工作思路和工作內容

損傷情況普查，并結合超聲法檢測確定損傷范圍；頂梁相對變形情況抽檢；柱垂直度的抽檢；查閱相關技術資料，結合現場檢測成果，對機動車庫梁、板、柱結構損傷成因進行分析，包括地庫不利工況抗浮驗算；結合現場檢測結果，對損傷構件的安全性進行評級[2]。

1.2 構件損傷情況

B區框架柱：C軸及9-14/D-E軸區域框架柱受損較為嚴重，最大縫寬約4.5mm；根據現場勘察結果，框架柱拉壓區域分明，且柱頂、柱根相反；部分框架柱受壓側面存在混凝土保護層壓裂、柱角崩落現象，尚未出現鋼筋外露現象；柱受損形態為大偏心受壓破壞。A區框架柱：17-26/P-V軸區域框架柱受損較為嚴重，最大縫寬約1.5mm；根據現場勘察結果，與B區框架柱裂縫形態類似，柱受損形態為大偏心受壓破壞。

框架梁：B區與主樓相連的邊跨梁12/B-C、13/B-C、16/B-C、17/B-C、18/B-C、19/B-C、20/B-C與主樓剪力墻連接的部位存在豎向裂縫，最大縫寬約0.4mm，裂縫自梁底往上開展，為受彎破壞。

防水底板：9-14/B-D區域長期積水，可能存在底板開裂現象，需排水清潔底板后進一步查驗。頂板：A區18-26/P-V軸區域局部頂板存在龜裂狀裂縫，伴有滲水現象，為收縮裂縫。

超聲結果顯示，A區、B區框架柱損傷情況與裂縫開展形態相符，如圖1。B區框架柱梁柱節點以下約70cm及底板頂面以上約70cm范圍內存在不同程度損傷，柱中段超聲聲學參數未見明顯異常，結合裂縫分布情況，可判定柱中段無明顯結構損傷。A區框架柱22/P、24/P、24/R處梁柱節點以下約110cm及底板頂面以上約100cm范圍內存在不同程度的損傷，A區其余各柱自梁柱節點以下約70cm及底板頂面以上約70cm范圍內存在不同程度的損傷，柱中段超聲聲學參數未見明顯異常，結合裂縫分布情況，可判定柱中段無明顯結構損傷。

圖1 框架柱內部缺陷超聲法檢測結果（部分）

1.3 機動車庫頂梁底相對標高檢測

由于地下室頂梁截面高度不同，將所測標高統一換算為梁高950mm的梁底標高，B區站點1位于底板13-14/C-D中部表面，A區站點1 位于底板15-16/P-R中部表面。現場檢測時已完成覆土施工，正持續降水。檢測結果表明，A區梁兩端高差最大值為29mm，B區梁兩端高差最大值為25mm；上浮區域已基本回落。A區梁底標高見圖2。

圖2 A區梁底標高分布3D圖像（統一換算950mm梁高）

1.4 柱垂直度檢測

檢測結果表明，A區、B區框架柱垂直度符合GB 50204-2015《混凝土結構工程施工質量驗收規范》的要求。

1.5 工程實體質量抽檢

檢測結果表明，抽檢A區、B區混凝土構件混凝土強度、鋼筋配置等工程實體質量均滿足設計和規范要求。

1.6 構件安全性評級

結合現場檢測結果，依據GB 50292-2015《民用建筑可靠性鑒定標準》，按構件的損傷程度對損傷構件的安全性進行評級。B區有4根框架柱構件安全性評級為du級，28根柱構件安全性評級為cu級，其余柱構件安全性評級為bu級。A區有1根框架柱構件安全性評級為du級，28根柱構件安全性評級為cu級，其余柱構件安全性評級為bu級。

1.7 地下機動車庫局部抗浮驗算

抗浮驗算水位：-1m（按最不利水位?。?，據調查，本工程遭遇的最高水位與室外地面（標高-1m）齊平，超過原設計抗浮計算水位-2m。

覆土厚度：1.3m，容重19kN/m3；頂板厚度：250mm，底板厚度：400mm；柱網尺寸：7.8m×7.8m，框架柱截面尺寸：550mm×550mm；建筑面層厚度：100mm，容重20kN/m3；鋼筋混凝土容重：25kN/m3；填土頂標高：-1m，底板底標高：-6.6m。

經計算，梁、柱、基礎折算自重G1=5.28kN/m2；頂板及底板自重G2=（0.25+0.4）×25=16.25kN/m2；建筑面層重量G3=0.1×20=2kN/m2；覆土重量G4=1.3×19=24.7kN/m2；浮力NW=10×[（-1）-（-6.6）]=56kN/m2。

G/Nw=（5.28+16.25+2+24.7）/56=0.86 ＜Kw=1.05，即 水位與室外地面標高齊平時，局部抗浮穩定驗算不滿足JGJ 476-2019《建筑工程抗浮技術標準》的要求。

1.8 地下機動車庫整體抗浮驗算

抗浮驗算水位：-1m（按最不利水位?。?，據調查，本工程遭遇的最高水位與室外地面（標高-1m）齊平，超過原設計抗浮計算水位-2m。

覆土厚度：1.3m，容重19kN/m3，浮重度9kN/m3；頂板厚度：250mm，底板厚度：400mm；柱網尺寸：7.8m×7.8m，框架柱截面尺寸：550mm×550mm；建筑面層厚度：100mm，容重20kN/m3；鋼筋混凝土容重：25kN/m3；填土頂標高：-1m；底板底標高：-6.6m，底板面積：24161.4m2。

采用中國建筑科學研究院PKPM系列結構計算軟件，依據現行國家規范及設計圖紙等相關技術資料對圍區恒載進行計算：

抗浮力G=1.61×106kN；

浮力Nw=24161.4×10×[（-1）-（-6.6）]=1.35×106kN；

G/Nw=1.61/1.35=1.19＞Kw=1.05；即水位與室外地面標高齊平時，整體抗浮穩定驗算滿足JGJ 476-2019的要求。

2 地下機動車庫上浮原因分析

從地下機動車庫局部抗浮驗算結果分析，按汛期水位達到標高-1.0m（即設計室外地面）時，不考慮抗浮力組合系數，地下機動車庫局部抗浮穩定不滿足JGJ 476-2019的要求，致使地下機動車庫出現局部區域上浮現象，汛期地下水位超過設計抗浮水位是地下車庫局部上浮的主要原因。本工程抗浮設防水位主要依據《某小區巖土工程勘察報告》第4.1條的建議取值，即室外地面標高下1.0m?？辈靾蟾嬷赋?，勘察期間測得場地上層滯水型地下水的穩定靜止水位埋深為0.50～3.40m，水面標高26.19～29.51m。依據JGJ 476-2019第5.3.2條，施工期的抗浮水位宜取室外地面標高下0.5m，并考慮季節變化影響下的最不利工況水位。當抗浮設防水位按室外地面標高下0.5m復核時，抗浮穩定性系數為0.94，抗浮穩定性有所提高，按第5.3.2條規定取值并考慮季節變化影響取設防水位更為合理。

2020年汛期連續降雨，地下水位上升較快，設計單位、施工單位和監理單位未及時采取有效應急處理措施降低地下水位或增加抗浮荷載，也是致使地下機動車庫出現局部區域上浮并造成結構損傷的原因。地下機動車庫出現局部區域上浮尚未影響到該小區各樓體結構安全，對部分區域機動車庫和東大門部分構件造成損傷，建議按規范要求進行抗浮驗算，對損傷構件加固處理，確保工程安全性和耐久性。