某地下室抗水板開裂及滲水原因分析與缺陷處理

彭云飛，張安佶

(四川省建筑科學研究院有限公司，四川 成都 610081)

0 前 言

本文以四川省某地下室地下水位短期升高導致抗水板開縫、滲水為例，依據(jù)相關現(xiàn)行國家標準規(guī)范，對該地下室抗水板進行檢查檢測和抗浮計算，并分析了抗水板開裂滲水的原因，進而提出了處理方案和施工流程。

1 工程概況

圖1 地下室平面布置及裂縫分布圖(局部)

2 現(xiàn)場檢查、檢測情況

2.1 抗水板

1)混凝土抗壓強度及鋼筋配置情況。依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術標準》(GB/T 50784—2013)[1]、《鉆芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程》(JGJ/T 384—2016)[2]、《混凝土中鋼筋檢測技術標準》(JGJ/T 152—2019)[3]，現(xiàn)場采用鉆芯法對抗水板的混凝土抗壓強度進行抽樣檢測，現(xiàn)場采用鋼筋位置探測儀對抗水板板面鋼筋間距及保護層厚度進行抽樣檢測，檢測結(jié)果(見表1)滿足設計及《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB 50204—2015)[4]的要求。

表1 抗水板檢測信息

2)起拱情況。依據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》(JGJ 8—2016)[5]，現(xiàn)場采用全站儀對該地下室抗水板面層相對高程進行檢測，檢測結(jié)果表明，該地下室抗水板存在局部起拱現(xiàn)象，最大相對起拱高度約71 mm。

3)裂縫情況。經(jīng)現(xiàn)場檢查檢測表明，該地下室抗水板面層存在不同程度的開裂現(xiàn)象，裂縫主要分布于主樓與地下室交界區(qū)域、主樓與主樓之間區(qū)域和集水井附近區(qū)域(見圖2)。按裂縫的走向主要表現(xiàn)為沿柱腳開展的斜向裂縫、繞柱腳的環(huán)型裂縫、平行于柱軸線的跨中直線裂縫和其他不規(guī)則裂縫四類，裂縫表面寬度在0.35～2.5 mm。

圖2 集水井四周裂縫

現(xiàn)場對該地下室抗水板裂縫進行騎縫取芯檢查表明，所取芯樣在芯樣長度方向存在貫穿面層和抗水板的裂縫(見圖3)，最大裂縫寬度約為0.3 mm。

圖3 貫穿芯樣裂縫

2.2 覆土情況

經(jīng)調(diào)查表明，該地下室于2020年10月發(fā)現(xiàn)抗水板裂縫滲水現(xiàn)象，2020年9月9日至2020年10月25日期間進行了地下室頂板找平層、防水層、保護層的澆筑和鋪設工作。以上情況表明，該地下室出現(xiàn)地下室裂縫滲水等現(xiàn)象時頂板尚未覆土。2020年12月檢查檢測期間，該地下室頂板覆土尚未完成，覆土情況見圖4。

圖4 2020年12月19日頂板覆土情況

2.3 地下水位

經(jīng)查閱該地下室降水記錄和現(xiàn)場調(diào)查表明，2020年10月16日至2020年10月22日期間未進行降水工作；在2020年10月22日至2020年12月17日水位監(jiān)測期間，該地下室場地內(nèi)的實測地下水位標高最大值為373.850 m。該工程±0.000的絕對標高為378.700 m；地下室頂板板面標高為-1.500 m；負一層板面標高為-5.550 m；負二層抗水板板面標高為-9.350 m；抗浮設防水位標高為374.000 m。經(jīng)現(xiàn)場對該地下室降水井的地下水水位進行檢測表明，實際地下水位標高最大值為372.700 m。

3 抗浮驗算

3.1 驗算條件

1)抗浮計算水位按實測最高地下水位取為373.850 m；±0.000的絕對標高為378.700 m；地下室抗水板板面標高按設計取-9.35 m；地下室頂板標高按設計取-1.5 m；抗水板板厚按設計取400 mm。

2)本工程恒荷載和活荷載標準值按結(jié)構(gòu)施工圖并結(jié)合實測值取值，地下室頂板覆土荷載分別按考慮和不考慮覆土荷載兩種工況計算，考慮覆土時覆土容重18 kN/m3。

3)本工程抗水板、框架柱、框架梁、樓面板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土抗壓強度、鋼筋配置情況及截面尺寸按實測值并結(jié)合結(jié)構(gòu)竣工圖取值。

4)依據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB 50007—2011)[6]，對該地下室的抗浮穩(wěn)定性進行驗算。

3.2 驗算結(jié)果

1)不考慮覆土荷載的情況下，該地下室的抗浮穩(wěn)定性不能滿足國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB 50007—2011)[6]第5.4.3條的要求。

2)考慮覆土荷載的情況下，該地下室的抗浮穩(wěn)定性滿足國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB 50007—2011)[6]第5.4.3條的要求。

3)該地下室抗水板的承載力滿足要求。

4 抗水板開裂滲水原因和影響

根據(jù)上述對該地下室調(diào)查、檢查和檢測結(jié)果，結(jié)合委托方提供的相關資料對其抗水板開裂滲水原因和影響分析如下。

經(jīng)查閱該地下室?guī)r土工程勘察報告表明，該地下室場地土層由上至下依次為：雜填土；粉土；中細砂；淤泥質(zhì)填土；松散卵石層；稍密～密實卵石層；泥質(zhì)砂巖；場地地下水主要賦存于卵石層中，卵石含水層透水性較強；地下室抗浮設防水位標高為374.00 m。

經(jīng)現(xiàn)場檢測表明，該地下室抗水板的混凝土抗壓強度、鋼筋配置滿足設計和《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB 50204—2015)[4]的要求。通過對該地下室負二層抗水板面層裂縫的分布、走向和形態(tài)檢查可知，抗水板裂縫主要分布于中庭區(qū)域、主樓與地下室交界區(qū)域、主樓與主樓之間區(qū)域和集水井附近區(qū)域；按裂縫的走向主要表現(xiàn)為沿柱腳開展的斜向裂縫、繞柱腳的環(huán)型裂縫、平行于柱軸線的跨中直線裂縫和不規(guī)則網(wǎng)狀裂縫四類，最大裂縫寬度約為2.5 mm。

此外，該地下室場地內(nèi)在2020年10月22日至2020年12月17日監(jiān)測期間實測最大水位達到373.85 m。根據(jù)抗浮承載力驗算結(jié)果表明，在不考慮覆土荷載的情況下，該地下室的抗浮穩(wěn)定性不滿足現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB 50007—2011)[6]要求。

因此，綜合上述情況綜合分析可知，該地下室抗水板開裂和滲水現(xiàn)象系基底水壓力較大的條件下，加之地下室頂板尚未覆土和未有效實施降排水，使得該地下室的實際抗浮穩(wěn)定性不足，導致該地下室出現(xiàn)上浮所致，為確保該地下室的安全和正常使用，應對其進行處理。

5 裂縫修補及加固方案

對該工程純地下室底板，采用以下流程進行修復處理：對該地下室進行降水工作，使地下水位始終保持在抗水板板底標高之下對抗水板裂縫進行修復處理；粘貼碳纖維布；鋪設疏水板和混凝土面層。

5.1 抗水板裂縫修復

1)滲水部位開鑿：將混凝土滲水處，用壓縮空氣或鋼絲刷處理干凈，表面油污用丙酮或有機溶劑擦去，并沿滲水點部位鑿成V形邊坡溝槽，用水沖洗干凈。

2)布置注漿孔：采用下線法埋設灌漿底座施工，即用一條直徑8 mm耐壓橡膠管(根據(jù)水流大小確定耐壓橡膠管直徑，水流越大耐壓橡膠管直徑越大)放入V形槽底部，填塞卷式錨固劑，每隔0.8～1.5 m按設一個直徑20 mm的注漿螺帽。施工時邊填塞卷式錨固劑，邊抽出橡膠管，直至槽端，形成暗槽。布置溝槽應根據(jù)滲漏水出現(xiàn)的不同情況而采用不同的形式。對縫漏水一般沿滲漏水出現(xiàn)的縫隙布置注漿溝槽；對成片漏水則每隔0.8～1.0 m布置一道注膠溝槽，以保證漿液能滲透到所有出水點；對孔漏、點漏則采取連點成線統(tǒng)一做槽壓漿處理。

3)漿液配置：配置漿液時，將按產(chǎn)品比例稱好的原料攪拌均勻制成甲液，用時可作適當調(diào)整，其變化范圍為7%～15%。將甲、乙兩液單獨存放于儲漿罐中，并旋緊罐口，以免兩液接觸發(fā)生反應。如在冬季施工，應首先將水加熱至20°C，以加速材料溶解。

4)注膠：當封堵的聚合物砂漿達到初凝強度后即可注漿。注膠前，先把注漿嘴上到預埋的注漿螺帽上，通過注漿管與壓漿泵出口相連。注漿順序是水平槽從一端向另一端，應將甲、乙兩液同時等量隨輸液管送到混合管，通過注漿嘴壓入縫內(nèi)。注漿壓力一般為0.2～0.3 MPa,當不再進漿時停止壓漿，關閉注漿嘴，防止回流，從相鄰注漿嘴繼續(xù)注漿，直到全部完成。注漿完畢，及時用壓縮空氣將壓漿泵和注膠管中殘留的漿液吹靜，以免漿液凝聚于管中。漿液凝固10～24 h后，剔去注漿嘴，檢查注漿效果，必要時可重復注漿。

5)封孔：經(jīng)檢查無漏水現(xiàn)象后，用找平膠將注膠孔堵塞抹平。

5.2 粘貼碳纖維布加固

1)混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件外粘纖維復合材工程的施工，主要按下列程序進行：清理、修整原結(jié)構(gòu)；界面處理；涂刷底膠；修補、找平；刷膠、粘貼纖維材料及養(yǎng)護；施工質(zhì)量檢驗；防護面層施工。

2)經(jīng)修整露出骨料新面的混凝土加固粘貼部位，應進一步修復平整，并采用結(jié)構(gòu)修補膠對較大孔洞、凹面、露筋等缺陷進行修補、復原；對有段差、內(nèi)轉(zhuǎn)角的部位應抹成平滑的曲面；對構(gòu)件截面的棱角，應打磨成員弧半徑不小于25 mm 的圓角。在完成以上加工后，應將混凝土表面清理潔凈，并保持干燥。

3)粘貼纖維材料部位的混凝土，其表層含水率不宜大于4%，且不應大于6%。對含水率超限的混凝土應進行人工干燥處理，或改用高潮濕面專用的結(jié)構(gòu)膠粘貼。

4)粘貼碳纖維布施工應按《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB 50550—2010)[7]進行，粘貼碳纖維布施工完畢后，應對碳纖維加固施工做相應的抽測檢驗，有效粘結(jié)面積應不小于95%[8]。

5)纖維復合材與基材混凝土的正拉粘結(jié)強度，必須進行見證抽樣檢驗。其檢驗結(jié)果應符合《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB 50550—2010)[7]合格指標的要求。若不合格，應揭去重貼，并重新檢查驗收[9]。

6)最外層碳纖維布表面涂膠后，在膠液凝固之前均勻拍細砂。碳纖維布粘貼施工完以后，表面抹20 mm厚M7.5水泥砂漿保護層。

7)使用碳纖維布及配套樹脂膠時應盡量遠離電器設備及電源。

5.3 疏水板及面層施工

1)將抗水板基層表面的雜物清除干凈(如有裂縫，先按要求對裂縫進行修復封閉處理)，并保證基層有足夠的平整度，可采用水泥砂漿找平后或按本設計相關圖紙找坡后再進行疏水板的鋪設。

2)疏水板鋪設時圓凸臺向下，以盡量減少搭接為原則，且應以先遠后近的順序進行。如因整個面不規(guī)整最后出現(xiàn)不規(guī)整接縫，可剪相應形狀的夾層塑料成型板對碰鋪設并單獨固定，土工布封縫。

3)疏水板短邊采用搭接連接(搭接支點不小于2個)，并采用膠帶粘貼；長邊采用熱熔連接，并對熔點進行仔細檢查以確保有效連接。

4)疏水板鋪設完成后應注意保護，避免踩踏和破壞。

5)疏水板面層混凝土澆筑前，應采取措施對鋼筋進行支撐固定，避免鋼筋下沉。

6)疏水板面層混凝土分區(qū)段跳倉澆筑(連續(xù)施工長度不大于24 m)，施工縫處需留有500 mm寬的疏水板不澆筑，施工縫處鑿毛處理后方可進行下一次澆筑。

7)疏水板面層混凝土應設置收縮縫，面層大樣見圖5。

圖5 疏水板面層大樣圖(單位：mm)

6 結(jié) 語

該地下室抗水板開裂和滲水現(xiàn)象系基底水壓力較大的條件下，加之地下室頂板尚未覆土和未有效實施降排水，使得該地下室的實際抗浮穩(wěn)定性不足，導致該地下室出現(xiàn)上浮所致。設計時提高安全儲備；利用歷史降雨資料作為設計水位值的參考資料；同時加強施工現(xiàn)場在不利氣候條件時的周期性監(jiān)管，降低該類事件的發(fā)生概率。

針對該地下室抗水板開裂滲水的問題，采用裂縫修補→粘貼碳纖維布→鋪設疏水板面層的方法進行了處理。處理后的地下室未出現(xiàn)開裂和滲水現(xiàn)象，運營狀態(tài)良好。

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