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高層住宅地下室上浮事故分析及加固處理技術(shù)

文檔作者：謝東俊文檔來源：廣州市番禺區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年12月10日
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第33卷第l0期
Vo1-33 No．10 建筑施1- BUILDING C0NSTRUCT10N
高層住宅地下室上浮事故
分析及加固處理技術(shù)
Accident Analysis and Reinforcing Technology for
Up-Floating Basemen of High-Rise Residential Building
口 謝東俊
(廣州市番禺區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站 511400)
【摘要】在住宅建筑工程中，由于住宅項(xiàng)目地下室在施工階段部分豎向荷載尚未加載，從而導(dǎo)致地下室上浮的事故時(shí)有發(fā)
生。由此，通過實(shí)際工程案例，分析了發(fā)生地下室上浮事故的原因，并針對性地采取了相應(yīng)補(bǔ)救措施，以最大程度減小其對主
體結(jié)構(gòu)造成的不利影響，取得了良好效果。
【關(guān)鍵詞】高層住宅地下室上浮加固處理
【中圖分類號】TU746．3 ／文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B 【文章編號】1004—1001(2011)10—0936—03
由于珠三角地區(qū)河網(wǎng)眾多，地勢較低，加之每年伴隨臺
風(fēng)而來的強(qiáng)降雨天氣，使得地下水位能在短時(shí)間內(nèi)快速上
升。最近幾年，隨著房地產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，部分住宅項(xiàng)目地下
室通常只有單層，相對質(zhì)量較輕，而施工階段部分豎向荷載
尚未加載，加上地質(zhì)報(bào)告對地下水位的歷史最高值估計(jì)不
準(zhǔn)，因此很容易造成實(shí)際地下水位高于勘察報(bào)告提供的歷史
最高水位，從而導(dǎo)致地下室上 駝]。以下通過分析實(shí)際工程
案例，來供類似工程參考。
1 工程概況
該工程由3棟層數(shù)分別為19層、2O層和21層塔樓及
單層地下室裙樓組成，總建筑面積為55 316 mz，其中地下室
部分總建筑面積為8 002 mz，無對應(yīng)塔樓部分地下室建筑面
積約6 000 mz。此部分地下室上設(shè)計(jì)有厚0．8 m的園林覆
土。塔樓結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下室裙
樓部分為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為預(yù)應(yīng)力管樁基
礎(chǔ)。地下室底板板底標(biāo)高為：黃海高程11．500 m，地下室頂板
面標(biāo)高為：黃海高程15．900 m；室外周邊道路標(biāo)高為：黃海高
程16．000 m。
2 場地地質(zhì)狀況
2．1土質(zhì)狀況
擬建場地原始地貌為三角洲平原的殘丘和壟崗地區(qū)，場
【作者簡介】謝東'~(1968-)，男，碩士研究生，注冊監(jiān)理工程
師，工程師。地址：廣州市番禺區(qū)東環(huán)街東環(huán)路江南新村二街二座
(511400)。
【收稿日期】2011-08—31
地大部分原為壟崗和坡地，西側(cè)部分地段為魚塘?？辈炱陂g
已大致整平，地形較平坦、開闊，地面黃海高程為15．000 m～
17．200 m。該地下工程共布置了54個(gè)鉆探孔，根據(jù)鉆孔資
料，場地內(nèi)上覆土層為第四系人工填土(04 )、沖積層(O )、
坡積層(0 )和殘積層(Q。 )，下伏基巖主要為燕山期(Q )侵入
混合花崗巖、局部為粉砂巖(K o
2_2 地下水狀況
本場地地下水以基巖裂隙水為主，埋藏較深，附近無地
表徑流通過，主要由大氣降水補(bǔ)給，排泄方式以地面徑流和
地表蒸發(fā)為主。因受季節(jié)及天氣的影響，地下水水位變化較
大，勘探期間測得的地下水位高程平均為11．500 m。由此，我
們判定地下水對混凝土無腐蝕性，對混凝土中的鋼筋無腐蝕
性，對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。本場地歷史最高水位可選用黃海
高程為13．500 m。
3 上浮事故后結(jié)構(gòu)損傷狀況及其原因分析
3．1 上浮事故后結(jié)構(gòu)損傷狀況調(diào)查
當(dāng)年6月，地下室結(jié)構(gòu)已完成，3棟塔樓結(jié)構(gòu)主體接近
封頂，地下室項(xiàng)板覆土尚未開工，受第六號熱帶風(fēng)暴“風(fēng)神”
及當(dāng)月之前幾場暴雨影響，地下室出現(xiàn)不同程度上浮。其中
上部有塔樓的地下室沒有出現(xiàn)整體上浮，而上部沒有塔樓的
地下室則出現(xiàn)整體上浮現(xiàn)象，從而導(dǎo)致部分地下室底板、柱、
梁以及頂板產(chǎn)生不同程度裂縫，頂板出現(xiàn)漏水，如圖1所示。
此外，從地下室的車庫斷面來看，受地下室整體上浮的
影響，地下車庫的墻面也都出現(xiàn)不同程度裂縫，裂縫分布狀
況如圖2所示。
謝東?。焊邔幼≌叵率疑细∈鹿史治黾凹庸烫幚砑夹g(shù) 第10期
一 圖1 上浮后地下室結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度裂縫
圖2 地下車庫斷面及裂縫示意
3．2上浮事故原因分析
(1)工程勘察人員對地下水位的歷史最高值估計(jì)不準(zhǔn)，
勘察報(bào)告提供的歷史最高水位比發(fā)生上浮時(shí)的現(xiàn)場實(shí)際低
了2 m多。據(jù)了解，歷史最高水位系參照周邊地區(qū)以及歷年
來的統(tǒng)計(jì)，但隨著城市化進(jìn)程加快，周圍環(huán)境的地形、地貌發(fā)
生了較大改變，加上施工期間排水設(shè)施也不完善，不能迅速
地將場地及周邊積水排走，導(dǎo)致了部分上層沒有對應(yīng)塔樓的
地下室由于浮力大于上部荷載而產(chǎn)生上浮現(xiàn)象。
(2)現(xiàn)場各方對施工階段可能會出現(xiàn)的情況估計(jì)不足，
沒有針對極端天氣做出充分考慮，也沒有準(zhǔn)備相應(yīng)預(yù)案。該
工程場地總體上位于地勢較高的坡地臺階上，因此施工單位
及相關(guān)單位沒有警惕地下水的問題，在大暴雨發(fā)生后，沒有
及時(shí)組織力量采取對周圍環(huán)境進(jìn)行抽水、排水的措施，以降
低地下水位，也沒有加強(qiáng)對建筑物的沉降觀察，從而導(dǎo)致地
下室大面積上浮。
(3)施工工期變化產(chǎn)生的影響。按照正常的施工進(jìn)度，
原來應(yīng)該在雨季前完成的工作，由于受各方面因素影響沒有
及時(shí)完成，而相關(guān)單位也沒有根據(jù)新的進(jìn)度情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)
整，做出適當(dāng)?shù)氖┕ぐ才?，此時(shí)又遭遇極端天氣情況，形成不
利組合，從而導(dǎo)致上浮事故發(fā)生。
4 上浮事故處理方案
事故發(fā)生后，由業(yè)主牽頭，組織監(jiān)理、施工、勘察、設(shè)計(jì)單
位對事故原因進(jìn)行分析，并組織專家進(jìn)一步論證。在綜合分
析、論證的基礎(chǔ)上，由設(shè)計(jì)單位編制加固補(bǔ)強(qiáng)方案。補(bǔ)強(qiáng)方案
要求，先對結(jié)構(gòu)柱、梁、板等構(gòu)件作進(jìn)一步觀測，包括沉降觀
測、變形及裂縫觀測等，待各項(xiàng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，才開始補(bǔ)強(qiáng)加固
工作。具體補(bǔ)救措施如下：
4．1 應(yīng)急抗浮處理措施
(1)一方面迅速增加地下室荷載(如灌水、堆砂等)，另
一方面立即開展井點(diǎn)降水(工程周邊暫時(shí)還沒有距離較近的
其它建筑物)，足以控制事態(tài)，防止出現(xiàn)地下室大面積上浮的
現(xiàn)象。
(2)完善施工現(xiàn)場臨時(shí)排水和降水措施。由于部分豎向
荷載還沒有加載，地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)加固以及補(bǔ)漏施工
均未完成，在此階段，需采取措施保證基坑周邊匯集的降雨
能夠及時(shí)排走，避免出現(xiàn)對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的再次影響，從而加重
結(jié)構(gòu)受損程度。
(3)除了委托專業(yè)公司對地下室底板、頂板、結(jié)構(gòu)柱及
梁的裂縫進(jìn)行結(jié)構(gòu)膠灌縫修復(fù)外，還要采取柱局部外包增大
截面法以及梁局部外粘U形扁鋼箍加固處理措施(圖3、圖
4)。
圖3 地下室粱加固示意
圈4 A-A粱端加固剖面
4．2 地下室永久加固抗浮方案
4．2．1 調(diào)高設(shè)防水位，增加地下室配重抗浮方案
由于工程尚未完工，考慮到今后的使用安全，并結(jié)合已
發(fā)生的極端天氣情況，我們將地下水位最高值調(diào)整至黃海高
程15．500 m，即設(shè)計(jì)設(shè)防水位為黃海高程15．500 m，較之前
13．500 m的設(shè)防水位提高了2 m。
地下水抗浮設(shè)防水位提高2 m后，原有的地下室底板設(shè)
計(jì)已不能滿足要求，如果進(jìn)一步增加地板厚度，將會使地下
室凈空變小，從而影響到建筑的使用功能。對此，我們采取底
板增厚200 mm的混凝土貼合層，加上i00 mm裝飾面層后，
按3．0 m x 3．0 m的網(wǎng)格在底板上布置抗拔錨桿。
4．2．2 抗浮錨桿加固方案
本工程先將設(shè)防水位確定為黃海高程15．500 m，地下室
結(jié)構(gòu)底板面的標(biāo)高為一5．420 m(相對于士0．000 m的黃海高
程17．200 m)?，F(xiàn)有底板厚度為250 mm，擬在上部增加厚
200 mm的疊合層，建筑找平和裝飾面層按平均約厚100 mm
的混凝土考慮。經(jīng)計(jì)算作用在底板底部每一點(diǎn)位的凈水壓力
標(biāo)準(zhǔn)值為25．95 kN／m (已扣除有利的結(jié)構(gòu)重量)；然后按
(下轉(zhuǎn)第943頁)
楊群榮：大型綜合性工程施工過程優(yōu)化及采納合理化建議的經(jīng)濟(jì)效益研究 第1O期
次性投入，提高經(jīng)濟(jì)效益。
但在進(jìn)行此方法施工時(shí)，由于利用大型機(jī)械進(jìn)行回填土
的工作，因此一定要注意對已施工完成的梁加強(qiáng)保護(hù)。
圖5 優(yōu)化后的梁板分離施工
3 效益分析與比較
本工程通過施工過程優(yōu)化和合理化建議的采用，在取
得了設(shè)計(jì)贊同、業(yè)主滿意的社會效益后，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也
相當(dāng)可觀。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，通過塔吊優(yōu)化、樁靴優(yōu)化、梁板分離
后優(yōu)化這三項(xiàng)優(yōu)化，共節(jié)約成本8O余萬元。
4 結(jié)語
本工程作為我公司進(jìn)行的項(xiàng)目試點(diǎn)。在工程前期進(jìn)行的
施工策劃中，我們就充分發(fā)揮群策群力的團(tuán)體力量，通過大
量對工程的熟悉和研究工作，在工程施工過程中進(jìn)行了優(yōu)
化，并從一系列的合理化建議中吸納精華、付諸實(shí)施，使現(xiàn)場
采用的方法更加經(jīng)濟(jì)、合理，得到市場和同行的青昧，在為企
業(yè)取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，更為今后類似工程積累了
寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
(上接第937頁)
3．0 mx3．0 m的網(wǎng)格在底板布置抗拔錨桿。根據(jù)計(jì)算，每一
抗拔錨桿所需承受的軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值 =3．0×3．0×
25．95=234 kN，相應(yīng)要求控制抗拔錨桿的抗拔承載力特征值
Rt=240 kN(錨固體直徑D=I80 mm)：最后參照《建筑邊坡工程
技術(shù)規(guī)范)GB 50330-2002第7章“錨桿(索)”第7．2節(jié)“設(shè)計(jì)
計(jì)算”中的規(guī)定，按巖土層中的永久錨桿、錨固體砂漿強(qiáng)度為
M30級、錨固體直徑 18O mm、錨桿鋼筋為高強(qiáng)度低松弛鋼
絞線( =1 860 N／mm )的情況進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算所得要求
A≥343 mm (實(shí)配要求3咖s15．7，As=45O mm ，考慮了永久錨
桿抗腐蝕的因素)。
對增加抗拔錨桿后的底板結(jié)構(gòu)局部抗 中切問題，先按照
錨索錨墊板尺寸300 mm x 300 mm、混凝土強(qiáng)度等級為C30
級，原結(jié)構(gòu)底板厚度為250 mm，局部抗沖切的計(jì)算截面有效
高度取ho=210 mm；再按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB 50010—2002中第7．7節(jié)的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算所得底板
的局部抗 中切承載力設(shè)計(jì)值可達(dá)429 kN，大于1．3 X =
1．3 X 234：304．2 kN，滿足要求。
由于在結(jié)構(gòu)柱位處，考慮到頂板結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，面層、園林
覆土質(zhì)量和結(jié)構(gòu)柱、樁基礎(chǔ)承臺的質(zhì)量，其可利用于抵抗水
浮力的質(zhì)量較大。以8 m x 8．5 m的柱網(wǎng)為例，上述總質(zhì)量可
達(dá)約1 800 kN，相應(yīng)位置的抗浮富余量很大，因此在每一個(gè)
柱網(wǎng)內(nèi)，僅在中間位置按照約3．0 mx 3．0 m的網(wǎng)格布置
5根N6根抗拔錨桿。
另外，本工程利用錨索施工在底板上開的孑L洞，采取
O．2 MPa～0．3 MPa壓力注漿填充底板底部與下部土層之間的
空隙，使底板與下部土層良好結(jié)合，以滿足承受底板豎向荷
載的要求。
5 結(jié)語
本工程不僅地下室地板、地梁出現(xiàn)了上浮，連柱及地下
室頂板、梁也均出現(xiàn)了不同程度的裂縫。我們通過分析工程
事故原因可知，準(zhǔn)確估計(jì)地下最高水位并據(jù)此確定地下室設(shè)
防水位十分重要。根據(jù)規(guī)范要求，應(yīng)結(jié)合具體工程，在初步勘
察階段建立地下水長期觀測孔，并參照地下水長年觀測資
料，提供初見水位、穩(wěn)定水位及抗浮設(shè)計(jì)水位。
開工前，業(yè)主單位應(yīng)組織施工、監(jiān)理等單位與勘察、設(shè)計(jì)
單位充分溝通，了解清楚地下水水位情況以及設(shè)計(jì)單位抗浮
設(shè)防考慮情況等基礎(chǔ)信息，特別是地質(zhì)勘察報(bào)告編寫時(shí)間與
實(shí)際施工時(shí)間相差較久遠(yuǎn)的工程，更應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的開工交底
工作。
對于有抗浮要求的地下結(jié)構(gòu)，施工單位應(yīng)編制專項(xiàng)施工
方案，以及各種極端工況下的應(yīng)急預(yù)案，并在極端情況出現(xiàn)
時(shí)，加強(qiáng)值班監(jiān)控工作。
對于現(xiàn)場排水條件不完備、周邊環(huán)境變化較大的工程，
應(yīng)在現(xiàn)場設(shè)立觀察井孔，及時(shí)監(jiān)測地下水位變化情況。
參考文獻(xiàn)
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