劉健 李薇

0 引言

近年來在建設(shè)中出現(xiàn)了多次因地下水浮力致使地下室底板隆起和開裂的事件,而這些上浮和底板開裂的地下室,很多都出現(xiàn)在一般沒有地下水或只有少量上層滯水的地區(qū)。對于類似場地地下水的浮力問題正越來越受到勘察、設(shè)計人員的關(guān)注。

1 工程概況

某體育館工程主體為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),地上2層,地下1層,勘察報告顯示在填土層中埋藏有少量上層滯水,但在勘察期間未發(fā)現(xiàn)地下水,填土層下的黏土層為不透水層?；釉谑┕み^程中未見明顯地下水,且基坑也不存在超挖現(xiàn)象。周邊建筑物的地下室比此處還低,未做抗浮設(shè)計,但未出現(xiàn)類似情況,因此按常理本工程可不做抗浮設(shè)計。

在主體施工完后發(fā)現(xiàn)地下室及二樓主場館地面出現(xiàn)隆起超過20 cm,武術(shù)場館最大隆起超過14 cm,網(wǎng)球場柱基礎(chǔ)部位最大隆起超過26 cm,相關(guān)梁柱出現(xiàn)裂縫。

2 地下室底板隆起原因

該地下室隆起的原因根據(jù)各方面綜合情況來看,應(yīng)該是由于南方地區(qū)雨水比較豐富,施工期間又經(jīng)歷了雨季,使得基坑四周地表水、地下水以及施工用水匯入坑內(nèi),并滲入到地下室底板下,由于基坑四周的黏土層均為不透水層,進(jìn)入基坑中的水就很難排出,這樣累積下來當(dāng)?shù)叵滤×Τ^一定值時,地下室底板便出現(xiàn)隆起現(xiàn)象,并使相應(yīng)梁柱產(chǎn)生裂縫。

3 處理措施

根據(jù)現(xiàn)場實際情況,首先應(yīng)進(jìn)行開孔泄壓,讓地下室底板回落。在此過程中應(yīng)考慮抽排水措施;同時應(yīng)考慮到是否會導(dǎo)致周邊建筑物及地面的沉陷,特別是南面與建筑物比較近的辦公樓基礎(chǔ),因此需設(shè)定觀測基準(zhǔn)點,觀測建筑物的沉降情況。經(jīng)考慮后先開設(shè)減壓孔,最大出水高度為1.9 m,圖1為地面某個測點沉降記錄圖表。該測點隆起195 mm,經(jīng)過泄壓,地下室底板逐漸回落。

3.1 結(jié)構(gòu)加固設(shè)計原則

加固改造方案除了要考慮建筑物的實際情況,還要符合加固設(shè)計規(guī)范的要求[1],使加固后的建筑物滿足使用要求及抗震構(gòu)造要求[2-4]。加固改造后使得建筑物使用年限延長,同時要考慮加固改造的工作量,節(jié)約造價。

3.2 加固方案及施工方法

1)加固方案。

本工程采用了改性混凝土增大截面、植鋼筋、鋼筋網(wǎng)抗裂復(fù)合砂漿及外粘碳纖維、鋼板等方法對房屋進(jìn)行加固施工。因為加固工程的特殊性,之前應(yīng)對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行卸載,施工時不得對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞性擾動。本工程所用混凝土采用C45改性混凝土,該改性混凝土中摻入占水泥重16%的ZM混凝土外加劑,為免振搗、自流密實成型、無收縮、微膨脹混凝土,可保證混凝土新老結(jié)合面共同工作。

2)施工方法。

a.混凝土鋼筋網(wǎng)抗裂復(fù)合砂漿施工工藝為:表面鑿毛、壓力水清洗→布置鋼筋網(wǎng)、植錨鋼筋→涂刷WJJ界面劑→分3次抹摻HPPC的 M40抗裂復(fù)合砂漿30厚,養(yǎng)護(hù)。

b.新增的鋼筋與原結(jié)構(gòu)采用植鋼筋技術(shù)進(jìn)行錨固,施工工藝如下:

要求:鋼筋植入深度為12d～15d,并對所植鋼筋按鋼筋設(shè)計強(qiáng)度進(jìn)行抗拔試驗。

順序:定位→鉆孔→注膠→植筋→固化。

注膠在潮濕環(huán)境下采用WJ結(jié)構(gòu)膠,干燥環(huán)境下采用ESA結(jié)構(gòu)膠。

加固結(jié)構(gòu)在粘碳纖維之前,應(yīng)設(shè)法對被加固構(gòu)件適量卸載,減少應(yīng)力滯后,提高加固效果。

粘碳纖維施工工藝如下:

涂刷底層:主要作用是增加粘結(jié)面的強(qiáng)度,同時提高碳纖維與基層之間的粘結(jié)。

涂粘結(jié)構(gòu)膠:作用是粘結(jié)碳纖維。

粘貼纖維布:碳纖維布現(xiàn)場裁剪,分段粘貼時搭接長度為150 mm,粘貼時用棍子滾壓,擠出氣泡,如局部出現(xiàn)空鼓使用針筒注膠修補,保證有效粘貼飽滿度不小于90%。

注膠在潮濕環(huán)境下采用WJ結(jié)構(gòu)膠,干燥環(huán)境下采用ESA結(jié)構(gòu)膠。

施工溫度控制在10℃～30℃之間。

4 結(jié)語

工程已竣工一年多并投入使用至今,用戶反映良好。該工程設(shè)計實踐表明,碳纖維加固法和粘貼鋼板加固法可以滿足本工程加固需要。

地下室工程應(yīng)對水文地質(zhì)條件的變化可能造成的影響引起足夠的重視,一個工程是否要考慮地下水的浮力不能完全根據(jù)勘察時場地有無地下水來判斷,且施工單位在施工過程中一定要按要求對回填土進(jìn)行認(rèn)真分層夯實處理。

[1]GB 50010-2002,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[2]GB 50011-2001,建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].

[3]GB 50023-95,建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]GB 50292-1999,民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].