某工程地下室上浮原因分析及處理

魏傳洪 許光進 熊 暢 羅先勇 張羽洪

（中國建筑第七工程局有限公司，河南鄭州450000）

隨著城市化進程的加快，人們對于空間利用率的要求不斷提高，地下室作為人類活動空間延伸的重要載體，已成為現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中不可或缺的組成部分。但在地下室施工過程中，由于持續(xù)暴雨等極端天氣導致的地下室上浮、開裂等問題屢見不鮮，也已成為影響建筑施工工程質(zhì)量的一大毒瘤。所以，分析地下室上浮原因、研究應對策略對于提高工程質(zhì)量、增加工程壽命具有重要的現(xiàn)實意義。

1 工程概況

某工程地下室共一層，面積為9642.24m2；地下室底板面標高-4.50～-5.10m，局部為-5.35m，地下室底板為結(jié)構(gòu)找坡，底板厚度350mm，局部厚400mm。地下室南面為辦公樓，共八層，建筑高度37.35米；北面為會議中心，共三層，建筑高度19.40米；東面為山體；該地下室底板標高較低，整體呈盆狀。該工程基礎(chǔ)為預應力管樁，直徑400～500mm。在連續(xù)4天大雨后，2017年5月26日上午9點左右，監(jiān)理巡查發(fā)現(xiàn)該地下室金剛砂找平層局部及柱上下節(jié)點部位有大量開裂現(xiàn)象。隨后進行底板及頂板標高復核，均出現(xiàn)局部上浮現(xiàn)象。

地下室底板于2016年8月20日澆筑完成，辦公樓于2017年3月21日封頂，會議中心于2017年3月24日封頂。地下室后澆帶于2017年3月26日澆筑完成。事故發(fā)生時，辦公樓正在進行外墻磚鋪貼施工；會議中心首層砌體施工完成。后澆帶澆搗混凝土前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有水從后澆帶預留處流出，為了確保地下室底板不滲漏，在其混凝土澆搗前，施工單位對漏點進行了封堵。

2 事故原因分析及處理方法討論

鑿開地面金剛砂找平層開裂部位，發(fā)現(xiàn)該裂縫延伸至底板內(nèi)部，未見滲水，鑿開柱上下節(jié)點開裂處，發(fā)現(xiàn)該裂縫延伸至柱箍筋內(nèi)部。經(jīng)設計初步確認，上述部位裂縫產(chǎn)生原因為：近日雨水較多，使地下水位過高，在水位交替變化過程中引起豎向差異變形，加上地下室頂板回填土沒有及時回填，造成底板水壓過高抬升構(gòu)件、水位下降構(gòu)件回落時形成的底板擠壓裂紋、立柱拉裂裂縫。

事故發(fā)生后，施工單位、監(jiān)理單位、建設單位、設計單位就事故原因進行了進一步分析。

2.1 施工單位意見

2.1.1 施工單位原因分析

（1）基礎(chǔ)承臺處于粗砂層，含水豐富，對基礎(chǔ)和底板產(chǎn)生較大浮力；（2）地下室頂板覆土高度不夠，其重量不足以抵抗地下水對基礎(chǔ)產(chǎn)生的浮力。

2.1.2 施工單位建議處理措施

經(jīng)過現(xiàn)場查看，此次質(zhì)量問題未對主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大的影響，建議處理措施如下：（1）增加地下室頂板覆土厚度，增加抗浮力度；（2）在室外設取水井，降低水位，減小浮力，所取水可做中水利用；（3）設錨索抵抗浮力，對于已經(jīng)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)裂縫，可待雨季過去、變形穩(wěn)定后采用灌注環(huán)氧樹脂的工藝加固；（4）地板下沖水蝕空可以灌注粗砂或細石之后加壓注水泥漿處理；（5）現(xiàn)場加強變形觀測。

2.2 監(jiān)理單位意見

2.2.1 監(jiān)理單位原因分析

（1）基礎(chǔ)承臺處于粗砂層，含水豐富，對基礎(chǔ)和底板產(chǎn)生較大浮力；（2）8軸以東粗砂層相對較薄，含水量小，浮力相對較小，所以該部位構(gòu)件未產(chǎn)生裂紋；（3）整個單層地下室未設置抗拔樁。

2.2.2 監(jiān)理單位建議處理措施

（1）同意對地下室頂板進行覆土前在室外設集水井進行取水，減小地下水對地下室基礎(chǔ)產(chǎn)生浮力的意見；不同意永久設置集水井取水，原因是長期抽取地下水，會對周邊建筑物產(chǎn)生不利影響；（2）同意先按照設計院意見進行處理，即嚴格按圖施工，暫時在地下室集水井開孔泄水減壓，及時對地下室頂板進行覆土回填；（3）增加抗拔設施（錨索、錨桿等）；（4）要求相關(guān)單位做好如下工作，為之后的處理提供幫助：①設計院對地下室相應部位的立柱等截面尺寸、配筋進行抗浮核算；同時，對未設置抗拔樁部位進行核算，是否滿足抗浮要求；②沖洗干凈一跨（8米×8.4米）未做金剛砂面層的地下室底板，觀察是否產(chǎn)生新的裂紋；③設置水位觀測井，對建筑物進行沉降觀測，對已經(jīng)產(chǎn)生的裂紋進行觀測，并記錄好相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.3 設計單位意見

2.3.1 設計單位原因分析

同意施工單位提出的基礎(chǔ)承臺處于粗砂層，含水豐富，對基礎(chǔ)和底板產(chǎn)生較大浮力的看法，不認同覆土高度不夠不足以抵消地下水所產(chǎn)生浮力的意見，不認同監(jiān)理單位提出的地下室上浮原因是由于沒有設置抗拔樁。設計單位指出：經(jīng)過計算，覆土重量加結(jié)構(gòu)自重可以抵抗地下水產(chǎn)生的浮力。導致一些構(gòu)件產(chǎn)生裂紋的主要原因：（1）基礎(chǔ)承臺處于粗砂層，含水豐富，對基礎(chǔ)和底板產(chǎn)生較大浮力；（2）地下室頂板覆土沒有在基坑周邊回填前完成。

2.3.2 設計單位建議處理措施

嚴格按圖施工，暫時在地下室集水井開孔泄水減壓，及時對地下室頂板進行覆土回填。

2.4 建設單位意見

要求相關(guān)單位客觀分析事件產(chǎn)生的原因，盡快采取有效措施，確保不影響結(jié)構(gòu)安全，不影響使用功能，不影響工程按時交付使用?；诔杀究刂频目紤]，并不同意采取長期降水的處理措施。

2.5 最終處理意見

（1）盡快對地下室頂板進行覆土回填，利用配重平衡水壓力；（2）暫時在地下室集水井開孔泄水減壓，雨季過后對泄水孔處進行灌砂、注漿封堵；（3）在地下室擋土墻外設置水位觀測井對地下水位進行觀測，對地下室進行沉降觀測，對已產(chǎn)生的裂縫進行觀測，并做好相關(guān)記錄。

施工單位根據(jù)會議確定處理措施，立即開展補救措施。該地下室定期跟蹤監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，在采取上述處理措施之后，地下室上浮情況得到有效控制，未出現(xiàn)構(gòu)件異?，F(xiàn)象。處理效果得到建設單位、監(jiān)理單位、設計單位的一致認可。

3 結(jié)論與建議

結(jié)合在該地下室施工過程中所遇到的實際問題，文章提出了設計單位及施工單位應該注意的問題：

3.1 設計單位層面

設計單位不僅應注重構(gòu)件設計，還應加強對整體的抗浮驗算工作的重視程度，在計算抗浮水位時應考慮地區(qū)地質(zhì)特點、地下水給排問題等多種因素，適當提高抗浮計算水位，以保證在極端情況下地下室的抗浮能力。設計單位應根據(jù)實際情況綜合采用配重、設置抗拔樁或抗浮錨桿、泄水減壓抗浮等方法預防地下室上浮。此外，底板外挑、外側(cè)面選用粗糙材料也對防止地下室上浮具有積極作用。

3.2 施工單位層面

應注意將地下室頂板回填土進行及時回填，防止造成底板擠壓裂紋、立柱拉裂裂縫；施工單位應高度重視上浮問題，跟蹤監(jiān)測上浮程度及變化，將有關(guān)數(shù)據(jù)及時記錄，形成后期原因分析、方案提出的重要依據(jù)；此外，還應就該地下室上浮問題及時與設計單位溝通，盡快形成較為有效的解決方案。

4 結(jié)束語

地下室上浮是常見的工程質(zhì)量事故，設計單位及施工單位任何一方的疏忽都易導致該事故的發(fā)生，對地下水豐富、極端天氣多發(fā)地區(qū)尤其如此。鑒于地下室上浮帶來的嚴重后果，各工程參建方應重視地下室上浮的預防與處理，做好事前預防、事中控制、事后補救工作，避免對工程質(zhì)量安全造成不利影響。