成都某工程地下室底板開(kāi)裂滲水技術(shù)分析

吳 波， 羅 康， 唐元麗

(1.成都市建科院工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司， 四川成都 610051;2. 成都市建筑科學(xué)研究院有限公司，四川成都 610051)

成都西區(qū)地貌單元一般屬于岷江水系Ⅰ級(jí)階地，地下地層主要為砂卵石層，埋深較淺，地下水位較高。隨著城市建設(shè)的大量開(kāi)展，大量工地開(kāi)始降水，造成成都西區(qū)地下水位不斷降低，進(jìn)而導(dǎo)致工程勘察時(shí)的地下水位較低。隨著后期越來(lái)越多的工程竣工并停止降水，該區(qū)域地下水水位不斷升高。特別是在夏季大暴雨后，越來(lái)越多的地下室抗水板出現(xiàn)開(kāi)裂、滲水現(xiàn)象，部分地下室甚至出現(xiàn)梁柱開(kāi)裂的現(xiàn)象，給人民群眾造成較大的財(cái)產(chǎn)損失。如何科學(xué)合理的對(duì)地下室開(kāi)裂、滲水進(jìn)行技術(shù)分析，并進(jìn)行后續(xù)處理，已成為亟待解決的問(wèn)題。

1 工程概況

該工程位于四川省成都市溫江區(qū)，主樓地下室為單層剪力墻結(jié)構(gòu)、中庭地下室為單層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。該工程地下室主體完工時(shí)間為2014年5月。2018年8月初暴雨后，該工程地下室局部底板出現(xiàn)開(kāi)裂、滲水現(xiàn)象。

2 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)

(1)GB/T 50344-2004《建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》。

(2)JGJ/T 152-2008《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》。

(3)CECS 293:2011《房屋裂縫檢測(cè)與處理技術(shù)規(guī)程》。

(4)GB 50009-2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》。

(5)GB 50007-2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》。

(6)GB 50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》。

(7)該項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告。

(8)該項(xiàng)目建筑和結(jié)構(gòu)施工圖。

3 查閱相關(guān)資料及說(shuō)明情況

3.1 地勘報(bào)告

經(jīng)查閱該工程地勘報(bào)告表明：

(1)場(chǎng)地位于溫江區(qū)，為岷江一級(jí)階地，地勢(shì)平坦。

(2)場(chǎng)地內(nèi)主要土層自地面向下各層分別為：雜填土、粉土、卵石；基礎(chǔ)底面及抗水板底面以下土層為卵石層。

(3)場(chǎng)地地下水位埋藏于第四系砂卵石層中的孔隙潛水，主要由金馬河、大氣降水及區(qū)域地下水補(bǔ)給。場(chǎng)地地下水水量豐富，水位變化主要受季節(jié)性降水控制。

(4)高層以中密或密實(shí)卵石層為基礎(chǔ)持力層，采用筏板基礎(chǔ)。別墅等多層采用獨(dú)立柱基，以卵石層為基礎(chǔ)持力層。

(5)建議場(chǎng)地地下室的抗浮設(shè)計(jì)水位為516 m。

3.2 設(shè)計(jì)圖紙

經(jīng)查閱該項(xiàng)目施工圖表明：

(1)該工程中庭地下室為單層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，中庭地下室縱、橫向主要柱距為7.8 m。

(2)該工程中庭采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，獨(dú)立基礎(chǔ)的持力層設(shè)置在中密卵石層上，地基承載力特征值fak應(yīng)不小于380 kPa。地下室基礎(chǔ)之間設(shè)抗水板，抗水板厚度300 mm，配筋為雙層雙向C12@150，板頂標(biāo)高均為-5.000 m；地下室底板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，抗?jié)B等級(jí)為P6。

(3)本工程±0.000相當(dāng)于總圖絕對(duì)標(biāo)高519.80 m；抗浮設(shè)計(jì)水位516.00 m。

(4)地下室底板做法從上至下依次為50 mm厚C20細(xì)石混凝土保護(hù)層、1道1.5 mm厚聚氨酯防水涂料(環(huán)保型)、20 mm厚水泥砂漿找平層、300 mm厚自防水鋼筋混凝土底板、50 mm厚C20細(xì)石混凝土保護(hù)層、各1.5 mm厚2道高分子復(fù)合防水卷材、20 mm厚1∶2.5水泥砂漿找平層、100 mm厚C15混凝土墊層。

(5)地下室頂板在室外綠化地坪下考慮1.2 m覆土。

3.3 委托方所發(fā)函件

經(jīng)查閱委托方提供的《關(guān)于該項(xiàng)目地下室中庭抗水板滲水鑒定相關(guān)說(shuō)明的函》表明：

委托方根據(jù)相鄰項(xiàng)目(與本項(xiàng)目為同一建設(shè)單位)的場(chǎng)地標(biāo)高、抗浮設(shè)防水位及相關(guān)檢測(cè)、調(diào)查，確定本項(xiàng)目在暴雨后地下水位達(dá)518.0 m。

4 現(xiàn)場(chǎng)檢查、檢測(cè)情況

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查表明，未發(fā)現(xiàn)因地下室整體上浮所致地下室梁、柱及墻體的明顯裂縫及損傷，見(jiàn)圖1。

圖1 地下室梁、柱無(wú)明顯裂縫及損傷

4.1 地下室底板鋼筋配置情況

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該項(xiàng)目中庭底板的配筋情況進(jìn)行抽測(cè)，抽測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1[1]。

表1 中庭地下室底板板面配筋情況現(xiàn)場(chǎng)抽測(cè)結(jié)果 (單位：mm)

4.2 地下室底板裂縫情況

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查表明[2]：

(1)該項(xiàng)目中庭地下室底板面層局部有積水現(xiàn)象，見(jiàn)圖2。

圖2 地下室底板面層局部有積水

(2)該項(xiàng)目中庭地下室底板面層局部進(jìn)行了修補(bǔ)，見(jiàn)圖3。

圖3 底板面層局部進(jìn)行了修補(bǔ)

(3)該項(xiàng)目中庭地下室底板面層局部出現(xiàn)裂縫，面層裂縫表面抽測(cè)寬度為0.1～2.5 mm，見(jiàn)圖4；部分面層局部出現(xiàn)龜裂，見(jiàn)圖5。

圖4 地下室底板面層局部出現(xiàn)裂縫

圖5 地下室底板部分面層局部出現(xiàn)龜裂

(4)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)出現(xiàn)裂縫修補(bǔ)痕跡及開(kāi)裂的面層進(jìn)行局部剔鑿，鑿開(kāi)面層后檢查表明，底板板面均未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫，見(jiàn)圖6；個(gè)別面層(臨近10～15/B～C軸區(qū)域)鑿開(kāi)后，水從面層與底板之間滲入此處，見(jiàn)圖7。

圖6 底板板面未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫

圖7 水從面層與底板之間滲入

(5)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，底板10～15/B～C軸區(qū)域滲水較為嚴(yán)重，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，委托方已在該區(qū)域四周及局部鑿開(kāi)面層，并現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)鑿排水溝(僅鑿開(kāi)面層形成微型排水溝)將水導(dǎo)流至較近集水坑，見(jiàn)圖8、圖9。

圖8 滲水嚴(yán)重區(qū)域開(kāi)鑿面層

圖9 滲水嚴(yán)重區(qū)域開(kāi)鑿排水溝

現(xiàn)場(chǎng)剔鑿開(kāi)該區(qū)域板4個(gè)角部柱部分面層后，水隨即布滿(mǎn)揭開(kāi)區(qū)域，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)B/15軸柱基礎(chǔ)及C/15軸柱基礎(chǔ)與抗水板之間發(fā)生沖切破壞，沖切裂縫寬度最大達(dá)10 mm，基礎(chǔ)上部混凝土沿著基礎(chǔ)上部鋼筋面層開(kāi)裂。見(jiàn)圖10、圖11。

圖10 柱基礎(chǔ)與抗水板之間發(fā)生沖切破壞

圖11 柱基礎(chǔ)與抗水板之間發(fā)生沖切破壞

4.3 地下室底板鉆芯檢測(cè)情況

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)鉆芯抽測(cè)表明：

(1)該項(xiàng)目底板抽測(cè)面層厚度為70～80 mm(滿(mǎn)足設(shè)計(jì))。

(2)考慮到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，現(xiàn)場(chǎng)僅在10～15/A～B軸區(qū)域?qū)顾邈@取芯樣，見(jiàn)圖12，測(cè)量抗水板厚度為260 mm，略低于設(shè)計(jì)值。

圖12 抗水板芯樣

(3)經(jīng)對(duì)該項(xiàng)目中庭地下室底板的混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行抽測(cè)，抽測(cè)結(jié)果表明，該項(xiàng)目10～15/B～C軸區(qū)域底板的混凝土強(qiáng)度推定值為30.9 MPa，10～15/A～B軸區(qū)域底板的混凝土強(qiáng)度推定值為37.8 MPa，10～15/B～C軸區(qū)域底板的混凝土強(qiáng)度推定值為23.8 MPa。

(4)經(jīng)對(duì)該項(xiàng)目中庭地下室底板的混凝土抗?jié)B性能進(jìn)行抽測(cè)，抽測(cè)結(jié)果表明，該項(xiàng)目地下室中庭底板抽測(cè)的混凝土均達(dá)到設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)P6的要求[3]。

4.4 地下室頂板覆土檢測(cè)情況

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)地下室頂板以上的覆土厚度進(jìn)行抽測(cè)(位置8～10/B～C)，見(jiàn)圖13。檢測(cè)其厚度為1.2m，與設(shè)計(jì)圖相符。

圖13 地下室頂板覆土厚度檢測(cè)

5 承載能力驗(yàn)算

5.1 驗(yàn)算條件[4]

(1)鑒于正值雨季，且發(fā)生多次特大暴雨，場(chǎng)地水位較往年有所升高，據(jù)委托方調(diào)查及檢測(cè)，場(chǎng)地現(xiàn)階段水位標(biāo)高為518.000 m(-1.800 m)。故本次驗(yàn)算除了對(duì)原設(shè)計(jì)抗浮水位516.000 m(-3.800 m)進(jìn)行抗浮驗(yàn)算外，亦對(duì)委托方提供的場(chǎng)地現(xiàn)水位進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。

(2)底板結(jié)構(gòu)板面標(biāo)高按設(shè)計(jì)圖紙為-5.000 m(514.800 m)。

(3)頂板上覆土厚度取實(shí)測(cè)值1.2 m。

(4)底板板面外加恒載標(biāo)準(zhǔn)值按現(xiàn)場(chǎng)抽測(cè)面層平均厚度取值，為1.54 kN/m2。

(5)底板材料強(qiáng)度、截面尺寸和配筋等按設(shè)計(jì)圖紙并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)抽測(cè)結(jié)果取值。

(6)采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPM軟件對(duì)本項(xiàng)目地下室整體抗浮和局部抗浮能力進(jìn)行驗(yàn)算。

5.2 驗(yàn)算結(jié)果[5-6]

(1) 原設(shè)計(jì)抗浮水位(516.000 m)整體抗浮驗(yàn)算。經(jīng)驗(yàn)算表明：在水位標(biāo)高為516.000 m時(shí)，項(xiàng)目中庭地下室結(jié)構(gòu)能滿(mǎn)足整體抗浮要求。

(2)原設(shè)計(jì)抗浮水位(516.000 m)局部抗浮驗(yàn)算。經(jīng)驗(yàn)算表明：在水位標(biāo)高為516.000 m時(shí)，項(xiàng)目中庭地下室底板抗彎承載能力滿(mǎn)足要求；底板抗沖切承載能力滿(mǎn)足要求。

(3)抗浮水位518.000 m整體抗浮驗(yàn)算。經(jīng)驗(yàn)算表明：在水位標(biāo)高為518.000 m時(shí)，項(xiàng)目中庭地下室結(jié)構(gòu)不能滿(mǎn)足整體抗浮要求。

(4)抗浮水位518.000 m局部抗浮驗(yàn)算。經(jīng)驗(yàn)算表明：在水位標(biāo)高為518.000 m時(shí)，項(xiàng)目中庭地下室底板抗彎承載能力不滿(mǎn)足要求；底板抗沖切承載能力不能滿(mǎn)足要求。

6 裂縫原因分析

根據(jù)裂縫的位置、走向、形態(tài)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及檢查情況、該項(xiàng)目地勘資料、施工圖紙、水位資料等和抗浮能力驗(yàn)算綜合分析：

(1)地勘報(bào)告和設(shè)計(jì)采用的抗浮水位為516.000 m，委托方提供場(chǎng)地現(xiàn)水位標(biāo)高為518.000 m。

(2)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查表明，未發(fā)現(xiàn)因地下室整體上浮所致地下室梁、柱及頂板的明顯裂縫及損傷。

(3)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)B/15軸柱基礎(chǔ)及C/15軸柱基礎(chǔ)與抗水板之間發(fā)生沖切破壞；未發(fā)現(xiàn)中庭地下室底板其余部位有因抗浮引起的明顯變形及可見(jiàn)裂縫。

(4)抽測(cè)抗水板厚度略低于設(shè)計(jì)要求。

(5)抽測(cè)的該項(xiàng)目中庭地下室底板混凝土強(qiáng)度推定值分別為30.9 MPa、37.8 MPa、23.8 MPa。個(gè)別區(qū)域混凝土強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)圖要求。

(6)抽測(cè)的該項(xiàng)目中庭地下室底板混凝土均達(dá)到設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)P6的要求。

(7)經(jīng)按地勘和設(shè)計(jì)采用的抗浮水位516.000 m和委托方提供的場(chǎng)地現(xiàn)水位518.000 m進(jìn)行抗浮驗(yàn)算表明，在水位標(biāo)高為516.000 m時(shí)，中庭地下室的整體和局部抗浮均滿(mǎn)足要求；在水位標(biāo)高為518.000 m時(shí)，中庭地下室的整體抗浮和局部抗浮均不滿(mǎn)足要求。

綜上所述，該項(xiàng)目中庭地下室底板局部開(kāi)裂破壞及滲水原因分析：連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間暴雨作用下，場(chǎng)地地下水位的升高使得該項(xiàng)目中庭地下室底板抗彎承載力和抗沖切承載力不滿(mǎn)足要求，加之10～15/B～C軸區(qū)域板厚略低于設(shè)計(jì)要求，使該區(qū)域抗水板出現(xiàn)開(kāi)裂，并使15/B軸柱與15/C軸柱發(fā)生沖切破壞，地下水隨沖切裂縫涌上板面。

7 鑒定結(jié)論

經(jīng)對(duì)該項(xiàng)目中庭地下室底板裂縫進(jìn)行技術(shù)鑒定，鑒定結(jié)論：

(1)該項(xiàng)目中庭地下室頂部梁、柱及墻體未出現(xiàn)明顯裂縫及損傷，除10～15/B～C軸區(qū)域抗水板發(fā)生破壞外，其余底板面層出現(xiàn)開(kāi)裂、龜裂及開(kāi)裂后修補(bǔ)現(xiàn)象，抽測(cè)其余區(qū)域抗水板本身未出現(xiàn)明顯裂縫。

(2)10～15/B～C軸區(qū)域底板局部出現(xiàn)開(kāi)裂破壞、15/B軸柱與15/C軸柱發(fā)生沖切破壞主要系雨季場(chǎng)地地下水位的上漲引起該區(qū)域底板抗浮承載能力不滿(mǎn)足要求所致。

8 建議

(1)對(duì)受損的構(gòu)件進(jìn)行可靠的加固處理及防水處理。

(2)對(duì)本次現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)的取芯部位作可靠修補(bǔ)。

(3)對(duì)超過(guò)抗浮設(shè)防的水位采取可靠措施進(jìn)行處理。

9 小結(jié)

近年來(lái)成都地區(qū)地下水位的不斷升高，導(dǎo)致越來(lái)越多的房屋地下室抗浮穩(wěn)定性不能滿(mǎn)足要求，引起地下室底板開(kāi)裂、滲水等一系列破壞，通過(guò)對(duì)該工程實(shí)例的詳細(xì)技術(shù)分析，為其它同種類(lèi)型的事故分析提供了方法參考，也為以后工程的設(shè)計(jì)提供了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。