孙林元．吴刚：某工程地下室底板开裂原因分析及处理措施 某工程地下室底板开裂原因分析及处理措施 孙林元。吴刚 （江苏省华建建设股份有限公司深圳分公司，广东深圳５１８０００） 摘要：深圳这样的沿海城市地下水丰富，雨季旱季分明，降水集中在雨季，台风带来的雨水量大，时间集中。由 于抗浮设计不足或施工失误所造成的建筑物、构筑物等结构发生倾斜、上浮的事故屡有出现。文章分析了某 工程地下室底板开裂原因．并提出处理措施。 关键词：平板式筏基；起拱开裂；底板加载；降水井；排水管网 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏａｓｔａｌ ｃｉｔｙ ｓｕｃｈ ａｓ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ｔｈａｔ ｈａｓ ｒｉｃｈ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ，ａｎｄ ｄｉｓｔｉｎｃｔ ｒａｉｎｙ ａｎｄ ｄｒｙ ｓｅａｓｏｎｓ，ｗｉｔｈ ｒａｉｎｆａｌｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｉｎｙ ｓｅａｓｏｎ．Ｔｈｅ ｔｙｐｈｏｏｎ ｂｒｉｎｇｓ ａ ｌａｒｇｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｒａｉｎ ｗａｔｅｒ ｉｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｔｉｍｅ． Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｌｏａｔｉｎｇ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ａｎｔｉ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｏｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒｓ ｈａｐｐｅｎ ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ．Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｒａｃｋｉｎｇ ｏｆ ａ ｂａｓｅｍｅｎｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｌａｔｅ ｔｙｐｅ ｒａｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ａｒｃｈ ｃｒａｃｋｉｎｇ；ｂｏｔｔｏｍ ｐｌａｔｅ ｌｏａｄｉｎｇ；ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ ｗｅｌｌ；ｄｒａｉｎａｇｅ ｐｉｐｅ ｎｅｔｗｏｒｋ Ｏ 引言 该工程总用地面积为６万多ｍｚ．地下室三层 随着城市化进程的加快．特别是“北上广深” 面积为９万多ｍｚ。基础大部分采用预应力管桩，部 分人工挖孑Ｌ桩的形式．地下室裙房部分柱距８．４ ｍ× ８．４ ｍ。柱截面尺寸为６００ ｍｍｘ６００ ｍｍ．地下室底 板为平板式筏基．设计厚度３００ ｍｍ．配筋为 ｌ０＠１４０，地下室楼板板厚１００ ｍｍ厚．配筋为 ８＠２００；地下室顶板由主次梁结构的单向板组成． 板厚１５０ ｍｍ。顶板底筋 ８＠１５０．顶板板面筋 １０＠３００（图１，２）。 这样的一线城市．人口急剧增加．城市汽车保有量 不断攀升．向地下要空间成为城市的一种需求．大 体积多层地下室必然成为一种发展趋势 一般来 说．地下停车库面积及设备房面积划为不计容积 率面积．于是建设单位希望将地下室以及裙房做 大．充分利用用地面积。基础埋深越大，地下结构 受地下水位的影响也相对增加 深圳这样的沿海 城市地下水丰富．雨季旱季分明．降水集中在雨 季，台风带来的雨水量大，时间集中。由地下水水 浮力所造成的建筑物、构筑物等上部结构发生倾 斜、上浮的事故屡有出现。 １ 工程概况 某工程位于深圳市龙岗区．该工程地下三层． 其中地下三层为全埋地下室，地下一、二层为半地 下室，地下室用途为停车库、设备用房、沿街商业， 地上由６栋塔楼组成 －图１抗拔桩桩顶构造大样 ５４－ ， 盎材 垒墅 塑 孙林元。吴刚：某工程地下室底板开裂原因分析及处理措施 ３开裂原因分析 ３．１设计原因分析 训 （１）根据《建筑地基基础设计规范））（ＧＢ５０００７— ２０１ １）中规定：①８．４．６条，平板式筏基的板厚应满足 柱下受冲切承载力的要求。②８．４．７条，平板式筏基 抗冲切验算时应符合下列规定．平板式筏基进行抗 【 翊 臣 ｌ 图２抗拔桩平面 冲切验算时应考虑作用在冲切界面重心上的不平 衡弯矩产生的附加剪力 对基础的边柱和角柱进行 冲切验算时．其冲切力应分别乘以１．１和１．２的增 抗拔桩采用预应力管桩，桩外径５００ ｍｍ．桩 壁厚１２５ ｍｍ：勘察报告中指出。勘察期间各孑Ｌ均 见地下水．测得钻孑Ｌ中地下稳定水位埋深０．６０ ７．８０ ｍ，水位会随雨季、旱季的变化而有所升降。 ２事故现象描述 大系数。板的最小厚度不应小于５００ ｍｍ。③８．４．１２ 第２条．当底板区格为矩形双向板时．底板受冲切 所需的厚度ｈ 与最大双向格板的短边净跨之比不 应小于１／１４，且板厚不应小于４００ ｍｍ。④８．４．１２第４ 条，当底板板格为单向板时．其底板厚度不应小于 ４００ｍｍ。 各栋塔楼４月中旬封顶后．正处于雨季。在５ 月初的日常质量检查过程中．起初发现地下室裙 房负三层底板出现几处裂缝．初步判定裂缝为混 凝土收缩裂缝．并采用了环氧树脂胶注浆封堵裂 缝。但在后期的质量检查过程中发现．大量裙房独 立柱根部底板起拱并开裂。裙房底板面上拱．开裂 处并伴有渗水现象．且水量较大，部分梁柱节点开 裂。楼板面出现有规律的裂缝（图３．４）。经实测底 板上拱最大量为ｌ５ ｃｍ．最大裂缝宽达１ ｃｍ （２）《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》 ＪＧＪ６—２０１ｌ中规定：６．４．５第４条．均匀布桩的梁板 式筏基的底板和箱基底板的厚度除应满足承载力 计算要求外．其厚度与最大双向板格的短边净跨之 比不应小于１／１４．且不应小于４００ ｍｍ。平板式筏基 的厚度不应小于５００ ｍｍ （３）以上规范中明确了基础底板除应满足设计 计算，还必须满足最小板厚的要求。该项目设计底 板厚度仅为３００ ｉｌｌｍ。明显不满足设计规范要求。 ３．２施工原因分析 （１）本工程采用预应力管桩作为抗拔桩．管桩 在接长施工过程中采用焊接连接（图５）．制约焊缝 质量的因素很多．如操作时的温度和湿度、桩身垂 直度、桩端焊接后基本无防腐措施等因素都在影响 着桩接头部位的耐久性 图３裙房柱根开裂 渗水 图４底板局部注浆裂缝 图５ 桩焊接接长 －－ｊ５＝盘材型 墅 塑 ５５－ 孙林元，吴刚：某工程地下室底板开裂原因分析及处理措施 （２）桩 承台连接设计要求为：桩深入承台内 １０ ｃ・ｍ．放苜桩心钢筋笼后灌心处理（抗拔桩钢筋笼 高度大于３．２ ｍ）。如桩心被黏土或杂物堵塞，雄以清 理，放置３．２ ｍ的钢筋笼要求便难以达成（图６），质 勘察没汁单位根据检测单位小具的检测报告． 提Ｈ｛了修复方案 分圳对底板、顶板进行修复ＪＪｎ同． 底板』Ｊ『１载．加厚混凝土底扳．增加降水井及排水管 网；顶板板底粘贴碳纤维加同，顶板梁包钢板加同； 璇监控如未及时发现，底板的抗浮能力将大打折扣。 地下搴外墙周边增』Ｊｎ排水沟、排水井 ５．１底板处理措施 ５．１．１底板加载．叠ｌＪＪＩ１ ２５０ ｎ】１１］厚钢筋混凝土底板 蒋合 域配筋为单层双向 １６＠１５０．并通过 设 托．ｘ－ ｋ：钢筋（１）８＠９００（梅花形布置）与底板连接． 叠合板遇已有填充墙或排水沟边缘处没置暗梁．叠 度大于３ｌ己ｎ 合板仲人暗梁内：若叠合板端部遇剪力墙或混凝土 柱．则新增板筋植入柱墙内 ．新增底板混凝土强度 为Ｃ３０Ｐ８（ ７，８）。、 ｌｌ ｌ１ ——Ｖ —————— ｌｌ ｌＩ 。圈６抗拔桩桩心清理深度 Ｉ／ ／■ 一一 二 ＿ｒ Ｉ （３）原设计顶板覆土６００ ｍｉｌ１．发生底板上浮时 裙房顶板还未具备覆土条件．且底板后浇带也封闭 完成．讲房结构自重不足以抵抗浮力． ．＼＼伯船毒 ＢＩ ＠ １ｆ） 拇 书氍ｉ Ｉ － 一一一一一一（４）地下 周边…填土设计要求： 实系数为 ０．９４．分层『【１］填、每层』 实。地下窜周边回填土料的 选择把 ／ｆ 严．分层叫填厚度把控不严．夯实遍数 』 ＿ ．．…．．一１ Ｉ ．Ｉ ｌ Ｉ ＾ ｌ．Ｉ 未严格遵守等ｌ 素导致同填土压实系数达不到设 汁 求，周边土体含水量大．渗透性强 加之地下室 ａ１加固 川边排水不畅．遇到集 ｔｌ降雨．对地下室的抗浮相 ’Ｉ， 利 ４应急措施 （１）建设 位立即会同勘察设计单位、施工单 化、监理单位对现场情况进行了解、分析，有针对性 地挺ｍ修复方案、 （２） 上拱 域底板上开孔泄压．开孔直径为 图７（ｂ）剖面 底板叠合配筋 ｌ０ Ｉ１．以减小地下水浮力．并将水弓１人集水坑及时 排ｍ 底板排ｆＩＩ的水清澈．未混杂泥沙 （３）…施ｌ 位进行地下室上拱区域每隔２ ｔｎ没 …个脱测点．进行标高测量．及时与 纸设计底板 （４）地Ｆ窜周边ｉｎ１填土区域设置临时排水沟、 标高比对，每人早、巾、晚各一次，记录观测数据 集水坑．防止地表水渗入．减轻抗浮压力、 （５）ＩＩ：Ｉ具备资质的检奁单位对地下室破损情况进 行检测，查明受损情况．以便下一步修复措施的实行 ５修复措施 －图８底板叠合边缘暗梁大样 ５６ ・ 盎材 鱼 篁鱼塑 孙林元．吴刚：某工程地下室底板开裂原因分析及处理措施 ５．１．２增加降水井及排水管网 在叠加的２５０ ｍｍ厚底板内铺设排水管．与降 水井联通．降水井位置根据修复方案要求设置 （１）以留孔位置中心开凿直径为ｌ ０００ ｍｍ的洞 Ｅｌ混凝土凿除，钢筋沿中点截断并向上弯折：若开 ，５．１．３对已有底板裂缝注浆并粘钢板修复 （１）对板面大于０．２ ｍｍ的裂缝均应采用环氧 树脂类压力灌浆进行修补（图ｌ２）。 环氧树指类压力灌桨且封ＩＸ 孑Ｌ位置板底存在空洞．需在孑Ｌ中心直径１．５ ｍ范嗣内 填充碎石块：所截断钢筋通过同规格钢筋补焊 （２）原底板留孑Ｌ范围浇筑微膨胀混凝土．浇筑 完毕后上表面通过重物挤压．增强膨胀效果 （３）最后整体浇筑叠合层混凝土。其中钢筋遇 降水井处。钢筋弯折绕过（图９～ｌ１）。 图１２裂缝灌浆 （２）裂缝处粘贴钢板均采用化学螺栓与底板相 连，螺栓规格为Ｍ１２，间距为５００（图１３）。 １ ＾一 ｌ ＝ ｉ ； —— 、、 已有裂缝她 ／ 一 ＼￣ＯＯＸ６（￣１２００ １４００ 锯袄垂 缝布置，中心置于裂缝上 图１３裂缝粘贴钢板加固 ５．２顶板处理措施 顶板加固处理主要选取两种方式：一是顶板板 底粘贴碳纤维：二是外粘钢板加强顶板梁 ５－２．１粘贴碳纤维法 图９底板新增降水井大样 （１）将加固柱侧面１．２ ｍ范嗣、加固梁底１．２ ｍ 范嗣的墙体拆除．以便于进行加固施工 茸士‘ ．１ Ｉ （２）清楚表面浮尘、油污等杂质，露出新结构 面。转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状， 圆弧半径不应小于２０ ｍｍ ｌ Ｉ有主；ｌ毒幔 和蝴 嚣 量有ｌ （３）找平结构面．用专用粘贴剂粘贴碳纤维布， 并用专用滚筒滚压挤出气包 （４）在碳纤维表面刷环氧树脂掺干砂做保护层 （图ｌ４）。 Ｌ 图１０原有底板钢筋焊接大样 ０００Ｌ １ ］ ｌ ｌ ｌ ； ； ｌ ｌ ｌ ｌ ； ｌ ｌ ； ； ； ； ； ； ； 图１１ 降水井及排水管道 ・ 杰材型 墅坠 ．．５７－ 孙林元．吴刚：桌工程地下室底板开裂原因分析及处理措施 Ｉ，０（ Ｉ×？ｏｏ （ ●越 枷Ｉ ）Ｏ聃 ￣＂Ｃ２０Ｐ１ 斗 『Ｌ＿Ｊ【ＩＬ ｌ 熊牯土觳 ●下雪ＩＩＩｉ 图１７地下室周边盲沟断面 （ｂ】 图１４碳纤维加固粘贴 ５．２．２外粘型钢加固法（图ｌ５） ——— ｝—一 ｋ ９５ｎＩ矗 曹● ／ ／ —— ｛ＨＩ土Ｉｊｆ 图１８地下室周边百沟管系统大样 （２）回填料根据不同标高段，采用分层回填砾 砂、碎石及粘性土回填料，保证地下室结构的抗浮 要求。 ６施工过程中需注意的问题 图１５粱加固粘贴钢板 （１）与构件相连的同护墙体局部拆除．便于加固 施工。将混凝土表面打磨平整．四角磨出小圆角．并用 钢丝刷刷毛 在混凝土结合面刷一层薄环氧树脂浆 （２）用Ｍ１６化学螺栓将钢板固定在结构梁上。 （３）用结构胶将型钢周围封闭，留出排气孔．并 安装灌浆嘴．间距为１ ２ Ｉ１１ （４）以０．２￣０．４ ＭＰａ的压力将结构胶从灌浆嘴压 入；当排气孑Ｌ出现浆液后，以结构胶堵孔，再以较低 （１）施工单位应加强对相关设计规范的学习了 解．在施工前认真进行图纸会审．了解设计单位对 抗浮设计的思路和各项要求。并进行施工复核验算 （２）有关情况及时与设计及业主方沟通，并形 成书面文件 （３）采用预应力管桩作为抗拔桩时，桩芯的清理 及桩身接头处焊接质量、防腐措施需要格外注意 （４）施工场地应做好组织排水，不能出现场地 长期积水的现象 （５）地下室周边回填土的填料质量与压实质量 压力维持１０ ｍｉｎ以上方可停止灌浆 （５）灌浆后不应再对型钢进行锤击、移动、焊接。 ５．３地下室周边处理措施 不容易得到保证。施工单位往往因为工期、成本等 （１）通过基坑支护结构与地下室外墙间的间 方面的考虑弦０意回避回填土填料的质量差、不按 照标准工序来回填等问题．这样就为地表水提供了 渗入地下室底板的通道 地表水渗入量较大．就会 加剧地下窒上浮 隙．布置纵向排水肓沟．将地下水降至肓沟尾部底 部标高处；竖向布置排水肓沟．将地下水引流至纵 向排水肓沟，经盲沟管道排入集水井．最终排人市 政管网（图ｌ６～ｌ８） Ｉ （６）尽早进行地下室顶板的回填工作。 （７）施工单位在基础底板施工时就应当建立沉 降观测记录档案，有利于及时发现异常情况。 参考文献 …ＧＢ５０００７—２０１ １，建筑地基基础设计规范【ｓ】． ［２１ ＪＧＪ６－２Ｏｌ１，高层建筑筏形与箱形基础技术规范【Ｓ１． 第一作者：孙林元（１９８７一），男，本科，土木工 程专业。 （编辑：杨蔚清）ｌ收稿日期：２０１６—１０—２０） 图１６地下室周边盲沟、集水井剖面 －５８－ －ｊ５＝盔材 墅 塑
