深圳中建院建筑科技有限公司 广东深圳 518057
摘要：深圳某建筑地下室地板受到地下水压力作用出现起拱、开裂及渗水（或泥浆）现象，部分柱脚位置底板钢筋弯起、混凝土碎裂，结构损伤严重。对受损结构进行了检测，利用有限元模型分析软件ABAQUS对地下室底板进行建模计算，并针对损伤严重区域的底板承台进行局部精细化建模，分析损伤原因及结构破坏机理，了解其受损程度，为后续处理提供可靠依据。
关键词：地下室，ABAQUS，有限元模拟，原因分析
引言
深圳市某大型商住楼，用地面积六万多平方米。基础采用预应力管桩或人工挖孔桩，有三层地下室，地上具有六栋塔楼，1栋建筑高度99.7米，2栋建筑高度78.5米，3栋建筑高度79.4米，4、5栋建筑高度57.5米，6栋建筑高度99.9米。2014年6月，该工程主体结构已施工完毕。由于雨季，地下水位上升，地下室部分底板出现起拱、开裂及渗水（或泥浆）现象，部分柱脚位置底板钢筋弯起、混凝土碎裂。发现异常后，现场立即采取了钻孔消压措施。采取措施后，大部分底板起拱数值有所回落，但仍有个别底板在钻孔减压后起拱高度仍在增加。为了解地下室底板损伤的原因及其受损程度，拟先对受损结构进行安全性检测，再利用有限元模型分析软件ABAQUS对地下室底板进行建模计算，并针对损伤严重区域的底板承台进行局部精细化建模，提出合理的后续处理方法。
1.原结构安全性检测
1.1 回弹法检测构件混凝土强度
1.1.1 所检42条地下室底层柱中，混凝土强度达到设计值95%以上的为38条；小于设计强度95%的为4条。
1.1.2 所检15条剪力墙，混凝土强度均达到或超出设计值。
1.2 钻芯法检测混凝土强度
1.2.2 所检6条地下室底层柱的6个芯样中，混凝土强度达到设计值95%以上为4个；小于设计强度95%的为2个。
1.2.3 所检6面剪力墙的6个芯样中，混凝土强度达到设计值95%以上为4个；小于设计强度95%的为2个。
1.2.4 所抽检6个承台的18个芯样中，混凝土强度达到设计值95%以上为9个；小于设计强度95%的为9个。
1.2.5 所抽检20块底板的60个芯样中，混凝土强度达到设计值95%以上为49个；小于设计强度95%的为11个。
1.3 柱构件截面尺寸及保护层厚度检测结果
1.3.1 按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204–2002）（2010版）的规定，抽检框架柱的截面尺寸满足设计要求。
1.3.2 按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204–2002）（2010版）的规定，抽检柱构件保护层厚度满足设计要求。
1.4 钢筋配置检测结果
1.4.1 所检34条柱中，柱主筋数量及直径均满足设计要求；所检柱箍筋的直径、间距均满足设计要求。
1.4.2 所检13面剪力墙的横向、纵向钢筋直径均满足设计要求。1面剪力墙钢筋间距实测值与设计值的偏差超出规范允许的负偏差范围，但有利于结构承载；2面剪力墙（均是人防区域的地下室内墙）钢筋间距实测值与设计值的偏差超出规范允许的正偏差范围，不利于结构承载；其余剪力墙钢筋间距均满足设计要求。
1.4.3 所检22块地下室底板的钢筋直径、间距均满足设计要求。
1.5 缺陷排查结果
1.5.1 对地下室剪力墙进行全面外观检测，部分地下室外墙（内侧）存在裂缝、渗水情况；部分地下室内剪力墙存在裂缝。
1.5.2 现场部分底板临近柱脚位置板面混凝土破碎，钢筋弯起，如下图所示，其中，阴影部分表示损伤区域：
2.3 有限元计算结果表明：
2.3.1 底板整体分析结果表明：地下室底板在结构自重和地下水作用下，混凝土最大拉应力19.48MPa，底板最大竖向变形107.2mm。地下室底板较多区域出现混凝土受拉损伤大于0.6（卸载刚度与初始刚度的比值），此时混凝土已经出现拉裂缝，地下室底板混凝土损伤较为严重。其分布情况与现场检测结果基本一致。
2.3.2 局部精细化建模计算结果表明：考虑施工质量达不到设计要求造成的不利影响后，地下室底板承台在结构自重及6m水头地下水的作用下，底板和柱下承台较多区域混凝土出现受拉、受压损伤大于0.6（卸载刚度与初始刚度的比值），该区域混凝土已经出现受拉裂缝及受压裂纹，混凝土损伤较为严重。部分柱下承台钢筋屈服，钢筋最大拉应力540MPa，最大压应力411MPa。
3.结束语
现场检测以及内力分析结果证明，检测区域内多处底板及基础承台已不能满足安全使用要求。建议在整体分析的基础上，对地下室底板不满足安全使用要求的区域进行加固处理。该地下室部分结构构件已损伤严重，不能满足安全使用要求，须立即对其进行加固处理。加固应前先采取降压或加载等措施减少构件变形。
建议在今后的设计中，对地下水位高度的选取，除应参考地质勘察报告提供的地下水埋深，还应根据城市排水设施和能力对地下水位的变化影响，并充分考虑雨季导致地下水位急剧上升带来的水压力变化，防止类似的事故再次发生。
参考文献：
[1] GB 50009－2001（2006版），《建筑结构荷载规范》[S].中华人民共和国建设部、国家质量监督检验检疫总局联合发布.
[2] GB 50010－2002，《混凝土结构设计规范》[S].中华人民共和国建设部、国家质量监督检验检疫总局联合发布.
[3] GB 50011－2010，《混凝土结构抗震设计规范》[S].中华人民共和国建设部、国家质量监督检验检疫总局联合发布.
作者简介：
姓名：王波 性别：男 出生年月：1980年07月；工作单位：深圳中建院建筑科技有限公司；通讯地址：深圳市南山区高新南一道富诚大厦七层；邮编：518057；E－mail：734839122@qq.com
论文作者:王波
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/7/28
标签：底板论文; 地下室论文; 混凝土论文; 强度论文; 钢筋论文; 损伤论文; 结构论文; 《基层建设》2016年10期论文;