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摘要：由于上部的重量减少，忽视了水的作用会引起地下结构的上升，浮力引起开裂、渗漏的情况，严重会引起结构水平标高的变化，影响使用功能。本文介绍了住宅小区地下车库的局部浮动引起框架柱和车库顶板裂缝的现象。针对紧急情况，分析了原因，在不影响建筑物使用功能的情况下，在考虑整体经济效益的条件下，提出了快速、实用的治理措施，以确保地下车库的安全使用。
关键词：地下车库；上浮事故；原因分析；措施
前言
近年来，随着我国经济的发展，地下车库往往建在高层建筑周围，开发商的利益是追逐地下的空间扩展，所以车库越建越深。这些建筑物的地基埋深很深，一些车库的底部位于地下水位以下。地下室浸泡在地下水中，是否可以完全承受地下水的浮力，是一个很严肃的设计问题。地下车库的上部结构重量较轻，当地下车库的重力小于地下水浮力时，它会上升。地下室的浮动，特别是大面积地下室的不均匀上浮，会造成严重的结构破坏，会给国家和人民带来巨大的经济损失。本文对地下车库的浮动进行了分析和计算，并提出了加固处理方案，取得了良好的效果，可作为处理此类问题的参考。
1 项目总结
车库位于长江三角洲冲积平原地区的中心地带，被建筑包围。车库的平面尺寸，南北宽度为51.00m，东西长度为534.00m。建筑面积为2746.00m2，车库为地下1层，底板标高为5.45m，顶板厚度为0.25m，车库楼板建筑做法厚度为0.05m，主楼建筑高度为120.00m，主楼楼板板厚0.15m。在车库的顶板结构施工完成后，上部未及时进行回填土，西侧和南侧的顶板回填没有完成，而东侧的回填土未按照设计要求进行压实。大雨过后，地下车库梁起拱，导致顶板产生裂缝，车库渗水严重，业主安排相关专业单位的专业技术人员到地下车库上浮部位调查裂缝情况，并要求专业单位提供相应的处理措施。
根据该工程的水文地质特征，场地浅层地下水为孔隙潜水，主要由1层土壤和2层淤泥质土壤组成，为均匀含水层。水位的变化明显受到环境气候的影响。
地下1.50m～2.70m的测量范围内，第一层地下水位稳定水位高度6.91m～7.53m，稳定水位平均埋深1.10m～1.15m，稳定水位标高7.23m～7.66m，含水层水、地下水主要由大气降水和地表水供应，通过蒸发或径流排干。根据当地的经验，综合考虑地平高程、稳定水位高程和多年的水位变化，按最不利因素考虑，在地下室或车库范围的地下水位提高到1.5m。
2 破坏现状
2017年7月，该地区连续遭遇暴雨袭击，地下水位快速上升。地下车库在顶板施工完成后还未完成土方回填，地下水库进入大量雨水。现场人员在地库加设应急泵，在抽水过程中，车库内外最高水位差为3m，地下室随后发生不均匀上浮。发现车库结构的主要损伤如下：由于地下室的结构变形，框架顶部出现了大面积的剪切破坏。柱的顶部有水平的环状裂缝，一些柱顶部的混凝土裂缝较大。主次梁与柱交接处的混凝土产生大量裂缝是普遍现象。
由于车库上方的主楼与车库的形状不一致，主楼的北侧竖井和车库交接处筏板出现裂缝，出现了地下水上涌现象。竖井的底板开裂，东西侧墙出现裂缝。在主楼的北侧，框架梁和次梁普遍开裂，裂缝主要分布在梁端，垂直于横梁，且裂缝为贯通性裂缝。车库的顶板开裂，裂缝正在向东西部发展，基本上与主楼的外墙平行。由于周边建筑和车库的变形不一致，作为剪力墙主楼剪力墙节点的车库框架梁的一部分，主要围绕梁端环的分布断裂。地下车库底板布满了裂缝。地下车库的框架柱和外墙的垂直度测量结果表明，车库框架柱倾斜度没有明显的规律性，最大的倾斜率为0.48%，位于车库东部；主楼整体建筑略倾斜向北，最大倾斜度为0.11%，各测点的倾斜度均在标准允许范围内。
3 结构损伤和浮动原因分析
从地下车库结构的破坏情况，分析了整体上浮现象的顺序和位置，并分析了车库上浮和结构损伤的原因。
3.1 地下水位因强降雨而迅速上升
地下车库肥槽未回填，经过一场罕见的暴雨后，大量雨水渗入车库的底部。根据地质调查，地下车库部位地下有150米厚t层土，其中大部分为粘土粉土。粘土粉土是中等渗透性，甚至强渗透性的土层。雨水通过车库周围回填土渗透到地下车库底板下，导致地下车库范围区域的地下水的浮力远大于车库自身的结构自重，已经完成的回填土的重量和抗拔桩的承载力不足以阻止车库上浮。
3.2 地下车库后浇带浇筑完成后，未持续进行降水
地下车库的结构已经完成，未及时按照施工进度计划进行车库顶板回填，且为了节约成本，降水提前结束。后浇带完成浇筑后，地下车库形成了一个巨大的封闭空间，类似于一艘大型船舶，具有巨大的水浮力。
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3.3 结构设计方案有缺陷，桩的尺寸和抗拔桩的承载力太小
地下车库框架柱网格为7.80m*7.80m，桩长度16.00m，截面尺寸250mm*250mm，在每个框架柱下，单桩承载力100kN。建设单位和设计部门承认，由于成本压力，对结构进行了多项优化设计，优化设计时未充分考虑不利因素，如暴雨、回填土进度、接桩质量等等，未能保证足够的安全盈余度，导致事故的发生。
3.4 施工质量差
本工程采用的预制方桩由两根桩组成，两根桩通过角钢焊接连接。但在实际施工过程中，工人采用扁钢而不是角钢焊接，加上材料的搭接长度不够，焊缝不饱满，难以保证焊接质量，桩身拼接处是预制混凝土桩的薄弱环节。在水浮力作用下，当桩的焊缝承载力小于轴向力时，两桩相互断开，使车库的抗浮系数大大降低。
4 处理方法
地下室上浮的处理方法主要包括：
4.1 加载
增加地基的承受荷载，增加结构自身的重量，克服地下水的浮力，使地下室回到原来的位置。加载方式有很多种，常用的方法有重量法和注浆法。加载方法可以抵消地下水的浮力，使建筑物下沉，但很难回到地下室的原标高。
4.2 降水
车库漂浮的根本原因是地下水位太高。因此，使用降水井点降水是施工单位采取的必要措施。降水井可用原井，也可重新布置。若降水井降水不能使基底下沉到合理的设计标高，就需要与其他方法配合，才能达到预期的效果。
4.3 减压
所谓的减压是在地下室的底板上钻孔，这样底部的高压地下水就会通过这个孔洞流出，从而降低地下水的浮力。降低底板的受力，可以避免严重的结构破坏。
4.4 洗砂
洗砂有两种方法。第一种方法是用高压水来冲洗车库外墙的回填土，减少摩擦阻力。第二种方法是用高压水冲洗底板下的土层，这样车库就能顺利的下沉。
结合实际情况，采用降压法、加载法和减压法。降水主要采用现有降水井，更换高功率潜水泵，连续泵送。
4.5 监测
监测主要包括以下四个方面：地下室地面沉降观测、周边建筑物沉降观测、地下水位观测和水位观测。
5 结束语
地下结构的抗浮设计是结构设计的一个非常重要的组成部分，抗浮设防等级的设计应该以设计要求的高限，或根据项目所在地的历史最高地下水位计算，南方多雨水区域的工程项目，雨季较长，抗浮计算应根据水位、地下水抗浮设防水平、当地气象资料和水文地质的长期观察和总结来确定。
根据工程水文地质资料、施工条件和地下结构设计情况，精心设计地下结构的抗浮力措施，并注意施工过程中的抗浮力要求。建设单位要谨慎进行施工部署。主体结构施工完成后，不应掉以轻心。除保证正常降水外，还应按要求及时进行回填土施工。在地下水位上升的情况下，特别是暴雨来临的时候，必须采取及时的降水措施，以达到防止地下车库上浮的目的，避免不必要的经济损失。
在市场经济的条件下，施工质量受到多种因素的影响，建设工程项目的质量事关人民生命和财产安全，系统性的、有效的降低工程质量事故发生频率，需要从多方面，通过多渠道，形成一个完整的勘察、设计、施工和验收的规范流程，建设工程项目需要监管机构的有效监管，建设标准化、程序化，减少事故的发生。
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论文作者:闫啸
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/22
标签：车库论文; 地下车库论文; 浮力论文; 结构论文; 裂缝论文; 地下室论文; 顶板论文; 《基层建设》2018年第5期论文;