地下室上浮原因分析及加固处理措施|地下室上浮

　　 摘要：国内许多高层建筑内部地下室上浮事故时有出现，特别是大面积地下室的不均匀上浮。本文结合工程实例，对建筑内部的地下室上浮的原因进行分析，提出相关的处理方法，并详细介绍了采用压密注浆处理地下室上浮的施工方案。希望为施工人员提供参考的价值。
　　关键词：地下室；上浮；原因分析；加固处理措施
　　中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：
　　近年来，随着我国社会经济建设步伐的不断加快，高层建筑的数量日益增加，地下室是建筑的重要功能之一，但地下室上浮现象造成结构严重受损的事故时有发生，不仅影响正常的使用功能，而且给国家和人民造成了巨大的经济损失和人员伤亡。地下室上浮现象发生的原因是多方面的，需要我们对原因进行深入分析研究，寻找合理有效措施来解决此类问题，采取压密注浆法来来增强地基的承载力和结合处的粘接力，从而进一步保证地下室整体结构的安全。
　　1 工程概况
　　某商业广场，地下1层，地上5层，总建筑面积约50112㎡，其中地下1层面积约50023㎡。地下室后浇带施工完毕后，地下室未出现裂缝和渗漏现象，但经过连日的大雨，雨水渗入地下使地下室产生浮力，导致地下室出现裂缝，事隔几日，地下室裂缝迅速增多增宽。最大上浮值为12cm。根据地下室裂缝情况分析，为杜绝地下室继续上浮，决定采取压密注浆技术切断地下水连通道达到减小地下水浮力的效果。
　　2 地下室上浮原因分析
　　通过对地下室上浮表现现状综合分析有以下三点原因。
　　1)该工程使用预应力管桩作为抗拔桩，管桩内壁为强度低的混凝土形成的光滑壁，预应力管桩截桩后在管桩内浇筑混凝土连接，相当于红酒瓶内的木塞，造成地下室与承台连接
　　的桩抗拔功能基本丧失。
　　2)地下室顶板上覆盖土未完成，即进行地下室后浇带的施工，施工完成后形成一个无盖的但密封的盒子，类似船体，给地下室上浮形成另一个条件。
　　3)地下室底板以下为淤泥质土，在施工时，在淤泥质土上部先铺垫一层碎块石垫层，其次铺设一层混凝土垫层，再浇筑地下室底板；淤泥质土渗透系数极小，为相对隔水层，碎块石垫层在连续的降水作用下，随着雨水的不断渗入在地下室底板以下形成了一个连通的水力通道（见图1），这就给地下室上浮又创造了一个条件。
　　
　　图1 水力通道的形成
　　综上所述，若3个条件（荷载、抗拔桩、水力通道）有一个未形成，地下室不会出现严重上浮现象。
　　3 地下室上浮机理
　　如图2 所示，根据浮力原理
　　
　　式中， 为水的密度；A为地下室底板面积； 为上、下水头差。
　　浮力仅产生在板底，作用在侧壁上的水对侧壁产生侧向水压力，而对板底的浮力与侧壁水的高度、板底与地下水的接触面积有关。当形成连通的水力通道、地下室底板全面积接触
　　地下水并存在高水头压力后，浮力F 大于地下室所受的重力，地下室自然上浮。
　　
　　图2 地下室上浮机理示意
　　4 处理方法的选择与目标
　　4.1 处理方法的选择
　　根据工程实际情况、交工工期、工程处理费用等，多方探讨，选择减少浮力的方案最优，即切断地下水连通道，对底板与淤泥质土间形成的孔隙进行充填加固，使充填垫层成为一
　　个地下连续性实体，如成条带状、蜂窝煤状等，以达到减小地下室底板与水的接触面积，减小浮力。
　　4.2 处理目标
　　地下室底板下进行压密注浆，通过注浆置换出垫层中的自由水，使实体局部与下伏淤泥质土、上覆地下室底板紧密结合，防止持续降雨天气下，雨水的不断补给地下水，地下水大
　　量渗入垫层中进而影响抗浮。
　　5 压密注浆加固处理措施
　　5.1 平面布置
　　最大限度的减小地下室底板与底板下地下水的接触面积，并避开地下桩基础，结合地下桩位平面布置图，注浆孔平面布置按4m×4m 间距布设。
　　5.2 注浆用材料
　　为节省材料、降低造价，采用水泥、粉煤灰双液注浆，水泥：粉煤灰=10：3，水灰比为0.6，外加剂水玻璃（布美度32）不掺水掺入度3%。估算每注浆孔注浆液为3.2m3 浆液，需水泥2.83t、粉煤灰0.85t、水玻璃0.11t。
　　5.3 注浆管的埋设
　　为保证地下室底板下孔隙的填密，合理的注浆管埋设尤为重要。根据本工程地下室底板下情况，设计下述几点注浆管埋设方案(见图3)。
　　
　　图3 注浆管埋设示意
　　1)注浆管直径为3.81cm(1.5 英寸)钢管，长度为400mm；
　　2)采用结构胶植管，实心钢棒必须在注浆孔位四周插入，以免注浆浆液堵；
　　3)塞注浆孔，需注浆时拔出实心钢棒进行注浆；
　　4)实心钢棒可重复利用，顶端需设螺丝孔，便于拔棒方便。
　　5.4 注浆方法、顺序
　　1)注浆方法。打入式管底注浆工法，单管双液，孔底注浆。
　　2)注浆顺序。按平面布置中心位置先注浆，再向四周扩散，便于空隙水向四周排出。注浆时沿中心孔位四周辐射注浆。先注入水泥和粉煤灰混合浆液，注毕再注入水玻璃，再用水泥砂浆封孔。
　　5.5 施工顺序
　　定孔位→钻孔→配浆→注浆→提升一节→注浆结束→移至新孔
　　5.6 注浆工艺与注浆压力
　　采用单管双液注浆的形式，预估计算中的材料主剂和外加剂分别泵送，在孔口的注浆管处混合后于孔底注入。实际注浆过程中注浆设备的泵压是跳动的，其值一般介于0.1MPa~0.5MPa 之间。因此，选择合适的注浆泵后，注浆在实际操作中并不需调整注浆压力，而是控制浆液的注入率，并记录注浆压力的变化。
　　5.7 观测
　　注浆实施过程前布设沉降观测点，成网格状布置，共布置30 点。具体实施中，坚持每天进行沉降观测，根据沉降变化查看地下室上浮或下沉状况，同时选取3 点检验注浆效果（见图4）。
　　
　　图4 观测点沉降观测记录
　　施工期间暴雨天气，根据沉降观测结果及地下水位无大幅上抬，无涌水现象，注浆效果明显。
　　实际施工和沉降观测成果表明：压密注浆法能有效的阻断地下室底板下水力连通，使地下室底板下含水层（碎块石垫层、碎石土、砂层等）成为实体，挤出含水层中的自由水，与
　　下伏弱透水层紧密结合，效果明显。
　　6 结语
　　综上所述，地下室上浮现象的加固处理是一项技术性要求比较高的工作。首先是做好地下室的抗浮设计，在满足正常使用阶段要求的同时应满足施工期间的抗浮要求。其次，加强施工过程中的监控力度，定期对地下室结构进行有效的保养和加固根据沉降情况随时做出调整。最后，注入泥浆来增强地基的承载力和结合处的粘接力。只有这样，才能够避免上浮现象的出现，确保建筑的整体结构质量。
　　参考文献
　　[1] 李志军，某医院病房大楼广场地下室上浮原因分析及加固处理[J].中外建筑,2010.11
　　[2] 陈飞铭, 地下室上浮破坏及处理措施研究[D].重庆大学.2004年
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