关于某单层地下车库上浮问题的分析

肖 雷

(安徽省城乡规划设计研究院，安徽 合肥 230022)



关于某单层地下车库上浮问题的分析

肖 雷

(安徽省城乡规划设计研究院，安徽 合肥 230022)

某单层地下车库结构封顶后，由于连续强降水，造成场地大面积积水，引起车库上浮，局部柱子、梁、顶板均出现裂缝。根据现场调研，分析上浮原因，通过多种方案比较，采取相应的措施，减压、降水、加固，使车库达到安全使用的要求。 经过时间考验，该处理方案较好地解决了工程出现的问题，为类似的工程事故处理提供参考依据。

上浮；水压力；降水；阻水

1 工程概况

某单层地下车库位于1#～4#住宅楼之间，建筑面积为6 000 m2,基本柱网为7.8 m×7.8 m，层高为4.0 m，顶板覆土为0.7 m。根据勘察单位提供的地质报告，本工程场地位于某河二级地梁地及坳沟微地貌单元上，场地中部有一条近东西走向人工开挖河沟。地层自上而下为：①层杂填土；②层黏土；③层黏土。③层黏土作为车库基础持力层，其地基土的承载力特征值为300 kPa，压缩模量为15 MPa。场地在①层土中埋藏有水量较为丰富的上层滞水型地下水，水量主要受大气降水及地表水渗入补给。地质报告提供地下室抗浮设计水位取室外地坪下0.5 m。在基础设计和施工建议中,提出②、③层黏土作为不透水层，如地下室底板直接落在②、③层土上，并做好基坑回填工作(如采用3∶7灰土回填，压实系数不小于0.94)，确保基坑四周积水不渗入地下室底板以下时，可不考虑地下室设计抗浮问题。

2 地下车库基础计算

设计时，根据地质报告，抗浮设计水位为室外地坪下0.5 m计算，即水头高度为4.25 m。基础底板直接落于③层土上,外墙顶板厚度为300 mm。

(1) 基础形式。外墙采用1.2 m宽条基，中柱采用独基，底板厚为250 mm，200 mm厚找平层。地下室底板为构造防水板，板底虚铺200 mm厚松土。地梁直接落于③层土上，两侧采用砖胎膜。

(2) 地下室结构自重和地下水浮力计算。由于本工程抗浮设计由局部抗浮控制，地下室结构自重和地下水浮力按标准柱网计算。根据地质报告，②、③层黏土作为不透水层，如地下室底板直接落在②、③黏土上，并做好回填土工作，确保基础四周地表水及地下水不渗入地下室底板以下时，可不考虑地下室抗浮设计问题。通过计算分析，地下室底板直接落于③层黏土上，采用筏板基础，底板厚度按400 mm计算，不考虑覆土时，基础底板压应力为27 kN/m2左右，考虑覆土时为39 kN/m2，均难以压住4.25 m水头的地下水头浮力，且造价高。如采用抗拔桩抵抗水浮力,造价增加近百万。若采用外墙条基、中柱独基方式，外墙条基压应力不考虑覆土时为58.3 kN/m2，考虑覆土时为85.6 kN/m2[1]。因此,采用外墙条基、中柱独基，更加安全可靠和经济合理。为了防止地表水地下水渗入地下室，施工时做好排水工作，保证地下水水位低于基础底板-0.5 m，并要求地下室施工完毕混凝土达到凝期后，及时回填，用2∶8灰土保证回填质量，压实系数不小于0.94，以防止后期地表水渗入[2]。

通过现场调查，结构施工完毕后，地下室顶板700 mm后覆土尚未及时进行。2个月后，连续2天强降水，造成场地大面积积水,车库顶板比周围地势低，形成地表水汇集地。车库部分柱子顶底部出现水平裂缝，部分柱顶、柱底水平裂缝呈反对称分布，局部柱顶出现竖向裂缝，甚至个别柱顶出现压酥现象，外墙有几处出现裂缝和渗水现象。地下室找平层出现数道裂缝，但底板未发现裂缝。根据车库上浮后，柱顶标高观测，柱顶标高抬起最大值为0.226 m。

3 工程事故分析及处理方案

(1) 裂缝形态分析。柱顶、柱底水平反对称裂缝是由于各柱子不均匀隆起和下沉引起的偏心受拉裂缝；柱顶竖向裂缝是由于主楼与地下车库相连的框架梁约束柱子隆起变形而形成的弯压应力裂缝；外墙斜裂缝是由于柱子上拔引起形成的拉剪裂缝；外墙顶部水平裂缝是由隆起或下沉引起的拉应力裂缝；车库顶板面裂缝是由于柱子上顶引起的拉应力裂缝[3-4]。

(2) 车库上浮原因分析。通过现场调查，地下室外墙与3#、4#楼相邻处回填土采用的是中粗砂，甚至有部分没有回填土，使地表水通过此处流入车库底板下并汇集[5]。另外，在车库和4#楼之间有一塔吊基坑，基坑与地下室外墙净距仅为3.0 m左右，大小为5.0 m×5.0 m，深为6 m，基坑内积满水。同时，车库顶板比周围地势低，车库顶板覆土尚未进行，场地内排水坑位置均高于车库顶板。在自然条件下，排水沟不能排出车库周围的积水，整个场地内没有相应的排水措施。因此，可以认为地下车库底板下的水与某处进水口或某部分回填土埋藏地下水形成的水力联系而引起车库上浮。

(3) 上浮处理方案。① 配重抗浮，包括顶板堆载及底板加载等；② 锚固抗浮，包括锚杆抗浮与抗拔桩抗浮；③ 降水抗浮；④ 加强防水系统，防止地表及地下水渗入车库底板下[6]。上述4种方案中，①、②种均为抗浮设计方案，③种为排水方案，④种为阻水方案。第1种方案受到层高和结构承载力限制，且所需费用较高；第2种方案比价稳妥，但施工周期及施工难度大，所需费用高；第3种方案受到场地条件限制，因地下车库周边主楼边界复杂，有远有近，很难形成完整的排水系统，因而不确定性大；第4种方案与原设计方案相同，因而经济周期短，缺点是须找出渗入车库底板下的水源，且地下室开孔时间较长。经过比较，本工程采用第4种方案[7]。

4 防水系统加固措施

(1) 与3#、4#楼相近的地方地下车库外墙处回填土，该处采用粗砂回填。将现有填土挖出1.0 m左右，采用500 mm厚混凝土封盖，并增设挡水墙和盲沟，将地表水排入场地内排水系统。

(2) 将伸缩缝处杂物清理干净，然后灌注混凝土，内掺14%UEA[8]。灌至板顶标高1.0 m以下，采用3∶7灰土回填，其顶部做防水构造。

(3) 在塔吊使用时，做好降水工作，使水位保持在较低处。塔吊取消后，拆除砖壁并采用2∶8灰土回填，压实系数不小于0.94。

(4) 由于上浮，局部外墙未回落到位，外墙基础与地基之间有可能存在脱空的地方，外墙与回填土可能发生的相对位移形成裂缝。根据覆土后，观测外墙顶标高回落情况，大于5 mm的建议再注浆加固回填土，形成防水帷幕[9]。

(5) 在车库外墙处，做盲沟或散水坡，避免地表水沿外墙壁下渗。做好场地有组织排水，避免降雨时场地积水。

为检验加固效果，防止地表水渗入地库，在底板下形成浮力，在靠近外墙处隔一段距离开直径为80 mm的泄水孔，通过排水沟将冒出来的水引入集水坑。观察各排水孔出水量，水量大说明该孔附近外墙须进一步处理；水量小，随着时间推移，回填土越来越密实，阻水性也越来越好，泄水孔可以很快关闭[10]。

5 结束语

通过以上处理，该车库使用3年时间，经过强降水的考验，至今一切正常。由以上工程实例可见，不论是单建式还是附建式地下室，抗浮设计都是一个不容忽视的问题。各工程都应该根据具体情况，认真分析，找到最适合本工程的解决方案。

[1] GB 50007-2011,建筑地基基础设计规范[S].

[2] JGJ 79-2012,建筑地基处理技术规范[S].

[3] GB 50010-2010,钢混凝土结构设计规范[S].

[4] JGJ 3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[5] GB 50108-2008,地下工程防水设计规范[S].

[6] 住房和城乡建设部工程质量安全监管司.全国民用建筑工程设计技术措施[M].北京：中国计划出版社,2009.

[7] 朱炳寅,娄 宇,杨 琦.建筑地基基础设计方法及实例分析[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[8] GB 50367-2006，混凝土结构加固设计规范[S].

[9] 李国胜.多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[10] 李国胜.混凝土结构设计禁忌及实例[M].北京：中国建筑工业出版社,2010.

2016-04-05；修改日期：2016-04-25

肖 雷(1971-)，女，湖南常德人，安徽省城乡规划设计研究院高级工程师．

TU926

A

1673-5781(2016)03-0382-02