高层建筑地下室上浮破坏原因及处理措施

田春阳 河南省顺轩建设工程有限公司

一、地下室抗浮设计常见形式

第一、预应力管桩，在地质较差、以桩周摩擦力位置的建筑中应用较多，与混凝土灌注桩相比，造价相对低廉，成桩速度较快，具有明显的经济效益。第二、钻孔灌注桩，由于桩身强度较大，但是侧摩擦阻力极易退化，在地下水位的升降作用下，地下室的工况也会相互交替，桩的受力方式随之改变，桩周土被重塑，降低了抗剪强度和抗拔力。第三、锚杆桩，在地下室天然基础上广泛应用，抗浮要求必须得到满足，主要分为三种，分别是集中点状布置、集中线状布置和面状均匀布置。实际施工中，需要根据地址和场地自然状况，选择合适的方式，有效控制风险，保证经济效益。

二、地下室上浮事故后应急处理措施

（一）加载

加载能够使地下室的重量快速增加，能够使水浮力以及地下室侧墙与土壤间的摩擦力得到平衡，以原有高程为基点，土体中的地下室能够下沉。在具体加载的过程中，需要先对楼板的承载能力进行计算，将重物堆置在楼梯板上，比如钢筋等分量较大的重物，在翘起的角落进行防治，避免楼板和梁等构件遭到不必要的破坏。

（二）抽水

由于地下水位升高，增加了上浮力，超过了结构抗浮设计的规定值，则会出现地下室上浮现象，因此，处理重点是将地下水位降低到合理位置。可以重新启动原有的抽水井，或者重新打设新的水井，实施加载或者洗砂等操作，保障地下室下沉。只有消灭上浮的动力，与其他手段相互搭配，才能达到理想效果。

（三）解压

由于地层的特殊性或者场地的限制，抽水施工难以正常进行，在水位不断升高的过程中，底板下的基础水压会逐渐增大。因此，可以使用钻机，释放地下室底板的地下水，开孔泄压后，会出现回落现象，控制在规定范围内，进行配套的加载操作。另外，如果地下室外侧空地空间大，可以挖除四周的土方，消除地下室侧壁上的土体摩擦力，方便地下室的下沉，达到设计的标高位置。

（四）洗砂

洗砂的方式主要有两种，一种是在高压作用下，对地下室侧墙边的土壤进行扰动，使地下室侧壁的摩擦力降低，但是，土可能会进入地下室底板，淤泥更多更严重，不利于后期施工的正常进行，因此，施工应慎重进行。另一种方法，借助高压，淤泥和泥沙经过洗砂孔冲散，经过冲洗之后，地下室下沉良好。

三、工程概况

某工程占地总面积为22587㎡，地上总面积为56908㎡，地下室一层，地上十九层，采用框架剪力墙结构。抗拔桩采用预应力管桩，地基基础设计为甲级，抗浮桩使用先张法预应力管桩，桩基础的持力层为中砂层，采用放坡土钉墙素喷处理。由于降水等的影响，部分混凝土构件及墙体出现挤坏和拉裂等现象，并伴随着一定的上浮现象。

四、高层建筑地下室上浮破坏后的修复加固方案

（一）注浆加固

确定注浆加固的范围，将注浆孔布置在单根预应力管桩附近，选择灌浆剂和425号普通硅酸盐水泥为注浆材料。主要为浅层加固，以地下室承台底面下0.2m为范围，视作承台注浆深度；地下室底板面以下0.5m规定为底板注浆深度。注浆的顺序先底板后承台，按照从内到外的顺序进行。压密注浆的时候，应先施工放样，结合设计深度和位置，对注浆孔位进行确定，如果存在钢筋，需要适当移动位置。在钻孔的时候，直径一般为60mm，使用钢筋探测仪，对钢筋位置进行探明，然后合理钻孔，有效避开钢筋。在砼底板上安装橡塞密封注浆管，避免注浆过程中出现冒浆现象，注浆按规定步骤进行，注浆压力控制在1Mpa以内，可以根据现场注浆试验确定具体数值，水泥浆的水灰比大约为0.7，可与灌浆液相互掺入，同时，在初次水泥初凝后，可以利用二次注浆法，控制注浆间隔，使底板下的空隙得到密实。

（二）顶板开裂变形加固

如果裂缝的宽度小于0.2mm，可以使用角磨机切割片，将V型槽开在裂缝处，对表面涂抹一般选用专用裂缝灌注胶，裂缝内渗入了胶料，能够封闭弥补裂缝。如果裂缝宽度大于0.2mm，需要采用化学灌浆处理的方式，之后应适当补强，可以将碳纤维贴在底板双向。在化学灌浆的时候，先处理裂缝，之后开槽，向两侧加宽，使用钢丝刷等清除干净砼碎粉尘。埋设灌浆嘴，将改性环氧树脂胶泥均匀涂抹在灌浆嘴底周边，然后在选定的裂缝上进行按压。封闭裂缝之后，为了检测漏气情况，可以采取压气操作，对封闭效果进行检查，将肥皂水涂抹在裂缝周边，直到不漏气为止，可以停止该项操作。等到封缝胶泥的强度达标后，可以压力灌浆裂缝，进行相应的补胶操作，0.2～0.3Mpa为灌浆压力值，之后进行粘碳布施工并进行全面的养护施工。

（三）框架梁开裂变形加固

观测现场的实际情况，分析竖向裂缝较多的地方，可以采取灌浆封闭处理，保证梁的裂缝能够有效弥补，提升梁的安全性。应先注浆封闭柱裂缝，加固倾斜又开裂严重的柱，可以采取湿法包钢对柱进行补强，在不影响车道宽度的前提下，使用抹灰的方法，修复垂直倾斜的柱子。结合柱子开裂的轻重程度，使钢和原柱能够粘结，在型钢骨架的约束作用下，防止原柱的横向变形，提高了最终的承载力和延展性。

（四）剪力墙裂缝渗漏修补

对裂缝表面的障碍物进行清除，整理出适当的操作面，对需要修补的裂缝长度进行标注，之后进行整体修复。观察裂缝的水源、流水通道等具体情况，确定裂缝的中心线位置，在30cm间距内，钻注浆孔在中心线两侧，倾斜角为45度，对渗漏道进行截取。在清洗注浆孔的时候，对注浆孔的渗漏点位置进行检查，判断是否能够通向注浆道，将反向屏蔽注浆嘴安装好，孔深大约三分之二的位置即为出浆深度，裂缝所在的位置不能用膨胀胶皮堵住。在泵入浆液的时候，应从最低位置开始，14kg/c㎡为灌浆压力的最大值。如果灌浆符合预计设计压力值，或者传递连续进行，可以将灌浆连接件进行移动，与下一个相邻的注浆嘴进行连接。在灌浆过程中，如果浆液漏出来，需要立即进行检查，堵塞和封堵使用未经处理的维丝或聚酯纤维等吸收性材料。

五、结束语

在城市高速发展的背景下，地下空间的开发成为城市建设的需求，抗浮设计是重点工作之一。应掌握城市地下水的分布状态，对渗流场的变化趋势进行研究，根据地下水位的高度，确定浮力设计的最佳值，增强抗浮设计的安全性，实现理想的经济效果。在实际施工的时候，需要结合实际情况，对相关参数进行调整，保障施工的最终效果，符合现代化建筑施工的要求，推动社会的进步。