某地下室抗水板开裂及渗水原因分析与缺陷处理

彭云飞，张安佶

(四川省建筑科学研究院有限公司，四川 成都 610081)

0 前 言

本文以四川省某地下室地下水位短期升高导致抗水板开缝、渗水为例，依据相关现行国家标准规范，对该地下室抗水板进行检查检测和抗浮计算，并分析了抗水板开裂渗水的原因，进而提出了处理方案和施工流程。

1 工程概况

图1 地下室平面布置及裂缝分布图(局部)

2 现场检查、检测情况

2.1 抗水板

1)混凝土抗压强度及钢筋配置情况。依据《混凝土结构现场检测技术标准》(GB/T 50784—2013)[1]、《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(JGJ/T 384—2016)[2]、《混凝土中钢筋检测技术标准》(JGJ/T 152—2019)[3]，现场采用钻芯法对抗水板的混凝土抗压强度进行抽样检测，现场采用钢筋位置探测仪对抗水板板面钢筋间距及保护层厚度进行抽样检测，检测结果(见表1)满足设计及《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204—2015)[4]的要求。

表1 抗水板检测信息

2)起拱情况。依据《建筑变形测量规范》(JGJ 8—2016)[5]，现场采用全站仪对该地下室抗水板面层相对高程进行检测，检测结果表明，该地下室抗水板存在局部起拱现象，最大相对起拱高度约71 mm。

3)裂缝情况。经现场检查检测表明，该地下室抗水板面层存在不同程度的开裂现象，裂缝主要分布于主楼与地下室交界区域、主楼与主楼之间区域和集水井附近区域(见图2)。按裂缝的走向主要表现为沿柱脚开展的斜向裂缝、绕柱脚的环型裂缝、平行于柱轴线的跨中直线裂缝和其他不规则裂缝四类，裂缝表面宽度在0.35～2.5 mm。

图2 集水井四周裂缝

现场对该地下室抗水板裂缝进行骑缝取芯检查表明，所取芯样在芯样长度方向存在贯穿面层和抗水板的裂缝(见图3)，最大裂缝宽度约为0.3 mm。

图3 贯穿芯样裂缝

2.2 覆土情况

经调查表明，该地下室于2020年10月发现抗水板裂缝渗水现象，2020年9月9日至2020年10月25日期间进行了地下室顶板找平层、防水层、保护层的浇筑和铺设工作。以上情况表明，该地下室出现地下室裂缝渗水等现象时顶板尚未覆土。2020年12月检查检测期间，该地下室顶板覆土尚未完成，覆土情况见图4。

图4 2020年12月19日顶板覆土情况

2.3 地下水位

经查阅该地下室降水记录和现场调查表明，2020年10月16日至2020年10月22日期间未进行降水工作；在2020年10月22日至2020年12月17日水位监测期间，该地下室场地内的实测地下水位标高最大值为373.850 m。该工程±0.000的绝对标高为378.700 m；地下室顶板板面标高为-1.500 m；负一层板面标高为-5.550 m；负二层抗水板板面标高为-9.350 m；抗浮设防水位标高为374.000 m。经现场对该地下室降水井的地下水水位进行检测表明，实际地下水位标高最大值为372.700 m。

3 抗浮验算

3.1 验算条件

1)抗浮计算水位按实测最高地下水位取为373.850 m；±0.000的绝对标高为378.700 m；地下室抗水板板面标高按设计取-9.35 m；地下室顶板标高按设计取-1.5 m；抗水板板厚按设计取400 mm。

2)本工程恒荷载和活荷载标准值按结构施工图并结合实测值取值，地下室顶板覆土荷载分别按考虑和不考虑覆土荷载两种工况计算，考虑覆土时覆土容重18 kN/m3。

3)本工程抗水板、框架柱、框架梁、楼面板等结构构件的混凝土抗压强度、钢筋配置情况及截面尺寸按实测值并结合结构竣工图取值。

4)依据现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)[6]，对该地下室的抗浮稳定性进行验算。

3.2 验算结果

1)不考虑覆土荷载的情况下，该地下室的抗浮稳定性不能满足国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)[6]第5.4.3条的要求。

2)考虑覆土荷载的情况下，该地下室的抗浮稳定性满足国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)[6]第5.4.3条的要求。

3)该地下室抗水板的承载力满足要求。

4 抗水板开裂渗水原因和影响

根据上述对该地下室调查、检查和检测结果，结合委托方提供的相关资料对其抗水板开裂渗水原因和影响分析如下。

经查阅该地下室岩土工程勘察报告表明，该地下室场地土层由上至下依次为：杂填土；粉土；中细砂；淤泥质填土；松散卵石层；稍密～密实卵石层；泥质砂岩；场地地下水主要赋存于卵石层中，卵石含水层透水性较强；地下室抗浮设防水位标高为374.00 m。

经现场检测表明，该地下室抗水板的混凝土抗压强度、钢筋配置满足设计和《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204—2015)[4]的要求。通过对该地下室负二层抗水板面层裂缝的分布、走向和形态检查可知，抗水板裂缝主要分布于中庭区域、主楼与地下室交界区域、主楼与主楼之间区域和集水井附近区域；按裂缝的走向主要表现为沿柱脚开展的斜向裂缝、绕柱脚的环型裂缝、平行于柱轴线的跨中直线裂缝和不规则网状裂缝四类，最大裂缝宽度约为2.5 mm。

此外，该地下室场地内在2020年10月22日至2020年12月17日监测期间实测最大水位达到373.85 m。根据抗浮承载力验算结果表明，在不考虑覆土荷载的情况下，该地下室的抗浮稳定性不满足现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)[6]要求。

因此，综合上述情况综合分析可知，该地下室抗水板开裂和渗水现象系基底水压力较大的条件下，加之地下室顶板尚未覆土和未有效实施降排水，使得该地下室的实际抗浮稳定性不足，导致该地下室出现上浮所致，为确保该地下室的安全和正常使用，应对其进行处理。

5 裂缝修补及加固方案

对该工程纯地下室底板，采用以下流程进行修复处理：对该地下室进行降水工作，使地下水位始终保持在抗水板板底标高之下对抗水板裂缝进行修复处理；粘贴碳纤维布；铺设疏水板和混凝土面层。

5.1 抗水板裂缝修复

1)渗水部位开凿：将混凝土渗水处，用压缩空气或钢丝刷处理干净，表面油污用丙酮或有机溶剂擦去，并沿渗水点部位凿成V形边坡沟槽，用水冲洗干净。

2)布置注浆孔：采用下线法埋设灌浆底座施工，即用一条直径8 mm耐压橡胶管(根据水流大小确定耐压橡胶管直径，水流越大耐压橡胶管直径越大)放入V形槽底部，填塞卷式锚固剂，每隔0.8～1.5 m按设一个直径20 mm的注浆螺帽。施工时边填塞卷式锚固剂，边抽出橡胶管，直至槽端，形成暗槽。布置沟槽应根据渗漏水出现的不同情况而采用不同的形式。对缝漏水一般沿渗漏水出现的缝隙布置注浆沟槽；对成片漏水则每隔0.8～1.0 m布置一道注胶沟槽，以保证浆液能渗透到所有出水点；对孔漏、点漏则采取连点成线统一做槽压浆处理。

3)浆液配置：配置浆液时，将按产品比例称好的原料搅拌均匀制成甲液，用时可作适当调整，其变化范围为7%～15%。将甲、乙两液单独存放于储浆罐中，并旋紧罐口，以免两液接触发生反应。如在冬季施工，应首先将水加热至20°C，以加速材料溶解。

4)注胶：当封堵的聚合物砂浆达到初凝强度后即可注浆。注胶前，先把注浆嘴上到预埋的注浆螺帽上，通过注浆管与压浆泵出口相连。注浆顺序是水平槽从一端向另一端，应将甲、乙两液同时等量随输液管送到混合管，通过注浆嘴压入缝内。注浆压力一般为0.2～0.3 MPa,当不再进浆时停止压浆，关闭注浆嘴，防止回流，从相邻注浆嘴继续注浆，直到全部完成。注浆完毕，及时用压缩空气将压浆泵和注胶管中残留的浆液吹静，以免浆液凝聚于管中。浆液凝固10～24 h后，剔去注浆嘴，检查注浆效果，必要时可重复注浆。

5)封孔：经检查无漏水现象后，用找平胶将注胶孔堵塞抹平。

5.2 粘贴碳纤维布加固

1)混凝土结构、构件外粘纤维复合材工程的施工，主要按下列程序进行：清理、修整原结构；界面处理；涂刷底胶；修补、找平；刷胶、粘贴纤维材料及养护；施工质量检验；防护面层施工。

2)经修整露出骨料新面的混凝土加固粘贴部位，应进一步修复平整，并采用结构修补胶对较大孔洞、凹面、露筋等缺陷进行修补、复原；对有段差、内转角的部位应抹成平滑的曲面；对构件截面的棱角，应打磨成员弧半径不小于25 mm 的圆角。在完成以上加工后，应将混凝土表面清理洁净，并保持干燥。

3)粘贴纤维材料部位的混凝土，其表层含水率不宜大于4%，且不应大于6%。对含水率超限的混凝土应进行人工干燥处理，或改用高潮湿面专用的结构胶粘贴。

4)粘贴碳纤维布施工应按《建筑结构加固工程施工质量验收规范》(GB 50550—2010)[7]进行，粘贴碳纤维布施工完毕后，应对碳纤维加固施工做相应的抽测检验，有效粘结面积应不小于95%[8]。

5)纤维复合材与基材混凝土的正拉粘结强度，必须进行见证抽样检验。其检验结果应符合《建筑结构加固工程施工质量验收规范(GB 50550—2010)[7]合格指标的要求。若不合格，应揭去重贴，并重新检查验收[9]。

6)最外层碳纤维布表面涂胶后，在胶液凝固之前均匀拍细砂。碳纤维布粘贴施工完以后，表面抹20 mm厚M7.5水泥砂浆保护层。

7)使用碳纤维布及配套树脂胶时应尽量远离电器设备及电源。

5.3 疏水板及面层施工

1)将抗水板基层表面的杂物清除干净(如有裂缝，先按要求对裂缝进行修复封闭处理)，并保证基层有足够的平整度，可采用水泥砂浆找平后或按本设计相关图纸找坡后再进行疏水板的铺设。

2)疏水板铺设时圆凸台向下，以尽量减少搭接为原则，且应以先远后近的顺序进行。如因整个面不规整最后出现不规整接缝，可剪相应形状的夹层塑料成型板对碰铺设并单独固定，土工布封缝。

3)疏水板短边采用搭接连接(搭接支点不小于2个)，并采用胶带粘贴；长边采用热熔连接，并对熔点进行仔细检查以确保有效连接。

4)疏水板铺设完成后应注意保护，避免踩踏和破坏。

5)疏水板面层混凝土浇筑前，应采取措施对钢筋进行支撑固定，避免钢筋下沉。

6)疏水板面层混凝土分区段跳仓浇筑(连续施工长度不大于24 m)，施工缝处需留有500 mm宽的疏水板不浇筑，施工缝处凿毛处理后方可进行下一次浇筑。

7)疏水板面层混凝土应设置收缩缝，面层大样见图5。

图5 疏水板面层大样图(单位：mm)

6 结 语

该地下室抗水板开裂和渗水现象系基底水压力较大的条件下，加之地下室顶板尚未覆土和未有效实施降排水，使得该地下室的实际抗浮稳定性不足，导致该地下室出现上浮所致。设计时提高安全储备；利用历史降雨资料作为设计水位值的参考资料；同时加强施工现场在不利气候条件时的周期性监管，降低该类事件的发生概率。

针对该地下室抗水板开裂渗水的问题，采用裂缝修补→粘贴碳纤维布→铺设疏水板面层的方法进行了处理。处理后的地下室未出现开裂和渗水现象，运营状态良好。

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