建成多年的建筑物地下室底板涌水的原因分析

向志群 江毅

1.遵义市水利水电勘测设计研究院有限责任公司 贵州 遵义 563002

2.中化明达西南地质有限公司 贵州 贵阳 550007

关健词：建筑物；地下室底板；涌水；分析

1 前言

地下水抗浮设防水位是很重要的设计参数，抗浮设防水位可分为施工期间抗浮设防水位及使用期间的抗浮设防水位。施工期间和使用期间的抗浮设防水位不应采用未经分析论证的期间实测的地下水位。但要预测建筑物使用期间地下水可能发生的变化和最高水位有时相当困难，与许多的自然因素与人为因素有关。当外界条件没有变化时，施工期间和使用期间可采用相同的抗浮设防水位，但当外界条件发生很大变化时，拟采用的地下水控制措施就要据工程具体情况而定了。

2018年9月某大厦变电房地板突然出现涌水现象，该变电房位于建筑物地下室底板上，局部地下室底板也相应出现了开裂，渗水现象，大厦已建成10余年的，一直运行正常。事情发生后相关单位高度重视，组织参建各单位及相关专业的专家进行了现场调查分析。

通过收集某大厦附近水文地质工程地质资料，以及初步调查发现，该大厦旁侧正在进行某快线7轴线桩基础施工，大厦附近自来水公司管道曾出现破管漏水情况，通过进一步调查分析落实以下了内容：核实7轴线桩基施工开孔时间、终孔时间，设计方量、浇筑方量、超方量，以及浇筑过程中的塌孔回灌方量和回灌位置、高度等参数，分析7轴线桩基施工中跑浆原因；进一步核实大厦停车场标高、涌水点标高与7轴线桩基底标高关系；围绕大厦附近自来水公司所有管道进行排查，是否还有破管漏水现象；围绕大厦附近雨污管道进行排查，是否有漏水现象；大厦内部供排水系统进行排查，是否有漏水现象。

2 某大厦附近水文地质工程地质条件

2.1 某大厦附近水文地质条件

2.1.1 松散层孔隙水

松散层孔隙水孔隙水具有就近补给，就近排泄的特点，受季节影响显著，属于季节性潜水，水量较小。

2.1.2 裂隙岩溶水

主要含水层为狮子山组石灰岩，构造部位为遵义向斜北东翘起端与马石岩背斜紧密褶皱带复合部位，北西-南东向压应力集中，纵张裂隙发育，岩溶发育，地下水集中，含水丰富，发育一条岩溶管道（响水洞地下暗河），岩溶管道长3500m，地下水由北向南迳流，集中排汇于湘江河的响水洞，响水洞出露标高807 m，一般径流77.44L/s，枯季流量19.51L/s 。

2.1.3 地下水类型及补迳排关系

区内地下水的补给来源，主要为大气降水的垂向入渗，洼地，落水洞，漏斗，天窗等为降水入渗的主要通道，降水沿岩层走向，层间裂隙和岩溶管道由北向南运移，集中排泄于湘江河，拟建场地位于地下水迳流区，响水河暗河起源于香港路罗庄一带，根据本场地地勘察报告证实，响水洞暗河由场地7#墩附近通过，最后于响水洞注入湘江河，地下水径流方向与拟建线路丢垂直相交。由于场地地处岩溶管道之上，其地下水类型主要为裂隙岩溶水，场地处于迳流区，主要接受上游地下河迳流补给，沿地下河向下游经响水洞向湘江河排泄。

2.1.4 地下水埋藏条件

根据钻探水位观测，勘察期间实测该段最高地下水位标高835.7m，本区地下水位最大变幅为3m最高水位标高为838.7m 。经过场地的地下河由于水力坡度较大，地下水流速较快，一般情况不会产生堵塞现象，勘察过程中测得的地下水位位于大厦核心筒底板以下5m，不会对建筑及其基础造成不良影响，但若下游的工程活动将该管道堵塞，则可能引起地下水回灌，影响地下水的正常使用或降低地基的稳定性。

2.2 大厦附近工程地质条件

场地处于岩溶强发育区，出露地层又为可溶性硬质岩石与软质岩石相间，其工程条件极为复杂。经过综合分析，查明场地影响较大的工程地质是问题岩溶问题和软质岩类夹灰岩破碎带问题。

2.2.1 岩溶

场地处于响水洞地下河岩溶管道迳流区，该管道在场地位置形成一大型溶洞，洞体四周岩石基本为石灰岩，除局部为薄层状外多数为中厚层状。该岩石节理较为发育，岩体完整性较差，局部还有薄层状灰岩产出，其岩层倾角为50-70度，洞高1-7m，宽2-8m，洞内堆积大量软-流塑状淤泥及砂砾石，少量块石，堆积物厚达2m以上，洞内见少量近期垮塌的岩块，洞内水深1-4m，据施工单位现场抽水资料显示，洞内水量达2000m3/d。实测该地下水位在11.5m，即为大厦核心筒底板以下5m左右，该溶洞在场地范围内发育成胃状，其宽度较大，顶板较薄，且溶洞顶板的灰岩节理发育，岩体完整性较差。

据勘察中实测，该溶洞围岩以中厚层状石灰岩为主，洞内垮塌物较少，洞壁岩体较完整，据该市长期水文地质资料，该溶洞及与之相连的响水洞地下河从未发生过岩溶塌陷现象，其洞体稳定性较好。

2.2.2 薄层状泥页岩夹灰岩破碎带

该岩组主要为薄层状泥页岩夹灰岩破碎带，分布于大厦核心筒西侧，由于该岩组为薄层状构造，且节理裂隙均较为发育，因此，岩芯采取率较低，岩体较破碎。

3 某快线设计一标段7#桥墩及F、E匝道及人行系统桩基地质条件及施工情况

3.1 7#桥墩及F、E匝道及人行系统桩基[1]

设计一标段7#桥墩及F、E匝道及人行系统位于涌水地下室南侧，主线桥墩分左中右共3个桥墩及左右幅辅线桥墩，共计5个桥墩，采用桩基，共有16根桩，按一桩三孔施工，共布钻孔48个，已施工了钻48个。

3.2 7#桥墩及F、E匝道及人行系统桩基地质条件[2]

根据地表调查及工程地质钻探，该桥墩区覆盖层主要为第四系填土层（Qml）、第四系残积层（Qel），基岩为三叠系中统狮子山组第一段岩性为灰岩。岩层呈单斜产出，岩层产状290°∠49°。岩土从上至下组成如下：

3.2.1 第四系填土层（Qml）

杂填土：建筑垃圾，为撤迁时产生的混凝土碎块和废砖块，新近填土，结构松散，厚1.2-3.5m。

3.2.2 第四系积层（Qdl）

红粘土：黄色，呈可塑状，原生红粘土，厚0-7.45m，含少量灰岩碎石，碎石呈棱角状，粒径1.00-20.00cm，含量约5%。溶洞裂隙中充填或半充填有软塑状红粘土。

3.2.3 三叠系中统狮子山组第一段（T2sh1）[3]

（1）三叠系中统狮子山组第一段（T2sh1）强风化灰岩

灰色灰岩，微晶结构，薄至中厚层状构造，节理裂隙很发育，裂隙内充填粘土，岩体破碎，岩芯呈块状、短柱状、少量柱状，钻孔揭露厚度0.50～18.80m，厚度变化大。属较软岩。

（2）三叠系中统狮子山组第一段（T2sh1）中风化灰岩

灰色灰岩，微晶结构，薄至中厚层状构造，节理裂隙发育，岩体较破碎，岩芯呈长柱状、柱状，少量短柱状及块状。其饱和单轴抗压强度标准值为38.82MPa，为较硬岩。

桥墩区主要不良地质作用为岩溶，共施工48个钻孔，其中有26个孔见溶洞裂隙，见洞率为54.17%，洞高0.20-5.00m，岩溶发育埋深4.00-35.95m，发育标高805.71-837.99m，根据《贵州建筑岩土工程技术规范》（DBJ52/T046-2018），岩溶为强发育。

3.3 某快线设计一标段7#桥及F、E匝道及人行系统墩桩基施工情况[4-5]

某快线设计一标段7#桥墩及F、E匝道及人行系统桩基施工时间为2018年8-9月，7#桥墩及F、E匝道及人行系统桩基共设计20根钻孔灌注桩，设计桩径为1.50m-1.80m，设计桩长为19.80m-32.90m，设计总桩长479.40m，实际施工桩长23.67m-35.90m，均超过原设计桩长，实际施工总桩长530.318m。设计混凝土灌注量801.51 m3，实际混凝土灌注量1127.00m3。其钻孔灌注桩基施工过程中大多数孔桩均出现混凝土超灌现象，桩基混凝土总的超方量为244.56m3。钻孔灌注桩施工过程中还出现过塌孔现象，塌孔回填混凝土方量261.00 m3。通过复核已建建筑物地下室地下室标高和地面标高，已建建筑物地下室地下室标高为838.23m，地面标高为841.5m-844.4m。复核7#桥墩及F、E匝道及人行系统各桩基桩底标高为804.20m-828.40m。

4 地下室涌水问题原因分析

通过围绕附近自来水公司所有管道进行排查，自来水管短暂漏水情况已修复，已无漏水现象，围绕大厦附近雨污管道进行排查，没有漏水现象，大厦内部供排水系统进行排查，也没有漏水现象。所以主要问题就集中在某快线设计一标段7#桥墩桩基，F匝道桩基及7#轴线南侧人行系统桩基混凝土渗漏。7#桥墩桩基，F匝道桩基及7#轴线南侧人行系统桩基紧临涌水地下室建筑物南侧，2018年9月某大厦地下室地板突然出现涌水， 2018年8月-9月正在施工浇注7#桥墩桩基，F匝道桩基及7#轴线南侧人行系统桩基混凝土，某快线设计一标段在详细勘察期间，桥墩区见洞率为54.17%，洞高0.20m-5.00m，岩溶发育埋深4.00m-35.95m，发育标高805.71m-837.99m，7#桥墩桩基，F匝道桩基及7#轴线南侧人行系统桩基各桩基桩底标高为804.2m-828.4m，这也反映了7#桥墩桩基，F匝道桩基及7#轴线南侧人行系统各桩基正好处于响水洞地下河岩溶管道迳流区，由于较短时间大量往地下暗河中施工混凝土，且钻孔灌注桩基施工过程中大多数钻孔桩均出现超灌混凝土现象，桩基混凝土总的超方量为244.56m3，钻孔灌注桩施工过程中还出现过塌孔现象，钻孔灌注桩基施工过程中因塌孔回填混凝土方量261.00 m3，超方量混凝土和塌孔回填混凝土去了哪里呢？只能解释一部分是流到了响水洞地下河岩溶管道，再加上钻孔灌注桩基穿过响水洞地下河岩溶管道，7#桥墩桩基，F匝道桩基及7#轴线南侧人行系统桩基一共施工20根钻孔灌注桩，大量的混凝土桩基或一部分超方量混凝土和塌孔回填混凝土以及塌孔岩土体混凝土等占据了响水洞地下河岩溶管道，影响了响水洞地下河岩溶管道中空间，并且大厦地基勘察地下河溶洞高度洞高1.00m-7.00m，7#桥墩桩基，F匝道桩基及7#轴线南侧人行系统桩基施工时地下河溶洞高0.20m-5.00m，说明溶洞高度有变低变小的趋势，使得岩溶管道中地下水流速减缓，排泄不畅，导致地下岩溶管道堵塞，上游岩溶来水堵截，因此造成上游区域地下暗河局部位置地下水位抬升，某快线设计一标段7#桥墩桩基，F匝道桩基及7#轴线南侧人行系统桩基正好紧临涌水地下室建筑物南侧，也是响水洞地下河岩溶管道地下水径流的下游区，所以较短时间内响水洞地下暗河局部位置地下水位快速抬升，造成了已建建筑物地下室地下室的抗浮水位高于原设计的抗浮设防水位。快速抬升地下水击穿了已建建筑物的地下室底板裂缝及受力薄弱处，造成了地下水上涌。

5 结论[6]

岩溶地下水抗浮水位宜采用地下水长期观测期间的最高水位。当无地下水长期观测资料时应采用勘察期间的地下水位与预测远期地下水位最大变幅综合确定岩溶地下水抗浮水位；当地下水受地表水补给时宜取地表水最高水位时的地下水位为岩溶地下水抗浮水位；山区坡地的场地应绘制沿坡地的地下水位分布线，按基础或地下结构埋置深度，取最不利条件下的最高水位为岩溶地下水抗浮水位。

无论是国家标准、行业标准还是地方标准，对抗浮设防水位大多是以定性结合部分定量的方法给出大的原则，抗浮水位的影响因素如此之多，气象、水文、人类用水、地层、地下水、基础位置、现状地形、使用期地形变化、施工、使用期地下水位预测等等不一而足。因此，由于抗浮设防水位不是一个永久的恒定现象，它需要人们考虑一定的安全设防基准期，抗浮稳定性验算和抗浮设计需要具有一定的安全储备。抗浮设防水位不能只依赖于勘察期间的水位确定，必要时应进行水位预测，对场地地下水变化规律、地下水与邻近地表水系水位等观测资料分析，对场地工程地质与水文地质条件分析和利用，预测范围或分区、环境条件及相互关系的影响分析，水文地质条件特别复杂的工程应进行专项抗浮勘察，一般情况抗浮工程勘察可以与场地岩土工程详细勘察结合开展。对拟采用的抗浮设防水位大家意见不统一时建议通过专项论证确定。