地下室结构底板抗浮不足局部失稳破坏实例分析.pdf
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1、 建 筑 技 术 Architecture Technology第 54 卷第 19 期 2023 年 10 月Vol.54 No.19 Oct.20232420地下室结构底板抗浮不足局部失稳破坏实例分析徐志武1,孔凡林2,邬 灿1,冉 兴1,吴乐实1(1.重庆重大建设工程质量检测有限公司,400045,重庆;2.重庆建筑工程职业学院,400072,重庆)摘要:地下水贫乏区域,工程建设改变了整个场地地下水的径流途径,暴雨或持续降雨后大量地表水流入、渗入基坑造成建筑地下室结构底板抗浮不足、局部失稳破坏的事件偶有发生,其破坏范围、破坏程度及造成的损失较整体失稳破坏小,但仍需引起重视,这类建筑通常仅
2、采取了地下防水措施而未采取抗浮措施,究其根本还是由参建各方工程技术人员疏忽大意、论证不充分造成的。以重庆某在建建筑地下室结构底板抗浮不足、局部失稳破坏为例,简述检测鉴定确定破坏原因及提出加固处理措施的过程,然后进行总结。文中提及的工程案例及观点、方法,供工程技术人员在勘察、设计、施工时思考与防范,也可为工程技术人员在检测鉴定既有建筑地下室时提供参考。关键词:地下室;地下水位;抗浮;局部失稳;检测鉴定中图分类号:TU 46 文献标志码:A 文章编号:1000-4726(2023)19-2420-07CASE ANALYSIS OF INSUFFICIENT FLOATING RESISTANCE
3、 AND LOCAL INSTABILITY OF BASEMENT FLOORXU Zhi-wu1,KONG Fan-lin2,WU Can1,RAN Xing1,WU Le-shi1(1.Chongqing University Construction Engineering Quality Inspection Co.,Ltd.,400045,Chongqing,China;2.Chongqing Jianzhu College,400072,Chongqing,China)Abstract:Engineering construction changes the runoff pat
4、h of groundwater where there is a shortage of groundwater.After a heavy rain or continuous rainfall,a large amount of surface water flows or infiltrates into foundation pits,resulting in insufficient floating resistance and local instability of basement floors in some cases.Despite of the small dest
5、ruction scope and extent and little instability,importance should be attached to these issues.Generally,only underground waterproof measures are taken but anti-floating measures are not.This is fundamentally caused by the negligence and insufficient demonstration of engineering and technical personn
6、el of the parties involved.Taking the insufficient floating resistance and local instability of the basement floor of a building in Chongqing as an example,a process is described to detect and identify causes and propose reinforcement measures,and a summary is made in this paper.The engineering case
7、s,viewpoints and methods mentioned in this paper should be considered or prevented by engineering and technical personnel in survey,design and construction.They may also be referenced for engineering and technical personnel to detect and identify the existing basements of buildings.Keywords:basement
8、;groundwater level;anti-floating;local instability;detection and identification利用地下空间建设地下室可满足人类日益提高的生活需要。在地下室的建设、使用过程中,因地下水作用、地下结构抗浮不足造成工程质量事故时有发生,部分案例也陆续被收录在各种文献资料中,以地下结构抗浮不足整体失稳破坏居多。近年来,国家及地方主管部门组织国内权威专家、学者对相关规范标准进行修订、制订新规范标准并相继发布实施,以保障地下室的工程建设质量。其中,对于地下水作用和影响的评价、预防及控制措施等,各规范标准均在不同章节作出了规定,不同规范侧重点略
9、有不同,为工程技术人员更好地掌握地下水作用、控制地下水影响起到了显著效果。2022 年 4 月底,重庆某在建工程地下室结构底板被发现开裂、渗(涌)水严重,为查明原因、判断受损程度以及制订合理的解决方案,对地下室结构底板进行了检测鉴定。1 工程概况重庆某在建工程 C2 栋厂房平面呈矩形,地下 1层,地上 3 层,总建筑面积约 8 000 m2,建筑功能为污水处理站及动力站。该工程采用钢筋混凝土框架结收稿日期:20230622作者简介:徐志武(1974),男,四川资阳人,高级工程师,硕士,e-mail:.2023 年 10 月2421构,其工程概况如下。(1)结构安全等级为二级,抗震设防烈度为 6
10、 度,设计地震分组为第 1 组,抗震设防类别为丙类,建筑结构的设计使用年限为 50 年;基本风压为0.40 kN/m2,地面粗糙度类别为 B 类。(2)根据地勘报告,本工程以天然中风化岩石作为地基持力层,采用浅基础+防水板设计方案,地基基础的设计等级为丙级。柱下为独立基础、地下室周边墙体下为筏形基础,地基持力层为中风化砂质泥岩、粉砂岩或砂岩,地基承载力特征值 1 700 kPa;独立基础、筏形基础及地下室底板采用 C 30 混凝土浇筑,地下室外墙采用 C 40 混凝土浇筑,混凝土抗渗等级均为 P6。筏形基础配筋如图 1 所示。250250100 10150 101507.0003 000400
11、500地下室外墙1501 12 12170 161704515dLaLa卷材防水图 1 筏形基础配筋示意2 现场调查2.1 收集资料现场调查收集到的资料主要包括地勘报告、设计文件、施工技术资料(含施工图片)、地下室结构底板开裂及渗(涌)水事件发生情况描述等。2.2 查阅地勘报告查阅地勘报告,将部分内容汇总归纳如下。(1)地形地貌。项目所处场地原始地貌属于丘陵斜坡地貌(拟建 8 栋建筑),后经人工改造成开阔的场地,整体地势较为平坦,整体坡度为 0 5 ,高程为 302.98307.79 m,场地最大高程约 4.8 m,植被以杂草与农作物为主。场地北西侧存在人工填土斜 坡,斜坡坡度约 25 30
12、,高度约 47 m,目前无变形迹象,斜坡现状稳定性较好。其中,C2 栋厂房所处位置场地更平坦,现状高程为 304.74305.88 m。(2)地层岩性。项目场地地表大多为填土掩盖。经地表地质调查和钻孔揭露,场地分布的地层为第四系全新统素填土、粉质粘土及侏罗系中统溪沙庙组地层(砂质泥岩、粉砂岩或砂岩)。场地范围基岩面受岩性、地质构造与地形地貌等因素控制,基岩面倾角总体起伏平缓,一般为 3 12 ,基岩埋深一般约0.55.0 m。场地基岩强风化带厚度一般为 0.51.5 m,局部地段基岩由于地表水影响,强风化带厚度较大,厚度达2.0 m。基岩强风化带岩体破碎,风化裂隙发育。根据实地地质调绘以及钻探
13、揭露、收集资料,岩体整体呈中厚层结构,砂、泥岩分界面偶有粘土充填,结合较差,属软弱结构面。局部夹厚层砂岩,基岩内裂隙较发育 不发育,岩体较完整。其中,C2 栋厂房基岩埋深一般约 0.40.6 m,厂房左上角、右下角位置基岩埋深相对较大,分别为4.9 m、4.5 m,厂房内邻近范围基岩埋深逐步减小。C2 栋厂房场地及邻近范围基岩出露点岩体内发育两组构造节理,性质如下。节理 1:产状为 195 60 80 ,优势产状为60 ,裂隙面平直,裂隙宽度 13 mm,延伸长度38 m,无充填或粘性土充填,间距 25 m。偶见钙质充填,结合差,属硬性结构面。节理 2:产状为 285 65 75 ,裂隙面平直
14、,裂隙宽度 24 mm,无充填,间距 13 m,延伸长度510 m。偶见泥质充填,结合差,属硬性结构面。(3)水文地质条件。场地水类型分为地表水与地下水。场地西北侧发育 1 条地表径流,河流宽度为 24 m,水深 12 m,流速较缓,目前水位高度为295.43 m,历史最高洪水位可达 298.6 m(C2 栋地下室底板顶面标高 298.200 m),距拟建 C2 栋厂房最近距离约 70.0 m。场地地下水类型主要为松散土层孔隙水和基岩裂隙水,场地较为平缓,储水条件差,不利于地下水赋存,且勘察期间少雨,经场地附近钻孔终孔水位量 测,24 h 后钻孔地下水位恢复缓慢,勘察期间场地地下水贫乏。雨季施
15、工时,局部低洼段可能会存在地下水,该地下水水量小、动态幅度大、水位埋深浅。风化裂隙水分布在浅表基岩强风化带中,为小区域潜水,水量小,受季节性影响大;构造裂隙水分布于基岩构造裂隙中,以层间裂隙水或脉状裂隙水形式储存,砂岩内裂隙水动态稍稳定,砂质泥岩相对隔水。基岩裂隙水主要赋存地势低洼的基岩中,局部裂隙贯通段较发 育,而地势较高区段基岩因其排泄条件较好,一般不含地下水。地表径流主要受气象降雨及场地地下水补给,场地地下水最终于场地北西侧渗入河流。按设计进行开挖后,场地内会形成3个高约6 m的 基坑。西侧径流最高洪水位高程为 298.600 m,略高于剖面 22 地下室高程 298.2 m,河流渗流对
16、场地拟建建筑物影响较小。降雨时大气降水通过填土渗流及徐志武,等:地下室结构底板抗浮不足局部失稳破坏实例分析建 筑 技 术第 54 卷第 19 期2422地表汇水于基坑中,雨季施工时建议设置集水坑,以便于对积水进行抽排。场地水文地质条件简单,地下水贫乏。勘察场区内人工填土层为中等透水层,砂岩为弱透水层,砂质泥岩为微透水层。根据场地岩性特征、邻近场地以及结合重庆地区经验判断:场地内地下水对建筑材料、混凝土体为微腐蚀性。(4)不良地质作用。拟建场地岩土体稳定,未发现断层、滑坡、危岩、崩塌、泥石流等不良地质现象,也未发现岩溶、地裂缝、地面沉降、有害气体等不良地质作用。(5)结论及建议。本场地水文地质条
17、件较简单,适宜兴建拟建工程。2.3 查阅设计文件查阅设计文件,将部分内容汇总如下。根据地勘报告,本工程以天然中风化岩石作为地基持力层,采用浅基础+防水板设计方案,地基基础设计等级为丙级;基础施工前应作好四周排水,无论基槽(坑)封底与否,基槽(坑)内均不得有积水(应及时排出),在有积水的情况下更不允许施工。2.4 查阅施工技术资料查阅施工技术资料,将部分内容汇总如下。(1)原材料均为合格品,经见证送样复检,结果合格;各种试件含地基持力层中风化岩石经见证送样检测,检测结果满足设计及相关规范要求。(2)地基基础隐蔽验收资料、验槽资料、基础施工完成后的分项验收资料以及施工期间的实况表明,C2 栋厂房场
18、地地质情况、基岩情况、地下水情况与地勘报告相符;基坑、地基基础施工期间地下水贫乏,仅采取简单的抽、排水措施,将雨天场地内地表积水抽排至场地外。(3)坑底为中风化岩石,地下水贫乏,与地勘报告相符;基础、地下室结构底板及外墙布筋如图 2所示。另外,垫层以上铺设卷材防水,施工单位为保护防水卷材又增加了 1 层 3040 mm 细石混凝土保护层,然后再布筋;独立基础、筏形基础混凝土分两层浇筑,第 1 次浇筑至地下室结构底板底标高。第 2次连同地下室结构底板一起浇筑至底板(基础)顶面标高。2.5 事件发生情况2021 年 67 月 C2 栋厂房基坑施工,为清除基坑内岩石采用爆破施工,坑底破碎岩石被清理运
19、出场外,然后基坑封闭施工基础,至 2022 年初主体结构封顶,继续进行围护体系施工。图 2 基础、地下室结构底板及外墙布筋实况2022 年 34 月,施工单位在地下室周边回填碎石土,填至 1.000 m 标高左右,期间重庆地区持续下了很多次雨;4 月下旬施工单位拟进行地下室附属工程施工,地下室积水深达 1.0 m。随后,施工单位着手抽排地下室积水,在此过程中,现场人员发现地下室墙体有渗水不断流出,同时还发现地下室结构底板有 3 处明显柱边涌水,待底板大面积出露检查时发现这 3 处涌水点位置地下室结构底板已开裂、破损,渗(涌)水不断。建设单位组织参建各方就上述地下室结构底板开裂、破损及渗(涌)水
20、事件开会讨论,寻求解决方法,最终决定由建设单位委托第三方进行检测鉴定。3 现场检测3.1 地下室结构底板开裂、破损情况检查对地下室结构底板进行全面检查,共发现 4 处明显开裂、破损、渗(涌)水位置,即 4/C、5/C、6/C、2/B 轴柱边;前 3 个位置地下室结构底板开裂、破损相对严重,沿柱边呈环状,第 4 个位置地下室结构底板开裂相对轻微,为柱边单侧裂缝、未破损。地下室结构底板开裂、破损、渗(涌)水特点如下。(1)底板开裂、破损位置位于柱边,呈环状。(2)底板开裂与破损几乎同时发生,形成14 cm 破损条带、粗糙,手掏有石子、砂、泥化物等,破坏斜面与水平面夹角呈 45 ,属典型冲切破坏。从
21、柱边地下室结构底板冲切破坏实况可以看出,地下室结构底板沿柱周边冲切破坏后被水浮力明显抬高23 cm。(3)底板开裂、破损位置渗(涌)水量有限,现场检查时破损位置渗(涌)水已趋于稳定。地下室结构底板表面有少量泥化物覆盖,跨中位置未发现明显开裂、渗水点。值得注意的是:检测时地下室底板 2023 年 10 月2423尚未施工板面面层。3.2 地下室结构底板相对高差检测采用电子水准仪对地下室结构底板相对高差进行检测,检测结果底板跨中最高点与柱边最低点相对高差54.75 mm,分布在45/CD轴范围。检测结果表明,地下室结构底板跨中位置普遍高于柱边位置。3.3 地下室结构底板钻芯检查与检测在地下室结构底
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