X轴4浮维修某地下车库上浮事故中结构破坏
发布时间：2024年05月11日 点击：[13]人次
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本文转载自“施工技术《某地下车库上浮事故中结构破坏机理分析与加固》，作者：卢著辉，徐正来等”，仅用于学习分享，如涉及侵权，请联系删除！
[摘要]某新建地下车库上部覆土施工未完成，暴雨后地下水位上升引起车库上浮，造成地下车库构造严重破坏。结合工程实际情况，对该上浮事故导致的地下车库结构破坏机理进行了分析，并针对各类构件的破坏提出了可行的加固处理措施，并详细介绍了受损的柱、梁、底板、顶板等部位的加固处理措施。结果表明：通过加固处理，受损构件得到修复，确保了工程安全。
[关键词]加固；地下车库；上浮；破坏机理
0 引言随着城市的不断发展，对地下空间资源开发利用要求越来越高，大面积的单层或双层地下车库不断出现。地下结构的抗浮验算在相关规范中已有规定，在正常设计工况下，这类地下车库的抗浮稳定性一般均能满足；但是‘，施工过程中的突发事件可能导致各种不利因素的叠加，从而引发地下结构的上浮事故。本文对某新建地下车库在施工过程中的上浮事故原因进行了分析，并对该事故导致的各类结构构件破坏提出了针对性的加固处理措施。
1 工程概况某地下车库平面形状近似成矩形，南北向总长约94．35m，东西向总长约80．50m，单层框架结构，层高约3．9m，框架柱截面一般为600mm×600mm，地下车库框架梁截面一般为500mm×900mm，混凝土强度等级均为C30。地下车库结构平面布置如图1所示。
2012年7月该地区遇到暴雨天气，场地地下水位上升，地下车库内发生严重积水现象，最大水深达2m。此时地下车库结构施工已完成，但上部尚未完成覆土。现场人员急于抽取地下车库内积水，导致地下车库内外瞬时最高水位差约3m，地下车库随即发生不均匀上浮。目前场地地下水位已明显下降，同时地下车库上部已完成覆土，变形情况得到一定改善，但部分地下车库结构已发生损坏，需进行加固处理。
2结构破坏现状根据现场检测情况，该地下车库损坏主要有以下几方面。
1)由于地下室变形，造成E～L轴范围内框架柱顶普遍发生剪切破坏，柱顶有水平环向裂缝，部分柱顶混凝土碎裂；造成F，G，J轴框架柱脚普遍发生角部混凝土碎裂，外露钢筋锈蚀。
2)由于车库上方主楼(5号楼)与地下车库产生的变形不一致，造成主楼北侧⑦一⑨轴与地下车库连接处底板发生开裂，并存在地下水上涌现象；G～H轴间底板开裂，裂缝东西发展，地下车库四周与周边主楼相连的连廊处底板开裂；主楼北侧周边地下车库南北向框架梁与次梁普遍发生开裂，裂缝主要分布于梁端，垂直于梁，并贯通；主楼北侧⑤一⑩轴范围内地下车库顶板开裂，裂缝东西向发展，基本与主楼外墙平行。
3)由于地下车库周边主楼与地下车库产生变形不一致，造成部分地下车库框架梁与主楼剪力墙连接处的剪力墙发生剪切破坏，裂缝主要围绕梁端环状分布。
4)地下车库多处填充墙体开裂。
3 结构破坏机理根据现场情况，初步了解地下室破坏主要在快速抽取室内积水时导致局部隆起上浮产生的，而快速抽水时室外地下水位较高，且上部覆土未完成。采用PKPM软件对破坏时工况进行模拟计算分析，该工况具备如下3要素：室外水位较高受最大水浮力、库顶未覆土和库内不积水。经计算，地下车库E～L轴范围内框架柱抗剪承载力普遍不足，5号楼北侧底板、框架梁、顶板等构件承载力均不足，图2为地下车库变形示意。本次地下车库损坏位置多发生在车库底板、顶板、梁、柱、墙及车库与主楼的连系构件处，体现为剪切破坏，地下车库底板和顶板均在变形最大处开裂。该车库结构上浮破坏机理如图3所示。
4 维修加固措施
根据检测结果，综合考虑造价、工期等因素，采用以下方案对地下车库受损构件进行维修加固。
1)对受损开裂的柱顶，先对裂缝表面进行清洗，润湿后采用高强度环氧树脂水泥进行压力灌浆。压力灌浆结束后，视损坏范围及程度，在柱顶白梁底以下1．0～1．5m范围内环向粘贴2—4层碳纤维布对其进行补强。对于受损较严重的柱顶，应将碎裂严重的混凝土全部凿除，再进行压力灌浆。凿除混凝土处涂刷界面剂，并用水泥基灌浆料进行填实、修复，最后粘贴碳纤维布。柱顶加固如图4a所示。
2)对受损的柱脚，由于破坏普遍较严重，故应将原有松散、碎裂的混凝土凿除，并对裸露锈蚀的钢筋进行除锈处理。对界面进行充分清理并涂刷界面剂，再用灌浆料进行修补。最后，对柱脚离地1．5m范围采用4层无间隔环向连续粘贴碳纤维布的方法对其进行加固。柱脚加固如图4b所示。
3)对主楼与地下车库连接处底板开裂并涌水处，钻孔安装专用止水针头，并高压灌注聚氨酯快速堵漏材料。在止水后凿开部分混凝土，斜向植入抗剪钢筋，加强地下车库底板与主楼连接处的抗剪能力。随后采用高强度环氧树脂水泥进行压力灌浆，最后在开裂处增设止水钢板，内置柔性防水材料。与主楼连接处地下车库底板开裂维修加固如图5所示。
4)对于车库其他部位底板开裂情况，先对裂缝表面进行清洗，润湿后采用高强度环氧树脂水泥进行压力灌浆。压力灌浆结束后，在开裂处增设止水钢板，内部填充柔性防水材料，形成柔性防水节点(见图6)
5)对开裂的框架梁与次梁，先对裂缝表面进行清洗，润湿后采用高强度环氧树脂水泥进行压力灌浆；压力灌浆结束后，采用粘贴碳纤维法对梁进行加固。加固前先对梁表面进行处理，将原有的松软、碳化的混凝土凿除，再将凿除部分用净水清洗干净，不得有积水，并于凿除混凝土处涂刷界面剂，用水泥基灌浆料填实。最后沿梁底通长粘贴3层碳纤维布，并于梁侧间隔粘贴加织物压条的U形碳纤维箍。梁加固示意如图7所示。
6)对开裂的地下车库顶板及剪力墙，先对裂缝表面进行清洗，润湿后采用高强度环氧树脂水泥进行压力灌浆。灌浆结束后，在裂缝处沿裂缝垂直方向粘贴1层宽1 000mm碳纤维布进行封缝补强。裂缝发展较严重区域，在粘贴碳纤维布之前，应凿除破碎的混凝土并涂刷界面剂，采用水泥基灌浆料填实、修复。
7)由于部分开裂的地下车库填充墙位于地下配电房位置，为防止开裂处渗水对配电设备造成破坏，采用环氧树脂对裂缝进行封闭，并用防水卷材在墙体外部进行防水处理。填充墙维修示意如图8所示。
5 结语由于地下结构施工周期较长，在施工过程中，尤其是结构完工但上覆土尚未完成时，降雨导致的地下水位上升很容易引发类似事故。因此，地下室在施工中应保持地表排水系统通畅，同时尽快完成上部覆土，必要时可在地下室外墙设置临时泄压孔。对强降雨引发的地下室进水，不宜盲目抽取室内积水，而应先校核地下结构的设计抗浮能力。若上部覆土未完成，地下室抗浮不满足要求，则应待室外场地地下水位下降后再进行地下室室内排水、堵漏，避免地下结构因上浮发生更严重的损坏。对因地下室上浮导致的结构破坏应弄清其破坏机理，探明破坏部位及损伤程度，并有针对性地提出可行、有效的维修加固方案。该地下车库上浮事故具有一定代表性，对其破坏机理及处理措施的分析和总结，对类似工程有一定的参考价值。
参考文献：[1] 吴纯华．某全埋式地下车库上浮破坏的计算分析及结构加固[D]．上海：同济大学，2008．
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[4] 于凯．某地下车库不均匀上浮的纠偏及抗浮处理[J]．山西建筑，2010，36(16)：137-138．
[5] 娄华明，朱冰芬．地下车库上浮处理和预防的探讨[J]．建筑安全，2013(1)：59-60．
[6]GB50208—2011地下防水工程质量验收规范[s]．北京：中国建筑工业出版社，2011．
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