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摘要：秦皇岛市某酒店地下室受到地表水汇流聚集，形成“脚盆”效应，产生不均匀上浮，最大上浮量达230mm，导致地下室结构局部受损，地下室柱及顶板顶梁多处开裂的事故，进行分析研究并提出相应的处理方案，以满足结构正常使用的要求。
关键词：地下室；上浮；分析；处理
1.引言
充分利用现有的土地资源，城市地下空间的大力开发，结构的抗浮问题也是越来越突出。结构抗浮验算和抗浮设计是多学科的复杂问题，多种因素决定工程抗浮措施的可靠性。在施工过程中，由于荷载还未完全加上，基坑降水过早停止，或突遇到强降水等原因，地下室容易发生上浮、倾斜，进而导致地下室结构发生开裂、隆起等现象。
2.工程概况
某建筑由酒店式公寓、酒店、宴会厅及地下车库几部分组成（见图1），其中酒店及公寓为地下1层车库、地上5层；宴会厅地下1层车库、地上3层，车库为地下一层。场地±0.00对应绝对标高5.30m，地下区域基底标高为-7.80m，局部区域基底标高为-9.30m和-10.30m，抗浮水位5.8m，结构局部采用无粘结型抗浮锚杆工艺进行抗浮处理。
工程于2011年5月完成主体结构施工，9月底基坑回填土完成，停止联网降水；10月上旬进行沉降观测，未发现异常情况；11月底发现地下室柱子、梁有裂纹出现，地下部分被地下水浸泡。后经现场排查，发现有35根框架柱产生不同程度水平裂缝，裂缝主要集中于柱根部和柱端，裂缝水平布置，约1~4条，裂缝宽度0.1mm~5mm（见图2、3），洞口处柱子受损严重（见图4）；有3道框架梁梁端产生竖向裂缝，宽度约0.5mm。产生裂缝的柱子主要集中在北侧公寓主楼东南侧与车库交接部位，锚杆区与非锚杆区结交地带，经现场测算结构最大上浮230mm。
3.工程地质条件
根据勘察报告中钻探揭露，建筑场地内第四系土层厚2.4m~9.6m，下伏太古界混合花岗岩全风化和强风化层，各（岩）土层特征分述如下：
①杂填土（Ｑ4mL）：松散，稍湿，厚度1.9~4.7m。
②粉质粘土（Q4al）：软塑~可塑，局部流塑，厚度0.6~3.1m。
②-1粉细砂（Q4al）：松散，饱和，层厚为0.3~2.4m。
③粉质粘土（Q4al）：可塑~硬塑，干强度，厚度1.0~4.3m。
④中粗砂（Q4al）：中密~密实，饱和，厚度2.6~5.9m。
⑤全风化混合花岗岩：中粒结构，块状构造，属极软岩，层厚为0.6~1.4m。
⑥强风化混合花岗岩：中粒结构，块状构造，属软岩，厚度10.2m~11.3m。
4.事故原因分析
本工程采用无粘结型抗浮锚杆工艺进行抗浮处理的区域，在现场排查过程中未发现有上浮现象发生，发生上浮区域主要为未进行抗浮处理的区域。
4.1事故原因
1）竖向荷载未加荷完成
施工的初始阶段有基坑支护、降水等措施，基坑内基本无水，不存在上浮问题。随着工程主体竣工，基坑回填就开始，降水措施逐步取消，基坑外周边水位上升，浮力增加。雨季的到来使得基坑内外的地下水位不断提高，周边的地下水也通过基坑底部、支护侧壁及其破损处流入基坑，造成底板下的上浮力不断增加，而结构竖向荷载还未完全加载。酒店及公寓自重均大于浮力而不可能上浮，有锚杆区域由于锚杆“拉力”作用也没有上浮，从而导致地下室的局部产生了上浮。
2）回填土质量问题
地下室四周回填时施工单位未按设计要求的拌合土分层夯实，肥槽地表未进行硬化，为地表雨水提供了渗入地下室的通道。
4.2破裂机理
1）复查原设计图纸及抗拔锚杆检测报告，同时分析现场实测结果，发现框架柱柱脚出现裂缝较多。原因是大雨后，地下水上涨速度快，水位分布不均，底板受水浮力不均，致使地下室局部未进行抗浮处理区域结构上浮，柱子节点部位出现受压破坏，混凝土破损，同时周围产生少量竖向裂缝。
2）框架梁及地梁的少量部位出现裂缝，原因是其尺寸较大，与框架柱及顶板相比刚度更大，抵抗变形的能力更强，大部分水浮力产生的破坏能量已被框架柱及顶板发生的塑性变形消耗掉。
5.加固处理措施
根据调查分析并结合现场情况，该工程解决方案分成三步进行：首先，尽快恢复地下室底板变形，减小地下水压力，将可能引起的破坏减小到最低；其次，在建筑物归位稳定后，对受损的结构构件进行加固修复，并增加地下室结构的整体刚度，避免后续的加载对结构造成二次损伤；最后，在建筑物结构加固修复完成后对结构进行永久抗浮处理。
5.1地下室复位
事故发现当日经各方紧急协商后提出了应急方案，在基坑四周重新补打降水井，启动联网降水，降低地下水水位。井中抽出的地下水必须通过排水系统排出场区外，防止地下水回灌。在室内集水坑内加大排水力度，降低室内水位。经过上述措施的初步处理，地下室底板缓慢回落，上浮大的区域回落相应较大。经过5天处理，底板最大上浮量降为100mm左右，结构上浮得到了初步较好的控制。同时构件随着结构的复位，裂缝宽度变小甚至闭合。
5.2受损结构加固
1）加固维修的应遵循以下原则：
a加固方案简单易行，安全可靠，经济合理。
b尽量保留原有结构构件，减少拆除量以防止作业中的振动对其它结构构件产生不良影响。
c加固方案要保证加固后的效果。
2）加固维修方案
我们根据对裂缝及受损梁、板、柱损伤情况的跟踪调查分析，并结合有关部门的检测报告，确定了加固区域。
a裂缝处理
所有的结构构件必须在铲除混凝土酥松层后，才能进行施工。若发现有裂缝跨度大于0.3mm的结构裂缝，应先采用低压灌注裂缝修补胶的方法进行修补，以防止裂缝继续扩大给结构构件产生更大的影响，然后再进行结构补强。
b柱加固
对于受损严重的柱应采用湿式外包钢加固技术与黏钢加固技术结合起来进行加固。该方案不但便于实施，且型钢能与混凝土结构共同受力，同时还发挥了外包钢加固技术与黏钢加固技术的优点。对于受损一般的柱，应采用环向包裹碳纤维的方法进行加固。该方法混凝土在侧向约束的作用下，轴向抗压强度和延性均得到提高（见图5）。
c梁加固
该项目中的梁侧面和梁底损伤较为较小，强度损失小，采用外黏碳纤维进行加固。该方法将高强度的碳纤维片材黏贴于被加固的钢筋混凝土梁受弯和受剪集中部位。这样不仅能保证混凝土和碳纤维作为一个新的整体共同受力，而且能够最大限度的发挥原构件的抗弯、抗剪和抗压性能。
5.3增加配重
地下室房心回填材料原为素土，结构加固完成后回填土材料变更为素混凝土，以增加结构配重。
6.结语
1）通过以上事故的处理，效果良好，酒店、公寓、宴会厅及车库已投入正常使用2年，未发现地下室结构异常现象和渗水现象，表明加固工作效果良好，地下室已满足永久抗浮和安全使用要求，取得了较好的经济和社会效益。
2）应急抗浮处理措施必须控制好地下水位的下降速度，避免过快的归位变形对地下室造成二次损伤；同时必须控制好加载的位置，由于地下室在上浮后已经损伤较为严重，不宜在地下室顶板以及其他受损处加载。
参考文献
[1]GB50007—2011建筑地基基础设计规范［S］．
[2]GJ123—2000既有建筑地基基础加固技术规范［S］．
[3]GB50367—2006混凝土结构加固设计规范［S］．