中铁十局集团城市轨道交通工程有限公司
摘要：在工程施工过程中，结构上浮这种质量问题出现的概率不大，但是处理起来十分复杂。本文依据工程实例介绍处理过程，其中有成功的经验，也有处理过程中走过的弯路。主要目的是对这一处理过程进行总结，告诫自己警示后人重视地下水的危害。
关键词：结构；上浮；技术
1.工程概况
腾龙站～站前南大道站区间设计起点里程为DK18+737.413，终点里程为DK19+857.200，全长1119.787m；2016年4月13日项目部每日正常巡视过程中发现区间与车站接头处存在较深积水，同时第3~13段主体结构变形缝结构出现一定程度损坏现象，因此，项目部立即组织人员对该区间段标高进行复测，发现结构存在上浮，本次主体结构上浮节段为第3~13段，里程为YDK18+779.413~YDK19+010.413，全长231m，上浮段结构位于腾龙大街规划路面以下，最大上浮高度为734=mm，左右线上浮高度一致，未倾斜，平面位移最大为140mm，具体断面测量数据详见表1-1。结构上浮前基坑两侧均已回填中粗砂，回填标高为顶板位置，情况如下图1-1所示。
图1-1结构上浮前回填示意图
结构上浮尺寸统计表表1-1
2.原因分析
（1）直接原因——结构两侧回填中粗砂，天降大雨，基坑内水的浮力大于结构重量。
原腾龙站~站前南大道站区间主体结构两侧设计采用粘土回填。因地铁南延线02标回填的教训及路网单位要求，本月7日经市重点办会议决定，主体结构两侧改用中粗砂回填，项目部落实了会议决定，4月8日开始对该段基坑进行回填，4月10日完成。但4月12日南昌地区遭遇暴雨天气，12小时内降雨量累计达34.1mm。因基坑四周路网排水系统极不完善，基坑南至绿地开发小区，北至弃土场，东至龙岗大道，西至新龙岗大道，超过3.5万㎡范围内雨水迅速从四周涌向该区间段主体结构基坑，短时间内基坑内水位急剧上升，迅速淹没顶板以上1.5m。浮力大于结构自重造成结构上浮，同时，结构两侧回填砂下陷并流入主体结构底板以下，暴雨过后水位下降结构无法复位。
（2）降雨期间，抽排水设备准备不足，没有及时抽排水。
（3）基坑附近的市政排水管网没有改迁，大雨天气，周边地表水、市政雨水管都流向基坑，造成水位极快上升。
3.处理原则
（1）以尽量复位到设计平面及高程为原则，由设计院出具复位处理后可调坡调线的相关平面、高程图。
（2）复位调整后，为保障地基承载力满足要求，采用底板以下注浆处理。
（3）复位处理过程中，如若发现其他情况，应对复位方案进行完善、调整。
（4）结构上浮复位处理应由专业队伍负责，处理到位后再组织检测单位对结构进行检测，并对结构做出评估，形成评估报告；同时根据鉴定结果对结构及接缝采取加固修复处理。
（5）若经评估，结构满足使用要求，结构复位稳定后由调线调坡设计单位对整个区间进行贯通测量，进行调坡调线处理。
4．第一阶段处理
4.1处理方案：5月3日施工单位召开专项施工方案评审会，确定结构复位施工步骤：
（1）积水抽排及中粗砂挖除；
（2）限位墩施工、支垫安装及底板底中粗砂清理；
（3）顶板压重及注浆管预埋；
（4）灌水上浮、方木支垫取出、平面位置纠偏；
（5）基坑水抽排、注浆；
（6）基坑回填土。
4.2处理过程
施工时间为5月3日~6月10日，完成结构两侧回填砂清理、结构底板下淤积的砂和泥的清理、顶板压重、限位墩施工。由于标高和平面位置发生变化，考虑灌水为造成结构二次破坏等原因，需要进一步研究下一步施工方案。
5.第二阶段处理
5.1第一阶段处理后现状
（1）基坑回填土清理、结构回落后，目前结构平面最大偏差103mm，高程最大偏差+278mm。详见表5-1，结构上浮尺寸统计表。
结构上浮尺寸统计表表5-1
（2）结构存在损坏情况。
结构外防水，特别是底板防水均存在破坏情况
结构变形缝处，因结构上浮，变形缝处保护层存在挤碎掉块现象，
结构变形缝钢边止水带，因结构上浮，可能存在钢边止水带损坏的情况
底板底部冲洗后与原垫层间存在一定空隙，最大空隙高度约34cm，
5.2对原方案是否继续执行进行论证
（1）原处理方案灌水上浮是建立在理想状况下，未考虑左右结构自重的不均匀性，以及第3、13段两端结构均已回填负载的实际情况，力学体系偏于理想化，实施过程中难以实现整段结构同步达到相同悬浮状态的条件。
（2）采用配重灌水上浮、抽水下沉整治方案，未考虑先前浇筑的结构存在厚度与比重差异、上浮段与非上浮段之间的牵制作用，同时鉴于该上浮段前期处理过程中已经出现变形缝处砼破坏、结构错台等现象，若继续采用原方案，将可能出现结构变形缝断裂漏水，不均匀上浮、下沉、扭转等风险，造成结构二次破坏。
（3）目前结构平面最大偏差103mm，高程最大偏差+278mm，经设计单位调坡调线，结构空间在平面方面、高程方面满足列车建筑限界要求。
结论：不进行灌水上浮施工，维持目前结构位置，及时进行结构修复、回填工作。
5.3第二阶段处理
结合上述风险分析，经充分研究，拟采取新的方案进行处理，按照先预埋注浆管、后填充混凝土（填充后辅以注浆），再进行防水及结构修复的原则进行，具体流程详见图5-1。
图5-1处理流程图
（1）结构底板以下空隙处理
a.结构底板安装注浆管，为镀锌钢管直径1.5cm，每5m设置1道，结构两侧对称布置，注浆管出浆口及端头应密封。目的是：底板下空隙采用自流式混凝土填充，考虑混凝土收缩、或者局部填充不到位，采用注浆管注水泥浆进行密实。
b．底板下灌注自流式混凝土。
（2）结构两侧回填土部位浇筑混凝土
该部位设计填筑粘土，考虑场地狭窄无法进行机械压实、且处于雨季施工，阴雨连绵。从最不利条件考虑，计划在结构两侧回填C15素混凝土，回填的高度为：水的浮力小于结构的重量，回填高度1.2m。
每延米结构重量G=24.16×24=579.84kn（24.16㎡为结构截面积，24kn为混凝土密度）。
结构宽度10.5m，高度6.5m，回填混凝土高度为1.2m，则每延米水的浮力F=10.5×（6.5-1.2）×1×10=556.5kn，G＞F，合格。
图5-2结构回填断面图
（3）结构防水修复
考虑到结构外防水已经受到一定程度损坏，特别是底板防水，为保障结构防水满足设计要求，对上浮段结构防水做如下修复措施：
（1）底板及底板以上1.36m范围侧墙结构内表面施做刚性防水，采用1.5kg/㎡的水泥基渗透结晶型涂料涂刷；结构涂刷水泥基渗透结晶型涂料前，必须进行洞内清理，并将混凝土表面清扫干净，不得有积水、垃圾等杂物。
（2）外防水采用重新喷涂橡化沥青非固化防水涂料的方式，具体参照原设计执行。
结构防水修复具体做法如图5-3所示：
图5-3上浮段防水补强做法示意图
（4）变形缝防水修复
考虑到变形缝处钢边止水带可能存在受损情况，为保障变形缝的防水功能，在变形缝处结构内侧、外侧分别进行补强，其中内侧采用内贴可卸式（omega）止水带的做法进行补强，外侧采用外贴可卸式（Omega）止水带进行补强。
变形缝内侧防水修复采用内装式omega止水带做法
内贴可卸式止水带构造大样如下图5-4所示。
图5-4：内贴可卸式止水带构造大样图
变形缝外侧防水补强采用外贴式（Omega）止水带，做法与内装式止水带基本一致，区别在于外贴式止水带无需安装至凹槽内；同时止水带安装前须将变形缝缝内需清理干净，需灌高模量密封胶；另外将变形缝侧墙、顶板处涂料、保护层等清理干净，并打磨平整。
（5）土方回填
填料：为基坑旁边的粘性土。
填筑工艺：结构两侧对称填筑，分层分段进行，分层厚度为30cm，分段长度30m。因为基坑底部1.2m高度范围已经浇筑混凝土，所以，填筑范围内的宽度在3m以上，可以使用机械施工，即现场采用挖机填土、平整，压路机碾压。考虑施工季节为雨季，现场配备抽水设备，保证填土施工不被雨水浸泡。压实度达到87%以上，满足设计要求。
6.处理结果
第三方鉴定单位对结构进行了鉴定，鉴定结果为结构安全可靠，防水处理满足设计要求。同时，中铁上海院对区间进行了贯通测量，并已出具了调坡调线设计文件。建设单位于8月9日组织施工、监理、勘察、设计单位召开了腾龙站~站前南大道站上浮段处理专项质量验收会议，确认该区间结构安全，经过调坡调线，结构满足使用功能，验收合格。
7.结论
该事故的发生主要原因是对浮力的感性认识不足，不知道其危害有多大。该基坑上方为城市道路，路政单位要求回填中粗砂，业主、监理、施工单位都没有提出任何异议。结构施工完毕，回填土已经开始施工，现场排水设施不足，也没有及时抽排水，直到施工单位需要排水，进行洞内清理施工时，才发现结构已经上浮，说明业主、监理、施工三方单位对浮力没有感性认识，或者说是没有这方面的经验教训，最终导致事故发生。吃一堑长一智，希望以此为鉴，提高对地下水的认知，减少今后此类事故的发生。
参考文献：
[1]《湖南勘察设计》2010年第二期，地下室抗浮设计中几个问题探讨，刘柏东、王璇
[2]《工程质量》2003年第06期，阳光花园地下室上浮事故处理，方璇
[3]《西部探矿工程》2014年第四期，某工程施工期地下室上浮破坏的处理措施研究，敖国碧