某单建式人防地下室抗浮失效加固方案浅析

2016-11-12安徽省建筑科学研究设计院安徽合肥230001

安徽建筑 2016年2期

关键词：抗浮环氧树脂粘贴

方昉（安徽省建筑科学研究设计院，安徽合肥 230001）

某单建式人防地下室抗浮失效加固方案浅析

方昉（安徽省建筑科学研究设计院，安徽合肥 230001）

以某单建式人防地下室抗浮失效实例为研究对象，从抗浮失效原因、抗浮失效后的结构损伤情况、结构损伤分析等方面，提出具体的加固方案，以期达到加固后能满足现行规范及原设计的结构安全要求。

人防地下室；抗浮失效；加固方案

0 前言

安徽省合肥市地处于中国南北方的过渡之处，气候上的南北过渡特征十分明显，夏季普遍水源充足，为丰水期。目前规划开发的住宅小区，为满足停车及人防规划要求，大部分均配套有大面积的地下室；设计单位根据现行的国家规范要求对地下室进行整体抗浮稳定性设计，一般注明地下工程施工时，地下水位应降至工程底部最低高程500mm以下，并需在地下室顶板覆土完成后确保配重完全有效后方可停止降水。有些施工单位抱有侥幸心理，未重视施工过程中的降水及排水措施，一旦遇到多日连续降雨，地下水排水不畅，水位上升很快，造成正在施工中的地下室上浮，带来不同程度的结构损伤严重影响结构安全。针对以上情况，本文结合具体工程实例，对由于结构抗浮失效造成的结构损伤进行加固处理方案的探讨。

1 工程概况

本工程为单层单建式平战两用人防工程，地下室建筑面积10883m2，本工程平时功能为大型小汽车停车库，战时功能为甲类六级二等人员掩蔽部；结构形式为现浇式钢筋混凝土框架结构，人防抗力等级甲类核六级、常六级，防化等级为丙级，地震烈度7度，建筑场地为Ⅱ类，抗震等级三级，层高 3.8m，顶板覆土厚度为 1m，地下抗浮设防水位为室外地坪下1.0m；地下室框架柱截面尺寸为 550×550，顶板厚度为 300mm，顶板梁截面尺寸为 400×1000及 450 ×1000，外墙厚为 300mm；基础为梁板式筏基，底板厚度为350mm，基础梁截面尺寸为400×1000；地下室结构构件的混凝土强度均为C35。

由于施工后期放松了场地的降水及排水措施，地下室主体结构完工后，（1～8）/（A～G）轴区域地下室顶板覆土未施工，恰好遇上了连续多日强降雨，造成（1～8）/（A～G）轴区域结构整体上浮并发现了大批结构构件开裂，随后施工单位紧急采取了降水及排水措施，并委托了有关检测部门对现场的结构构件裂缝进行检测裂缝分布及特点。

2 现场裂缝检测情况

2.1 梁裂缝

现场检测发现，被测区域大部分梁上有裂缝，裂缝形式主要有两种：一种为梁侧斜裂缝，大部分裂缝在梁两侧对称分布且于梁底相连；另一种为梁侧跨中部位竖向直裂缝，部分梁端混凝土破碎，用测宽仪测得裂缝最大宽度为 6.20mm，典型梁裂缝分布均为梁中部大量的竖向裂缝，两端大量斜向裂缝。

2.2 柱裂缝

现场检测发现，被测区域大部分柱上有裂缝，柱裂缝主要位于柱的两端，大多在柱的一个侧面呈水平裂缝并向相邻两个侧面斜向展开，用测宽仪测得裂缝最大宽度为 4.26mm，典型柱裂缝分布均为柱底大量水平环向裂缝，梁柱交接梁下口柱顶大量水平环向裂缝。

2.3 外墙裂缝

现场检测发现，被测区域外墙板上裂缝主要为水平直裂缝，室内墙上裂缝主要为斜裂缝，用测宽仪测得裂缝最大宽度为 4.26mm，典型墙体裂缝均为大量的水平裂缝。

2.4 顶板裂缝

现场检测发现，顶板裂缝部分与梁、柱上裂缝相连，呈水平裂缝或斜向裂缝，用测宽仪测得裂缝最大宽度为 2.28mm，典型顶板裂缝均为多条斜向贯穿裂缝。

2.5 底板裂缝

现场检测时筏板面上浇筑有一层100mm混凝土找平层未凿除，所测底板裂缝均为找平层上裂缝，底板裂缝大多位于被测区域的角部，呈斜向裂缝。用测宽仪测得裂缝最大宽度为 4.32mm，典型底板裂缝均为多条斜向贯穿裂缝。

3 地基加固（见图1）

由于地下室上浮后采取了降水及排水措施，基础下部分持力层土随水流失，造成基础下存在无持力层的空隙，本工程采取注浆加固法对地基进行处理，具体要求如下。

①注浆的浆液材料为水泥+水玻璃双液水泥浆，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.6；水玻璃掺量为水泥用量的2%。

②施工场地预先平整清理后，在底板上钻直径为80的注浆孔，板跨内按2m×2m局部1m×1m布置注浆孔。

③注浆孔深度应根据现场情况确定，并保证进入地下室底板下土层不小于0.5m。

④本工程注浆加固为压密注浆，注浆压力为0.8MPa。

⑤本工程为对既有建筑地基进行的注浆加固，应对既有建筑及其相邻建筑、地下管线和地面的沉降、倾斜、位移和裂缝进行监测；并应采用孔间隔注浆和缩短浆液凝固时间等措施，减少既有建筑基础因注浆而产生的附加沉降。

⑥注浆检验时间应在注浆结束 28d后进行，注浆检验点可为注浆孔数的2%～5%，当检验点合格率不大于80%时，应对不合格的注浆区实施复注浆。

⑦注浆施工完后，注浆孔采用C40填充用膨胀混凝土塞实，板面后采用水泥基渗透结晶防水涂料满刷2mm厚。

图1 地基注浆加固详图

4 基础底板加固

基础底板裂缝分布较多，且裂缝宽度较大，严重影响底板承载力，采取底板裂缝灌注环氧树脂并在板面增设后浇混凝土叠合层处理，具体要求如下。

①对底板裂缝按以下步骤进行环氧树脂灌注：用钢丝刷或毛刷等工具清除裂缝表面的灰尘、白灰、浮渣及松散层等污物，然后用毛刷蘸清洗剂等溶液反复把沿裂缝两侧20～30mm处擦洗干净并保持干燥；在裂缝较宽处、端部以及裂缝贯穿处埋设灌浆嘴；埋设灌浆嘴时，先在灌浆嘴的底盘上抹一层厚约1mm的环氧胶泥，将灌浆嘴的进浆孔骑缝粘贴在预定的位置上；灌浆嘴之间的裂缝采用环氧胶泥进行封闭；在灌浆嘴及封闭胶泥达到一定强度时，进行灌注低粘度环氧树脂。低粘度环氧树脂分甲、乙两组份，分别按配比进行称量，搅拌均匀后，用灌注器定量吸入已搅拌均匀的环氧树脂，把灌注器装在已埋设好的灌浆嘴底座上，对裂缝进行灌注环氧树脂。

②在地下室底板面增设100mm厚后浇混凝土叠合层，叠合层内配置单层双向纵筋，纵筋化学植筋锚入外墙中250mm；底板区格内设置直径6@1000*1000的拉结筋，沿梁跨度设置 6@600的拉结筋，拉结筋化学植筋锚入基础底板梁10d。

5 框架柱加固

地下室上浮后造成相邻跨框架柱竖向相对位移，引起的附加应力造成了框架柱出现大量的水平向裂缝，裂缝宽度均较大，严重影响框架柱的承载力，采取柱裂缝灌注环氧树脂并加大截面处理，具体要求如下。

①柱裂缝部位清理干净后灌注环氧树脂，具体步骤同底板裂缝灌注。

②柱加大截面部分新增的纵向钢筋下端化学植筋锚入基础梁中25d，上端穿过楼板在顶板面处封顶锚固。

③节点部分即梁柱交接区段，为减少箍筋穿梁钻孔的工作量和对原结构的损伤，箍筋按 nAsvfyv/s等效换算为直径和间距较大的等代筋，等代筋间距调整为200。

④柱新增混凝土层厚度为 100mm，强度等级比原柱提高一级为C40。

6 地下室外墙加固（见图2）

地下室上浮后造成外墙竖向相对位移，引起的附加应力造成了外墙面出现大量的水平向裂缝，裂缝宽度均较大，严重影响外墙的承载力及防水，采取外墙裂缝灌注环氧树脂并内侧单侧加大截面处理，具体要求如下。

①外墙面裂缝部位清理干净后灌注环氧树脂，具体步骤同底板裂缝灌注。

②外墙加大截面部分新增的竖向钢筋下端化学植筋锚入基础底板中 300mm，上端化学植筋锚入地下室顶板中 300mm；新增水平钢筋两端化学植筋锚入相邻框架柱中300mm；竖向筋在里，水平筋在外。

③新增钢筋网与原墙面采用直径 8@600拉结筋可靠连接，拉结筋采用梅花形布置。

④外墙新增混凝土层厚度为 100mm，强度等级比原外墙提高一级为C40。

图2 地下室外墙加固详图

7 地下室顶梁加固（详图3）

地下室上浮后造成地下室顶梁两端产生相对位移，引起的附加应力造成了地下室顶梁出现大量的竖向及斜向裂缝，裂缝宽度均较大，严重影响地下室顶梁的承载力，根据检测报告中裂缝分布及形态，分析其对结构承载力的影响程度，分别采用加大截面法及粘贴碳纤维布法加固，具体要求如下。

①地下室顶梁裂缝部位清理干净后灌注环氧树脂，具体步骤同底板裂缝灌注。

②对于裂缝分布较多，且端头斜裂缝宽度较大的地下室顶梁，采取加大截面法加固，具体步骤如下：由于地下室层高设计的很经济，梁加高影响地下室使用净空，本工程采取梁两侧加宽加固，加宽尺寸依据连接的框架柱尺寸确定；新增梁纵筋化学植筋锚入框架柱中 250mm，框架柱加大截面部分作为梁纵筋的补充锚固；原梁底面及顶面钢筋保护层凿除，新增封闭箍筋安装完后采用高强砂浆分层压实抹平恢复保护层；沿梁跨度在梁中部布置直径20@600的对穿连接筋；楼板面梁加宽部分开槽浇筑混凝土，混凝土强度等级比原地下室顶梁提高一级为C40。

③对于仅梁跨中部分竖直裂缝，采取粘贴碳纤维布法加固，具体步骤如下：本工程采用单位面积质量为300g/m2的碳纤维布；清除梁表面的粉刷层至混凝土结构层，将混凝土表面打磨平整，除去表面浮浆油污等杂质，碳纤维布箍转角处按要求磨成圆角；对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整后涂刷底层树脂；粘贴碳纤维布，采用专用的滚筒顺纤维方向滚压，使浸渍树脂浸透纤维；多层粘贴时应重复上述步骤，并宜在纤维表面的浸渍树脂指触干燥后尽快进行下一层粘贴；碳布粘贴完毕后，应在最后一层碳布表面涂抹浸渍树脂；碳纤维布表面抹厚15mm的1∶2水泥砂浆保护层；梁侧面碳纤维布箍的外部粘贴钢板压条加强锚固，由于梁高大于 600mm，应在梁的腰部增设一道钢板压条。