许家文 侯晋杰 窦启文 刘运房

(山西省建筑科学研究院有限公司，山西 太原 030001)

1 工程概况

某办公楼为地上2层坐北朝南建筑，建筑平面布置基本呈矩形，建筑面积1 323.84 m2，建筑高度8.8 m(至檐口)，室内外高差0.300 m，建筑外貌如图1所示。该楼为钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为6度，抗震设防分类为丙类，加速度0.05g，抗震构造措施烈度6度，场地类别Ⅰ类～Ⅱ类，抗震等级为四级，设计地震分组为第三组，基础型式为柱下独立基础。该楼基础底标高均为-2.5 m,基础坐于③层白云质石灰岩层上，地基承载力特征值fak=200 kPa，如基础未坐于该持力层上，应用M10水泥砂浆，MU30浆砌毛石从持力层垫至基底，每边宽出基础边200 mm。建筑室内及基槽部分的回填土采用素填土，要求分层夯实，压实系数不小于0.94。该办公楼-0.05 m结构示意图如图2所示。

据建设方反映，自办公楼建成后室内地面开始出现变形，如地板砖出现空鼓、开裂、下陷。缺陷发展至今，该楼一层西侧走廊地面已经严重下陷，一层西侧房间地面形成不同程度的下陷。2020年11月份，委托方对一层公共卫生间进行改造时，发现卫生间附近房间排水管道存在渗漏，且该部位-0.05 m处框架梁下方土体已流散，存在明显积水；对一层西北角房间进行改造时，发现该房间地面严重空鼓，土体潮湿，且该房间梁下存在较大面积的孔洞。为查明空鼓原因，将改造房间隔壁间地面土体进行清理，发现该房间排水管道局部已经断裂，污水横流，室内土体空洞较多。随后建设方将室内排水管道进行简单修复，开挖的土体未进行回填。现场检测前，室内地面土体开挖情况如图3所示。

2 现场检测情况

为查明该办公楼室内地面和周边路面变形原因，现场在办公楼已经开挖的房间开挖人工探井，了解室内地面做法是否与设计相符，并取土样进行土工试验；在周边道路上开挖人工探井，了解路面做法是否与设计相符。

2.1 室内外回填土检测

经现场检测：

1)室内回填土均为粉土。

2)室内回填土土体自上而下湿陷系数分别为0.028，0.017和0.003，依据GB 50025—2018湿陷性黄土地区建筑标准中第4.4.1条的相关规定，该建筑-0.5 m和-1.5 m的土体为轻微湿陷性黄土，-2.5 m的土体为非湿陷性黄土。

3)室内回填土土体湿密度、含水率、干密度和饱和度自上而下均呈递增的趋势，说明土体自上而下受水逐渐严重。

4)室外路面面层混凝土厚度为150 mm，开挖深度范围内土体均为杂填土，混凝土路面面层下方土体已沉陷。

5)室内混凝土垫层厚度与设计做法不符，设计要求100 mm，实际约为50 mm～60 mm。

6)存在排水管道的房间，排水管道为直埋UPVC管，开挖室内土体时，发现排水管道中部完全断裂，污水横流，周围土体已塌陷。

现场对办公楼一层其他房间和过道的地面进行检查，发现一层多数房间和过道的地砖存在不同程度的开裂、松动或下陷，对上述部位进行敲击呈空鼓声。

2.2 场地现存缺陷检测

现场对办公楼附近场地现存缺陷进行检查，检查内容包括综合楼散水缺陷、路面开裂位置及路面下方空洞情况、其他部位缺陷情况。

1)办公楼散水缺陷检测。经查，办公楼四周散水做法与设计做法不符，且部分散水下方土体已流失。散水做法如图4所示，实际散水状态如图5所示。

2)路面开裂位置及路面下方空洞情况。经查，路面实际做法与设计不符，路面面层设计厚度为230 mm，实际为150 mm；未见粗砂垫层和灰土层，路面下方实际为杂填土，未夯实。

3)其他部位缺陷情况。经查，散水与四周种植区交界处土体存在多处受水冲蚀形成的孔洞。

3 地面缺陷产生原因分析

3.1 场地缺陷产生原因分析

办公楼附近道路、篮球场和种植区存在不同程度的裂缝、孔洞和地面变形。根据现场开挖探井的结果，场区道路和种植区下方均为杂填土，此类土的主要特点是无规划堆积、成分复杂、性质各异、厚薄不均、规律性差，在同一场地表现为压缩性和强度差异性较大，受水后极易造成不均匀沉降。

经现场检测，场区道路混凝土板下方未按设计要求设置灰土隔水层，自然降水后明水通过种植区、缝隙和其他薄弱部位进入下层杂填土内，杂填土孔隙率较高，加之该地区土体湿陷性相对较大，场区内杂填土受水后，细小土颗粒随水流逐渐流失。受水后杂填土的孔隙率进一步增加，在场区土体内形成过水通道。土体内水分下渗至基岩处时，受到基岩的隔水和止水作用，水沿基岩表面向四周和低洼处扩散。在长期使用过程中，土体会进一步压缩变形，当土体上部荷载发生变化或受土体的自重作用造成不同程度的下陷时，最终导致路面开裂、地面出现不均匀沉降。

3.2 室内地面下陷产生原因分析

场区土体受水后，水沿水平方向、斜向和竖向扩散。扩散至综合楼附近时，水沿室外通道渗流至室内，致使室内回填土含水率增加、室内地面下陷。

根据现场检测结果，综合楼四周散水做法与设计不符，屋面落水管内排水经散水后直接流至散水外种植区和散水与外墙交界处内，目前已经发现散水与种植区之间土体存在多个因过水而形成的孔洞、散水与建筑外墙交界处均已明显开裂。存在孔洞和散水下方土体下陷最明显的部位与综合楼室内地面下陷较为明显的位置相吻合。散水做法与设计不符，易使此处的外界水渗入室内回填土内，进一步增加了室内回填土含水率，加剧了土体的压缩变形。

由于办公楼一层排水管道为直埋，管道附近土体受水后产生一定的压缩变形量，尤其是管道下方土体受水压缩变形更为明显，管道受土体压缩变形影响而断裂、跑水，室内回填土含水率和压缩变形量进一步增加。

一层(1/1)-2/C-D轴段地面做法与设计不符，当混凝土垫层下方土体受水压缩变形后，垫层失去了土体提供的支撑作用，同时自身刚度又不足以抵抗变形，即发生局部或整体断裂，随土体下陷，形成“锅底”状。

4 加固处理方案

1)换填法，将一层室内地面全部开挖，按照原设计要求换填、重新夯实，在排水管下方制作管沟，铺设混凝土垫层，杜绝室内水患。将现有散水拆除，将散水下部土体全部开挖，开挖至基底，使用3∶7灰土换填散水，灰土换填的宽度与原散水宽度相同。场区内道路使用注浆法，填充场区内土体孔隙，并可起到一定的隔水和止水作用。

2)注浆法，室内和室外地面均使用注浆法填充土体孔隙。将地面严重变形的位置，重新铺设细石混凝土至设计标高，重新粘贴地砖，使其达到平整状态。将室外散水拆除，完全按照设计要求重新制作散水。

综合两种加固处理方案，方案一成本高，但效果最好；方案二成本相对较低，但效果相对较差。综合考虑建设方提出的经济性原则和现场实际条件，最终选择方案二进行施工。

由于该建筑室内地面及室外道路存在的缺陷主要产生原因是施工方未完全按照设计进行使用，导致产生的水患。因此在编制加固处理方案时，首先考虑的是止水，其次是加固的原则。水患主要是室外水，其次是室内排水管道的水。对于室外水，使用注浆法将室外杂填土和室内回填土内的孔隙封闭或填塞，水不易进入下层土体内和室内土体内；按照原设计要求将散水重做，自然降水不会在散水下方形成渗流通道；将室内直埋管道开挖，制作排水管沟，排水管道不会因土体下陷或排水管道老化而直接断裂，可有效避免室内水患。

该办公楼场区相对平整，场区地面无明显的低洼处，因此雨季时场区内不会存在积水现象，不影响场区道路的使用功能。

5 结语

施工单位在对建筑工程项目进行施工时，往往重视建筑的主体结构，确保主体结构的安全，但在室内回填土、室外散水、室外道路及其他附属功能施工时，不重视其施工质量，部分不按照设计要求而是按照常规经验进行施工。施工完成后产生的缺陷等会对建筑及其道路的使用功能产生影响。本文所述案例即主体结构正常，但附属工程因未按设计要求进行施工，导致出现水患，影响正常使用。以本案例所列缺陷，向各参建单位提供参考，确保建筑的主体结构和使用功能不受影响，维护施工方和建设方的利益均不受影响[1-6]。