摘要:随着社会经济的不断发展,以及城市人口地增多,导致地上的建筑已不再满足人们日益增大的需求,故人们逐渐开始在地下室修筑高楼大厦,将地下空间合理运用起来,地下商城和实验室等渐渐推广到各个城市里面,但是关于其建筑的质量问题一直都是现在所关注的重要问题。其主要问题就是地下室建成以后,会发生上浮的情况,如果上浮幅度不大,一般是会造成建筑物变形,若幅度过大,将会使得建筑物坍塌,这些情况的发生所造成人员伤亡和经济损失是无法估量的,故这些问题都值得任意一个建筑师认真的重视。这篇文章主要就根据城市高层建筑物的地下室抗浮力问题来探讨影响建筑质量的主要因素,以及针对相关问题给出一些防御措施。
关键词:地下室;上浮问题;原因;预防
1地下室上浮概述
正常基础与地基之间是压力,当地下水汇聚到基坑中,使得基坑内有水此时就会存在浮力问题,当上部荷载水浮力时就会发生地下室上浮现象。在使用或者施工过程期间,如果地下水汇聚到基坑中,使得基坑内有水,此时就存在浮力问题。
1.1地下室上浮的形式
(1)局部抗浮失效:结构每个单元的重力都大于水浮力,多发生在地下室底板承载力不足处。质量分布均匀,层高较高,层数较多板较薄配筋较少。
(2)局部整体抗浮失效:结构部分区域重力大于水浮力,部分区域小于水浮力,部分区域发生的上浮现象。
(3)整体抗浮失效:结构任意单元的重力都小于水浮力,地下室水浮力使结构整体向上位移的现象。
1.2地下室上浮的危害
(1)使用问题:柱子的倾斜过大、板起拱过大;裂缝产生严重漏水影响使用;隔墙等构筑物被挤裂挤碎等。
(2)结构问题:梁柱等主要受力构件受到较为严重的破坏使其承载力降低;顶板有时候也会因为变形过大而出现结构性的裂缝等。
(3)耐久性问题:裂缝导致混凝土碳化加快;钢筋的锈蚀也加快。
(4)经济问题:地下室一旦发生上浮,就得就像修复,而这些都需要投入资金来进行。[1]
2造成地下室上浮的原因
2.1设计过程中可能存在的原因造成地下室上浮
导致建筑项目发生问题的主要原因是由于地下室顶板在进行施工时并没有严格根据标准要求来覆土。比如说最开始地下室下面的抽水工作不易完成,则通常雨水积流室内的问题将无法解决。还有一个重要的影响因素是由于准备工作做的不当,即现场勘查是对地下水位的测量不严谨,在设计过程中又没有核查,这就使得实际状况与设计方案差别过大。
2.2施工时存在的主要问题
2.2.1地下室周边回填土的填料质量与压实质量存在缺陷,地下室周边过早回填土,且未做好相应降水措施。
回填所运用的材料通常会掺杂一些施工过程中所剩下的垃圾以及淤泥质粘土,这样就使得回填土的质量不达标,而这些将会影响含水量以及建筑物的透水性能,如若没有将其做分层碾压处理,则地下水将会更容易渗透到地下室里面,容易导致事故发生,使得其安全性降低。
3地下室上浮预防措施
3.1施工阶段已封闭的地下室上浮时应急处理
3.1.1加载法抗上浮
如若有些已经基本完成的地下室也出现上浮的情况,当确定所使用的混凝土质量达标时,则可使用在地下室底板或顶板上方适当增加负载的方法来处理。通常其负载量必须要符合顶板以及底板的负荷量范围之中,其负载屯放方式常使用堆载法,且应该将其均匀分布,不要集中在一起。
3.1.2平衡法抗上浮
有些单个的又或是打算使用抗拔桩设计的地下室,当此项目刚刚完成,处于一个封闭的体系之中,且多日受到大雨的洗涤时,建筑物会因为基坑之中所堆积的雨水没有排放出去,从而使得其上浮力值大于设计方案所预算的值。
针对这种现象,因为距其混凝土进行浇筑以后的时间不久,故其结构墙柱的所承受的力短期内不能够承载很大的负荷,若固执地使用在其顶板上加大抵抗上浮力的方法,就会导致其模板无法承担所增大的荷载而使得建筑物梁板被损坏,且更主要的就是因为其模板支撑并没有来得及拆卸,故也无法在其底板上加载,综上,所应使用的最佳方法就是引入雨水,让其底板上所增大的荷载分布均匀。
3.1.3加强降排水措施降低浮力
在设计地下室的施工方案时,单独设计一个排水系统,加入降水泵以及排水泵,来达到能够迅速使得地下水位下降,从而其浮力降低的目的。特别是猛然下大雨时,应该立即启动排水方案,严格掌握地下室周围的地下水位的情况,防止因为建筑物周围浮力过大,而使得其上浮。
3.2地下室底板的设计抗浮措施
(1)在进行结构设计过程中,须参考实地所勘查的地下水位线相关数据,还须查询十年乃至更久之前的区域降水量来进行参考,最终确定所需设计的抗浮水位。
(2)按照地下水位来确定荷载重量,这通常是利用加大基础抗浮力来做到的来,比如增大抗拔桩的个数、运用固结的方式来稳定地基等。
(3)按照实际情况在地下室周围多设置些排水暗渠,使得地下室所堆积的雨水能够快速排放出去,避免地下室周围的水位太高而上浮。[2]
4地下室上浮破坏处理措施
4.1疏排、降低地下水位,防止继续上浮
对于在施工过程中出现上浮的地下室,最好选用降低浮力的处理方案,这是最简单,成本最低的方式,也就是迅速疏通地下水、减少地下水位标高、断绝地下水进入的道路等。
(1)在多雨时节,针对那些已做好封闭工作却没有做基坑侧土方回填步骤的项目,需更加重视排水系统的建设,可多设置几个抽水泵,以便于可以顺利将其周围所堆积的水排放出去,这也可以增大基坑降水井的水量,还需在基坑周围设计一些挡水坎,为了避免其雨水渗入到基坑里面。
(2)地下室周围已做好土方回填的时候,须马上在基坑周围挖好排水槽或者是排水井。
4.2加载防止继续上浮
加载指的是依靠增大外力使得地下室的负载增大,它是利用水浮力以及其周围的摩擦力来使得地下室能够稳定于所设计的高度的目的。如若其加载方式是运用钢筋或者是重物来做到的,则其负载的堆积方式也需着重考虑,不可集中放置,为了防止建筑物被损坏。还有一个办法就是往其内部加水,利用水自身的重力来进行加载,其优点在于其荷载能够进行集中分布。
4.3框架柱及梁柱节点的加固措施
(1)第一,对于柱裂缝使用注浆封闭的方法。
(2)既倾斜又开裂严重柱的加固,根据现场的实际测量,部分需要结合湿法包钢法来加强稳固性,这样才能保证车道宽度和停车位宽度。使用抹灰的方式来进行柱子倾斜的修复工作。
(3)开裂严重柱的加固,根据柱的裂缝和严重程度来选择合适的维护方式。湿法包钢法可以针对柱的稳固性提出具体的加固方法。这样才能确保钢结构和柱结构基本横向变形的要求来实现稳定性。
(4)框架柱顶还有柱底局部出现裂缝的加固,在进行施工的时候需将压碎和松散混凝土放置于开裂位置,再加入C40没有收缩性能的灌浆料。由于钢筋发生变形以后,其强度无法得到合理的运用,关于偏心受压构件柱,其偏心所引起的弯矩大部分是让纵向钢筋来承受。所以需更换一些混凝土,并进行包钢加固处理。由于压碎混凝土所涉及的面积较宽,故在施工之前需准备好临时支撑的材料。[3]
结语
地下室出现上浮的情况是受多方面因素的影响,地下水浮力和建筑物承载力所作用的方向是相反的。比如说,设计者对于某些情况的不重视,这有可能使得建筑物主体建筑的质量不达标;还有一个就是施工人员没有按照规定来进行施工和天气的干扰,其中人员管理问题是致使发生事故的最大影响因素,如地下水周边的降水停的太早,并且没有根据规定来回填土都会使得地下室发生上浮的现象。当然,对于暴雨这种无法控制的情况也会使得地表水位提升。所以,在现实施工当中,应该多多总结以前所引起出现质量事故的原因,提高警惕,并重视每一个施工环节,确保工程质量达标,为人们提供一个高质量、高标准、高安全性的地下建筑物。
参考文献
[1]张朝林.某工程地下室上浮原因及加固处理[J].广东建材,2013,29(07):51-53.
[2]吴东辉,陆汉时.地下室上浮原因及处理和预防[J].石油化工建设,2013,35(03):102-104.
[3]王云升,刘洁慧,高美娟.简论地下室上浮事故原因及处理措施[J].科技创新导报,2010(13):88+90.