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摘要:因地下室处于地面以下,受地下水位、结构体系、施工质量等多重因素左右,地下室受损原因分析及评估对检测方法和鉴定技术有较高要求。
关键词:地下室受损;检测鉴定;裂缝;上浮
前言:本文将根据具体实际工程案例中所遇到的地下室受损问题,提出科学原因分析方法及评估手段。
一、事故发生前后时间梳理
要理清工程事故发生的原因,由于目前检测手段的局限性,需根据事故发生前后对时间梳理后初步罗列出事故可能原因,并采用排除法逐一进行检测鉴定。
以本人参与的以下工程案例为例,对该类工程事故进行详细分析:
根据××股份有限公司反映,自2019年7月开始,受长时间强降雨影响,至2019年8月2日,发现××商住小区D地块项目个别地下室底板与柱脚交接处有裂缝,框架柱根部大量涌水,柱脚涌水框架柱位于“6区”(见下图1 检测区域布置图)。根据现场查勘,主体塔楼已经封顶,地下室顶板尚未覆土,周边存在降水井,人工降水未停止,地下室底板表面尚未完成建筑层。
图1 检测区域布置图
二、确定检测鉴定目的
对于该类检测鉴定项目需和业主沟通,了解业主真实诉求和目的。本文通过对××商住小区D地块项目地下室进行现场检测及结构分析验算,分析该工程柱脚涌水及结构构件开裂损伤的原因,并评定地下室原设计条件下、当日实际条件下和拟投入使用后的抗浮能力。
三、确定检测内容
根据业主鉴定目的,并结合自身专业知识和对项目掌握的信息,判断得出鉴定结论所需的检测项目。
该项目检测鉴定的主要内容如下:
情况调查及工程资料检查、底板厚度检查、材料强度检测、钢筋配置及保护层厚度检测、底板混凝土抗渗等级检测、构件变形测量、裂缝损伤检测[1]、底板与承台的连接检查、承台混凝土浇捣情况检测。
四、检测结果汇总
本次共计抽检20个底板厚度。检测结果表明,16个底板厚度不符合设计要求,底板厚度实测值与设计值的偏差为-6mm~-50mm。
本次共计抽检40个构件的混凝土抗压强度。检测结果表明,抽检的20个承台中,有1个承台的混凝土抗压强度不符合设计要求;抽检的20个底板中,有2个底板的混凝土抗压强度不符合设计要求。
本次共计抽检20个底板的板面钢筋配置及保护层厚度。检测结果表明,抽检的底板钢筋直径符合设计要求,其中18个板面钢筋间距的实测值与设计值的偏差超出规定允许偏差范围,不符合设计要求。抽检的底板板面钢筋保护层厚度,测点总数120个,92个不合格(其中81个测点检测值与设计值的偏差大于规定允许偏差的1.5倍),不符合设计及验收规范要求。
本次共计抽取1组混凝土进行取芯法混凝土抗渗等级检测。检测结果表明,抽检的混凝土底板符合P6抗渗等级的设计要求。
本次共计检测50个柱的顶点侧向位移,结构变形观测结果表明,有1个框架柱的柱顶侧向位移超出《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)对混凝土结构规定的不适于继续承载的侧向位移限值H/150,柱顶侧向位移无规律性,各方向均有构件存在较大侧向位移,且位移较大的框架柱位置分布无规律性。
柱脚涌水部位周边裂缝及损伤缺陷检测结果表明,7×H、8×H、9×H柱脚处存在蜂窝、疏松及涌水现象,柱脚与承台面交界处存在环向裂缝。开凿承台表面混凝土后发现柱脚与承台面交界处至板底存在斜向裂缝,裂缝自柱脚与承台面交界处延伸至板底,裂缝宽度逐渐变小。
承台与底板连接情况检查结果表明,承台与底板面为同一标高,承台钢筋直径符合设计要求;底板与承台交接处仅布置单层钢筋与承台连结,未发现双层钢筋,不符合板面筋拉通、板底筋在承台边锚固的设计要求。
承台混凝土浇捣情况检测结果表明,抽检的22个承台中,9个承台混凝土存在分层现象,其中与涌水柱脚交接的承台混凝土均存在分层现象。见图2承台与底板连接情况。
图2承台与底板连接情况
框架柱、围护砌体墙构件损伤缺陷检测结果表明,地下室框架柱9×P、9×N、10×N、11×N、12×N柱顶存在水平裂缝,且柱10×N、11×N、12×N裂缝位置存在混凝土破碎现象;框架柱10×N柱脚存在露筋锈蚀现象,并引起开裂;框架柱14×M柱顶存在水平环状裂缝,柱顶角部混凝土表面存在剥落现象;框架柱8×N柱脚混凝土表面存在剥落现象;其他部分框架柱柱顶存在水平或竖向裂缝。
部分围护砌体墙存在贯穿斜向裂缝;围护砌体墙1\L×5~18与梁底交接处存在水平裂缝;部分围护砌体墙端部转角处存在竖向裂缝,裂缝从墙脚延伸至墙顶;围护砌体墙14×N~14×A01抹灰层存在多道水平裂缝。
五、受损原因分析及评估
1、原设计条件下(水位2.500m,覆土厚1.0m)地下室满足整体抗浮要求,底板满足局部抗浮要求;当日实际条件下(水位2.850m,未覆土)地下室不满足整体抗浮要求,部分底板不满足局部抗浮要求,部分底板不满足正常使用条件下的裂缝宽度要求;拟投入使用后(水位3.150m,覆土厚1.0m)地下室满足整体抗浮要求,部分底板不满足局部抗浮要求,部分底板不满足正常使用条件下的裂缝宽度要求【2】。
2、基础承台混凝土分层浇捣时施工缝的接合面处理不当是产生柱脚涌水的主要原因。
3、地下室框架柱9×P、9×N、10×N、11×N、12×N柱顶水平裂缝及围护砌体墙斜向裂缝主要由地下室局部整体上浮引起【3】。其他框架柱及围护砌体墙水平或竖向裂缝主要为收缩裂缝。
针对以上损伤分析,综合考虑结构安全性及处理方式可行性,提出以下建议:对承台混凝土浇捣分层情况进行普查,并对混凝土施工缝接合面处理不当的
承台进行处理;对不满足局部抗浮要求的地下室底板进行加固处理;对开裂受损的构件进行修复;对底板厚度、钢筋保护层厚度与钢筋配置进行扩大抽检,并委托有资质的设计院进行复核【4】,对不满足要求的构件进行处理;加固及处理须委托具有专业资质的单位进行设计和施工,并按当地管理程序进行;加强该地下室在后续使用过程中的维护和管理。
参考文献:
[1]房屋裂缝检测与处理技术规程(CECS 293:2011)
[2]袁正如.地下工程抗浮设计中的几个问题[J].地下空间与工程学报,2007,3(3):519-521.
[3]刘汉进,张同波,于德湖.某地下车库局部整体上浮位形变化与损坏特征分析[A].青岛理工大学学报.
[4]陈少光.某综合楼三层主梁裂缝分析与加固处理[J].施工技术研究与应用,2006(4):77-78.