某地下车库上浮原因分析及加固处理

某地下车库上浮原因分析及加固处理
海明雷
【摘要】某地下车库因受暴雨影响产生了明显的上浮.本文分析了上浮产生的原因,并进行了复核验算;介绍了上浮处理措施和加固方案,并对处理过程中的关键技术进行了总结,可为类似问题的分析和处理提供参考.%Due to a heavy rain,an underground garage obviously floated.Causes of floating are analyzed and the calculation is checked in this paper.Foating treatment and reinforcement measures are introduced and key techniques of treatment progress are also summarized,which can provide reference for the analysis and processing of similar problems.
【期刊名称】《低温建筑技术》
【年(卷),期】2017(039)007
【总页数】3页(P88-90)
【关键词】地下车库;上浮;浮力;加固
【作者】海明雷
【作者单位】上海岩土工程勘察设计研究院有限公司, 上海200070
【正文语种】中文
【中图分类】TU463
近年来，随着经济和住宅建设发展，住宅小区内建设的地下车库越来越多，若抗浮设防水位选取不当或在施工中抗浮措施考虑不周，往往会发生地下室局部上浮等事
故[1-5]。

本文结合某工程实例，对地下车库上浮原因进行了详细的分析，并提出
了上浮及加固处理措施，可供类似项目参考。

上海某新建住宅工程由3栋住宅楼和一座地下车库组成。

地下车库为地下一层结构，总长约150m，宽度约70m，分为人防和非人防两个区域。

承台下方设置钢
筋混凝土预制方桩作为抗拔桩，桩长16m，以第⑤层粘土作为桩端置入层，单桩
竖向抗拔承载力设计值为160kN。

标准柱跨为8.1m×8.1m，采用一柱三桩。

设
计在车库顶板上方覆土1.2m。

地下车库标准柱跨剖面见图1。

地下车库基坑挖深约5m，采用水泥土搅拌桩重力坝围护、轻型井点降水。

施工单位在底板浇筑完成后即将轻型井点全部拆除，并于2014年6月3日完成车库顶
板浇筑工作。

顶板施工完成后上部未及时进行覆土，遇暴雨天气。

后现场发现非人防区域车库顶板出现不同程度的上浮，人防区域无明显上浮现象。

上浮整体呈“锅盖”型，即中间上浮量大，两侧上浮量小，上浮量最高达25cm。

地下车库顶板上浮量监测结果及典型断面上浮量如图2、图3所示。

由专业勘察单位提供的岩土工程勘察报告知，本场地地貌类型属滨海平原地貌。

本工程场地内基本平坦，与本工程相关的土层分布及渗透系数指标如表1所示。

地下车库底板位于③夹层灰色粘质粉土层中。

由于地下车库埋深较浅，对其有影响的地下水主要是浅部的潜水。

潜水补给来源主要为大气降水入渗及地表水侧向补给，潜水位埋深随季节、气候、降水等因素变化。

勘察单位建议地下潜水高水位埋深按设计室外地坪下0.5m取值。

(1) 强降雨后场地水位较高。

地下车库底板浇筑完成后，原基坑降水用轻型井点已拔除。

由于基坑采用搅拌桩重力坝作为围护措施，现场遭遇强降雨后，由于搅拌桩的止水作用，施工现场水位已达到或超过车库顶板面。

(2) 基底位于③夹层中。

场地③夹层灰色粘质粉土渗透系数较高，达5.00E-
05cm/s，层厚约1.9m，车库基础处于③夹层顶部。

基坑四周积水较高后，③夹
层土迅速恢复饱和状态，则整个地库近似处于“水塘中”。

由于车库底部与两侧的水头存在较大高差，故底板承受较大的水浮力作用。

(3) 上覆土未及时回填，地下车库抗浮安全系数不满足规范要求。

地下车库封顶后，原基坑设计降水井点已拔除，但未及时进行上覆土回填工作。

该工况与设计工况不符。

以下分两个工况对标准柱跨地下车库抗浮进行验算。

验算参照文献[6]第12.3.2条规定，按照公式(1)进行计算：
GK/(Ff-nRtd)≥rf
式中，rf取1.05；Rtd取160kN；n取3。

工况1(正常使用工况)：地下车库主体结构施工完毕，上部覆土为1.2m，地下水
位按照覆土面下0.5m考虑。

工况2(实际工况)：地下车库主体结构施工完毕，未覆土，地下水位按照与车库顶
板齐平考虑。

经验算，在正常使用工况下，地下车库抗浮稳定性满足规范要求，故不会产生上浮。

但在实际工况下，地下车库抗浮稳定性不满足规范要求，车库存在上浮可能。

具体计算结果详见表2。

综合以上3点原因，本工程在遭遇强降雨后，地下车库产生了明显的上浮。

地下车库上浮过程中，部分柱与顶板、底板交接位置已产生了细微的裂缝。

如处理方法不当，易对地下车库结构产生二次损伤。

地下车库上浮处理按照以下步骤进行：
(1) 加载以控制地库继续上浮趋势。

采用地库内部充水、地库上方堆砂的方法，控制地下车库的继续上浮。

充水高度约1.0m，堆砂高度约30～40cm，对上浮较大区域适当增加堆砂厚度。

加载完成后，地库上浮得到有效控制，最大上浮量由25cm逐步减少为18cm，后保持稳定。

(2) 底板钻孔泄压。

地库最大上浮量稳定在18cm后，对上浮较大区域通过采取底板开孔泄压的方法来降低地下水压力。

开孔采用薄壁钻机进行，单个孔径为
φ108mm，本次共设置6个泄水孔。

钻孔开通瞬间，部分孔内涌水高度达1.0～1.5m，重点上浮区域底板下水压力得到有效释放。

(3) 地下车库四周降水。

在地下车库外墙与围护搅拌桩之间均匀布置轻型井点降水，降低车库四周水头高度，并作为整个处理过程中的应急措施控制。

为确保信息化施工，对处理过程中地下车库的沉降进行了全程监测。

经过采取以上处理措施后，地下车库最终上浮量由25cm回落至6cm，最终回落量约为上浮量
的75%。

车库回落稳定后，先后分2次将车库上方砂土卸除、分3次将车库内充水抽除。

监测数据显示，卸载过程中，车库未产生回弹现象。

车库变形稳定后，泄水孔内边设置一道遇水膨胀止水胶，并采用C30细石微膨胀
混凝土(内掺8%HEA膨胀剂)进行封孔，确保车库在使用过程中的止水可靠性。

对上浮量较大的车库区域，判断该位置抗拔桩已基本失效。

为满足正常使用工况下地下车库抗浮要求，需对地下车库采取有效的加固处理。

常见的处理方法包括增加上覆土厚度、增加结构自重及增设锚杆静压抗拔桩等。

根据本工程实际情况确定，增加车库底板及顶板面层厚度，并将上覆土厚度由1.2m 增加为1.3～1.5m，通过增加车库及上覆土自重来确保车库正常使用工况下的抗
浮满足规范要求，从而达到本工程尽快交付使用的目的。

(1) 本工程遭遇强降雨后地下车库四周水位较高，同时由于顶板上部覆土未及时进行回填，导致抗浮安全系数不能满足相关规范要求，最终导致了地下车库的上浮。

(2) 地下车库施工过程中，车库顶板施工完成后未进行上覆土回填，为最危险的施工工况，此时应特别注意对暴雨的预防。

如现场上覆土难以回填，建议在基坑四周持续降水。

(3) 本工程在采取结构加载、底板钻孔泄压及地下车库四周降水的方案后，地下车库上浮得到有效控制并逐渐回落，最终回落量约为上浮量的75%。

(4) 地下车库上浮需避免处理过快而对结构产生二次损伤影响；建议处理过程中加强沉降监测工作，做到信息化施工。

(5) 本工程地下车库上浮处理完毕至今已有两年时间，监测数据显示，地下车库处于稳定状态，表明本工程的加固处理达到了预期的效果。

【相关文献】
[1] 姚天强.基坑降水手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.
[2] 张莉，杨桦，虞兴福.某筏板基础地下车库上浮事故原因及补救处理[J].地质与勘探，2008，44(4)：93-96.
[3] 王子安，关群.某办公楼工程地下室上浮事故实例分析及处理[J].地基与基础，2009，23(6)：848-850.
[4] 方璇.阳光花园地下室上浮事故处理[J].工程质量，2003，(6)：43-45.
[5] 刘云飞，周淑玲.地下工程抗浮设计与施工中间题的讨论[J].工业建筑，2005，35(s1)：595-596.
[6] 上海现代建筑设计(集团)有限公司.DGJ 08-11-2010，上海市工程建设规范，地基基础设计规范[S].。