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鱼骨状”地下车库阴角开裂的原因及处理方法

陈建耀

江苏南通二建集团有限公司 江苏南通 226200

[摘要]：介绍“鱼骨状”地下车库车库阴角开裂的基本情况，以上海安亭新镇13A-01地块商品住宅地下车库为例，就其地下车库底板阴角开裂的原因进行了分析，从多方面提出了处理措施。
[关键词]：“鱼骨状”地下车库、阴角开裂、底板

1、概述
“鱼骨状”地下车库阴角开裂的原因有很多，但归纳起来往往最严重是“鱼骨状”地下车库各区域沉降或上浮不一致引起的地下车库阴角开裂。
“鱼骨状”地下车库底板裂缝比较严重，并且会因为地下水位不断变化，发生沉降和上浮，而引起底板阴角裂缝不断发展，这时已不能采用封堵的方法，必须采用加固措施。以下介绍的是由于地下水压力过大、基础沉降、“鱼骨状”地下车库各区域上浮不一致引起地下车库底板开裂，随后进行原因分析，并针对不同部位提出不同的处理措施。
2、工程概况
上海安亭新镇13A-01A地块商品住宅项目，规划用地面积65832.4m2，总建筑面积105397.46m2。地面建筑主要包括46幢单体，20000m2地下车库一座，共划分为26区域。

图1 地下车库三维图
本工程地下车库底板厚0.3m和0.4m，底板标高-5.25m，底标高-5.55m和-5.65m。随着地库主体工程完工，后浇带封闭完成之后，发现地下车库阴角都有不同程度的开裂，裂缝不断发展，并伴有严重的渗水。
3、工程地质水文地质条件
地下车库采用筏板基础，基础持力层为灰色粉砂，地下车库底板直接支承在淤泥质粉质粘土上。
3.1工程地质情况该工程各土层自上而下
(1)第①1层素填土，上部为杂填土，含碎石、砖块等建筑垃圾；其下以粘性土为主，含有机质、植物根茎等细小杂物，土质松散不均匀。
(2)第①2层灰黑色浜土，含多量有机质及腐植质，土质软弱，分布于明浜和暗浜底部。
(3)第②层褐黄色粉质粘土，含氧化铁斑点及铁锰质结核，局部为粘土，土质自上而下渐软。层顶埋深约0.9~3.6m，层厚约0.5~3.3m，静力触探Ps平均值为0.75MPa。呈可塑~软塑状态，属中等~高等压缩性。该层在场地内局部缺失。
(4)第③1层灰色淤泥质粉质粘土，含云母、有机质，局部为粘土、粉质粘土，土质尚均匀。层顶埋深约2.2~5.6m，层厚约2.0~4.5m，静力触探Ps平均值为0.44MPa。呈流塑状态，属高等压缩性。该层在场地内遍布。
(5)第③3层灰色粉质粘土，含云母、有机质，局部为粘土，混夹少量粉土，土质尚均匀。层顶埋深约6.0~8.4m，层厚约1.4~9.9m，静力触探Ps平均值为0.49MPa。呈流塑~软塑状态，属高等~中等压缩性。该层在场地内遍布。
(6)第⑥1层暗绿~草黄色粉质粘土，含氧化铁斑点及少量铁锰质结核，局部层底夹少量粉土团块。层顶埋深约8.6~15.0m，层厚约1.3~5.6m，静力触探Ps平均值为2.79MPa。呈可塑~硬塑状态，属中等压缩性。该层在场地内遍布，局部层顶起伏较大。
(7)第⑥2-1层草黄色粘质粉土夹粉质粘土，含云母、氧化铁斑点，局部以粘性土为主，局部为砂质粉土，土质不均。层顶埋深约12.8~17.3m，层厚约1.3~5.1m，静力触探Ps平均值为2.52MPa，标准贯入击数平均值为13.5击。呈稍密状态，属中等压缩性。该层在场地内遍布，局部层顶起伏较大。
(8)第⑥2-2层灰色粉砂，含云母，颗粒组成以长石、石英为主，局部夹砂质粉土及薄层粘性土。层顶埋深约16.0~21.3m，层厚约0.8~5.0m，静力触探Ps平均值6.94MPa，标准贯入击数平均值为27.9击。呈中密~密实状态，属中等压缩性。该层在场地内遍布。
(9)第⑥3-1层灰色粉质粘土，含云母、含云母、有机质，层顶夹薄层粉性土。层顶埋深约19.5~22.3m，层厚约8.8~11.7m，静力触探Ps平均值为1.23MPa。呈软塑状态，属高等~中等压缩性。该层在场地内遍布。
(10)第⑥3-2层灰色粉质粘土，含云母、有机质，夹薄层粉性土。层顶埋深约29.0~32.6m，层厚约7.5~11.4m，呈软塑~可塑状态，静力触探Ps平均值为1.51MPa。属中等压缩性。该层在场地内遍布。
(11)第⑧层灰色粉质粘土，含云母、有机质条纹，夹层状粉性土，土质不均。层顶埋深约38.1~42.4m，未钻穿，静力触探Ps平均值为2.20MPa。呈可塑状态，属中等压缩性。该层在场地内遍布。
3.2水文地质情况
上海安亭新镇13A-01A地块商品住宅场地潜水补给来源主要为大气降水与地表径流。潜水位埋深随季节、气候等因素而有所变化，上海市地下水年平均水位埋深一般为0.5m~0.7m，低水位埋深为1.5m。场地潜水埋深较浅，建筑物基础和地下车库受到地下水的上浮作用。
4、地下车库底板开裂的原因分析
上海安亭新镇13A-01A地块商品住宅地下车库主体结构完工时，发现地下车库，并且底板阴角已严重变形、开裂，并已严重破坏。经现场调查和对勘察、设计及施工资料的分析，得出一下结论：
4.1承压水的产生促成底板的破坏
上海安亭新镇13A-01A地块商品住宅场地地基基础一下土为弱透水含水层，未浇筑地下车库底板前，地下车库以潜水的形式赋存，具有自由水面。基础、底板、侧板浇筑后，由于受底板和基础的限制和压力，充满于底板下含水层的水呈承压状态更趋明显。降水等因素使地下车库周边的地下水得到补给，室内外产生水位差。地下水由地下车库周边进入承压区，含水层充满的水自身承受压力，并以一定的压力作用于底板和侧板。上覆底板的承压水的浮托向上，方向相反，彼此相抵，保持平衡。当雨季或其他原因使地下水增多时，底板下的承压水水量亦随之增加，静止压力加大，水对底板的浮托也随之增大，骨架原来承受的一部分底板压力转给水来承受，从而使侧压水位上升，承压水头加大。可见，承压不是影响底板稳定的重要因素之一。当水压超过底板强度时，承压水破坏底板，从裂缝中涌入地下车库。地下车库底板开裂破坏、大量渗水，正是承压水水压大、突破底板造成的。地库周边进行复测地下水位，发现静止水位比勘探时高得多，这正与水位上升、地下车库底板受破坏、积水较深相吻合。
4.2地基沉降或上浮促成底板的破坏

地下车库非人防区域底板厚300mm，底板配筋顶筋为双向10/20@150，底筋为双向10@170，非人防区域底板厚400mm，底板配筋顶筋为双向12/14@150，底筋为双向12@170，人防区域底板300mm厚底板通长配筋为双层双向14@170，人防区域底板400mm厚底板通常配筋双层双向14/18@170，混凝土强度等级C35，为钢筋混凝土连续浇筑施工。当底板刚浇筑时，基础作用在原土上，具有一定的变形空间，地下车库压力主要由基础承担，并且地下水位较低，因此，底板受到的土压力和水对底板的浮托力较小，底板的刚度满足需要。随着上部荷载的增大，回填土已被逐渐压实，基础承担的压力逐渐向底板转移，底板承受的土压力显著增大，并且随着雨季地下水压力的显著增大，底板的刚度已不能承受相应的压力，因而产生变形；当水压力和土压力超过底板强度时，底板被突破，引起开裂破坏和地下水涌入地下车库。
5、处理措施
5.1应急措施
(1)已挖出坑侧派专人负责进行24小时水位观测和抽排水。
(2)在此位置砖砌一集水井，作为永久设施，在土方回填后作为水位观测井和抽排水井。
5.2裂缝灌浆
通过剔凿找清漏水点、漏水线，有针对性地进行堵漏；对漏水点、漏水线堵漏采取刚柔结合、膨胀增强结合，外刚内柔的原则，即内部必须选用在水中能灌浆、能膨胀、能渗透的注浆堵漏材料，外部封堵采用瞬间堵漏剂；对沉降缝堵漏必须在缝内进行，采用刚柔结合、膨胀增强结合多道堵漏防线效果甚佳；对埋件周围漏水堵漏，剔凿一定深度后，采用水泥基渗透结晶高效防水剂和速凝剂堵漏；对线管内部渗漏水堵漏，在堵漏时必须塞实。防水堵漏只有从地下车库内部进行，操作正确，才能获得良好效果。 
对需要堵漏的缝注水溶性聚胺酯采用针孔法来注浆，具体有9个步骤： 
(1)清理：详细检查、分析渗漏情况，确定灌浆孔位置及间距。清理干净需要施工的区域，凿除砼表面析出物，确保表面干净、润湿。 
(2)钻孔：使用电锤等钻孔工具沿裂缝两则进行钻孔，钻头直径为14mm，钻孔角度宜≤45°，钻头深度≤结构厚度的2/3，钻孔必须穿过裂缝。但不得将结构打穿(壁后灌浆除外)钻孔与裂缝贯穿相交深度≤1/2结构厚度。钻孔间距20cm～60cm。 
  (3)埋嘴：在钻好的孔内安装灌浆嘴(又称之为止水针头)，针头后带膨胀橡胶，并用专用内六角扳手拧紧，使灌浆嘴周围与钻孔之间无空隙，不漏水。 
 (4)洗缝：用高压清洗机以6MPa的压力向灌浆嘴内注入洁净水，观察出水点情况，并将缝内粉尘清洗干净。 
 (5)封缝：将洗缝时出现渗水的裂缝表面用环氧类快干水泥进行封闭处理，目的是在灌化学浆时不跑浆。 
  (6)灌浆：使用高压灌浆机向灌浆孔内灌注化学灌浆料。立面灌浆顺序为由下向上；平面可从一端开始，单孔逐一连续进行、当相邻孔开始出浆后，保持压力3～5分钟，即可停止本孔灌浆，改注相邻灌浆孔。    
(7)拆嘴：灌浆完毕，确认不漏即可去掉或敲掉外露的灌浆嘴。清理干净已固定化的溢漏出的灌浆液。
(8)封口：用快干水泥对灌浆口的修补、封口处理。
(9)防水：用聚氨酯类防水材料将化学灌浆部分涂三遍(底涂、中涂、面涂)以作表面防水处理。
5.3梁、柱裂缝碳纤维加固设计
根据类似工程经验、现场观察情况及结合国家相关的规范，针对本工程实际情况采用以下处理方案：对出现的所有微细裂缝进行压力灌注胶修补裂缝处理；对重要承重柱进行碳纤维布环向围束加固处理；对其余出现裂缝的梁采取增加U型箍和梁底贴碳纤维加固处理。
粘贴区域混凝土表层处理→修补找平→涂底胶→粘贴碳纤维布→施工质量检验→表面防护。
(1)根据设计图要求在所需加固部位定位，划好粘贴部位线，然后对混凝土表面进行打磨处理，直至露出混凝土基层面。
(2)混凝土表面凹下部位应使用修补胶找平。
(3)用吹风机或吸尘器除尽混凝土表面的灰尘，丙酮擦拭处理去除油污。将底胶甲、乙组分按说明书要求混合均匀。使用滚刷或毛刷均匀的涂抹至粘贴面。调好的底胶要在规定的时间内完成。当指触干时(常温下3～5h)方可下步施工。
(4)粘合剂甲、乙组分别按说明书要求混合均匀，使用刮板醮胶均匀的涂抹到混凝土粘贴面上及碳纤维布表面，涂刷量约600～800g／m2，将碳纤维布贴上，使用硬橡胶辊或塑料刮板反复碾压，赶出气泡，促使粘合剂渗透，底层胶充分渗透后刮涂上层胶，涂刷量约200g／m2，往复刮涂使粘合剂渗入到弹性纤维中去，常温下1～2h后，再使用硬橡胶或塑料刮板往复碾压消除可能出现的浮动或错动，最后一层碳纤维布表面应均匀涂刷一道面胶。
(5)表面防护，碳布粘贴完后，表面需均匀洒粘一层洁净的砂粒便于粉刷。
5.4地下车库阴角部位加大柱子截面
(1)地下车库外墙凿毛：首先将外墙新旧结合混凝土面凿毛，凿毛应凿除混凝土表面浮浆，露出坚实混凝土骨料层，然后用空压机把凿毛混凝土面的浮尘吹干净，用水清洗，以确保新旧混凝土的良好结合。
(2)采用电锤及相应钻头。钻孔完成后采用无油高压空气，将孔内浮渣吹干净，达到无尘、无油、无水的植筋要求。
(3)将植筋胶进行孔内预注并插主筋，然后绑扎箍筋。
(4)支模:在钢筋外侧支设模板。
(5)浇筑C35混凝土浇筑前，对原结构混凝土表面润湿，以保证新旧混凝土的良好结合。然后在柱模板预留上口浇入大于原混凝土一级的C35
混凝土(掺入适量膨胀剂)。
(6)拆模及养护：经研究决定拆模时间比一般拆模时间相应推迟2～3天。拆除后，应及时进行浇水并用塑料地膜包裹养护14天以上，为确保混凝土的强度达到规范要求。
通过加大地下车库阴角部位的柱子的截面，来增强柱子受力强度，减少裂缝的大小，减轻应力对地下车库的危害，避免地下车库的渗漏的产生。
6、小结
6.1地下车库工程，应对水文地质条件的变化可能造成的影响引起足够的重视，对承压水浮托力能否突破垫板应作设计验算。
6.2地下车库工程底板设计应考虑基础沉降或上浮对地下车库底板的影响。
6.3充分考虑到鱼骨状地下车库的受力特点、裂缝、渗漏的薄弱环节。
6.4提前策划，应对鱼骨状地下车库的特点，通过事前策划，避免后期大面积的开裂、渗漏的发生。

参考文献
[1]《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》CECS146-2003(2007版)
[2]《地下防水工程质量验收规范》GB50208-2012
[3]地下工程防水技术规范(GB 50108-2008)
[4]《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013

陈建耀 中级工程师 第七事业部 18862923483 E-mail:chen26jian@

内容总结

（1）“鱼骨状”地下车库阴角开裂的原因及处理方法

陈建耀

江苏南通二建集团有限公司 江苏南通 226200

[摘要]：介绍“鱼骨状”地下车库车库阴角开裂的基本情况，以上海安亭新镇13A-01地块商品住宅地下车库为例，就其地下车库底板阴角开裂的原因进行了分析，从多方面提出了处理措施
（2）(11)第⑧层灰色粉质粘土，含云母、有机质条纹，夹层状粉性土，土质不均

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