不均勻沉降引起某大型地下結構開裂的加固方案

肖飛　張紅改

江蘇省蘇科建設技術發(fā)展有限公司　江蘇南京  210008

1、工程概況

    某住宅小區(qū)由8棟住宅樓及一個地下停車場組成。該小區(qū)A、B、C及D棟住宅樓位于新建某地鐵車站東南側，距離地鐵車站基坑150m～160m。4棟房屋均為鋼筋混凝土短肢剪力墻結構，竣工l年左右時間地下室結構和上部結構部分構件發(fā)生開裂。各棟房屋基本情況如下：

    A棟：地上l8層，地下l層，長23m，寬l9.7m，總高58.6m．建筑面積4 513.73m2。采用0.500mm預應力靜壓管樁(共70根)，樁長42m，樁尖進入⑥一1層粉砂層，樁頂設鋼筋混凝土條形承臺。

    B、C棟：均為地上ll層，地下l層，長33m，寬llm，總高35.9m，建筑面積4304.5㎡。采用0.500mm預應力靜壓管樁(各70根)，樁長39m(17棟樁長42m)，樁尖進入⑥一l層粉砂層，樁頂設鋼筋混凝土條形承臺。

    D棟：地上ll層，地下l層，房屋總長66.1m，寬llm，總高35.9m，建筑面積8 609.02m2。采用Φ500mm預應力靜壓管樁(共139根)，樁長39m(17棟樁長42m)，樁尖進入⑥一1層粉砂層，樁頂設鋼筋混凝土條形承臺。

    地下室底板、頂板、梁、柱、剪力墻等構件均出現(xiàn)大量裂縫．裂縫寬度大部分在0.2mm—0.4mm，最大裂縫寬度0.6mm。部分混凝土脫落直至鋼筋表面，地下室底板裂縫地面出現(xiàn)大量的積水，到現(xiàn)場查勘時仍有水流通過裂縫在不斷的冒出。

    上部住宅樓多處部位出現(xiàn)裂縫，通過對各家各戶的查勘。其典型裂縫分布情況大致如下：A棟304室現(xiàn)澆樓面板的西北角有45°切角縫，縫寬0.34mm且上下貫通；8棟1102室閣樓層東臥室南墻上部墻體豎向裂縫，寬度0.3mm；C棟102室北臥室東墻與水泥地坪交界處陰角縫，縫寬2.1mm；D棟107室北臥室南墻與水泥地坪交界處陰角縫，縫寬5mm，306室陽臺樓面現(xiàn)澆板裂縫，縫寬0.46mm。

2、裂縫原因分析

    通過查閱地鐵車站施工方提供的降水資料，該車站降水深度約為l6m，而這4棟房屋和地下車庫在此深度范圍內(nèi)主要為粉砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土。該土層層厚不均勻，土質(zhì)呈松散，或高壓縮性和軟～流塑狀態(tài)。地下水滲透系數(shù)0.035m/d～3.62m/d，屬弱～中透水層，降水影響半徑較大，地鐵車站距離小區(qū)住宅樓150m～160m，基坑降水降低了房屋周圍地基土體中含水量，形成2次排水固結與壓縮沉降，從而引起房屋沉降和不均勻沉降。

    根據(jù)小區(qū)住宅樓結構和地下車庫結構實際裂縫情況，將本小區(qū)的裂縫修補及加固分為以下3個部分分別處理：地下室結構的防水與加固、上部主體結構加固及室外附屬工程修復。

3、地下室部分裂縫修補及加固方案

    根據(jù)鑒定報告及現(xiàn)場查勘，在整個小區(qū)中地下室結構的損壞最為嚴重，裂縫出現(xiàn)的也最為密集。根據(jù)裂縫的寬度將裂縫分為3類，即I類，裂縫寬度不大于0.2mm；U類，裂縫寬度大于0.2mm但不大于0.3 rata；m類，裂縫寬度大于0.3mm。對于I類裂縫構件，僅對結構裂縫進行處理，對于Ⅱ、Ⅲ類裂縫，根據(jù)裂縫分布情況及不同的構件分別采取不同的加固措施。下面將分述各類結構構件的處理方法。

    1）地下室底板

    由于地下室底板直接與地基接觸，地下水可通過底板裂縫滲透到底板表面，從而導致地下室地面出現(xiàn)大面積的積水，因此底板裂縫的處理要求較為嚴格。在本工程中，對1、Ⅱ類裂縫均采用SJK一31型專用灌漿料，Ⅲ類裂縫采用 JGM灌漿料，通過在裂縫中灌注灌漿料能夠較好的阻止地下水的繼續(xù)反滲。待灌漿料施工完畢后，原底板上再現(xiàn)澆180mm厚混凝土疊合層，在上部框架梁對應位置處設置暗梁．后澆混凝土雙層雙向配置鋼筋網(wǎng)。

    2)地下室頂板

    對于地下室頂板，按照裂縫的寬度和使用環(huán)境分類分別進行處理：

    1類裂縫：對干燥環(huán)境下的個別裂縫可不作處理，在潮濕環(huán)境下．首先對裂縫表面進行處理，對單一裂縫，按裂縫走向騎縫粘貼碳纖維布，若裂縫較為稀疏或較為密集均在板底雙向粘貼碳纖維布。

    Ⅱ、Ⅲ類裂縫，首先對裂縫壓力化學灌漿以封閉裂縫，灌漿料為SJK一31型專用灌漿料，當板底裂縫較為稀疏時進行處理，若裂縫較為密集，則在板底滿貼碳纖維布。

    3)地下室剪力墻

    地下室剪力墻裂縫的處理原則為不開鑿原結構，用止水型灌漿料保證結構的使用要求，同時對其加大截面保證  結構的承載力要求。

    1類裂縫：在干燥環(huán)境下的內(nèi)墻裂縫可不作處理，對于外墻．如裂縫處無明顯析出物且裂縫暢通則采用低壓灌注  止水灌漿料；若外墻裂縫堵塞，灌漿料無法灌入時，將裂縫  表面用環(huán)氧樹脂膠泥進行表面封閉處理。

    Ⅱ、Ⅲ類裂縫，首先對裂縫進行壓力化學灌漿封閉裂縫．8類裂縫的灌漿料為SJK一31型改性環(huán)氧樹脂灌漿料，C  類裂縫的灌漿料為JGM高強無收縮灌漿料。待灌漿料施工完畢后，再對剪力墻進行加大截面加固。

    4)節(jié)點處理：

    加固構件的節(jié)點構造處理比其他普通構件的節(jié)點處理  更為重要和復雜，結合結構受力要求和施工可操作性等，方案設計中采用加大截面和植筋的處理方法。

在對地下室進行上述加固后，導致原結構基礎承擔的  荷載有所增加，經(jīng)過對原結構基礎的復算，現(xiàn)有基礎能夠滿足承載力要求，因此在方案設計中沒有考慮基礎的加固。

5、室外附屬工程加固與修復

    室外附屬工程，主要是指室外水泥地坪、道路、地下停車場出入口汽車坡道、散水坡及地下管道等，由于這些構件無基礎或基礎簡易，直接修筑在回填土之上，回填土的自然沉降導致了其開裂與錯位。受地鐵車站降水與開挖施工的影響，原有損壞有所擴大，導致室外散水坡、臺階交接處出現(xiàn)的裂縫．脫開與錯位加大。這些部件均屬于次要構件，對于這些裂縫在本工程中采用壓力注漿修復的方法。

6、結論

    由于地鐵車站在施工過程中的降水等原因，導致該住宅小區(qū)多棟住宅樓和地下車庫出現(xiàn)大量的裂縫，經(jīng)過對原結構裂縫的灌漿封閉處理，并采取上述的加固措施后，現(xiàn)結構應能滿足結構承載力要求及正常使用要求。加固施工完畢后，應加強對該小區(qū)的基礎沉降進行觀測，以詳細了解該小區(qū)住宅樓主要受力構件的受力情況，保證結構的安全性。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)