某地下车库结构上浮损伤鉴定分析与加固处理

时间：2024-07-28

夏博，孔德新，牟强

（1.山东恒泰工程检测有限公司，山东德州 253599；2.德州开测测绘工程有限公司，山东德州 253071；3.山东省建筑科学研究院有限公司，山东济南 250031）

0 引言

近几年，雨季车库上浮造成结构损伤的事故，在施工过程中时有发生，严重影响车库的安全和使用效果。因此，车库要在施工过程中特别重视车库的上浮问题。

1 工程概况

该工程为地下一层框架结构，层高 4.0 m，基础形式采用筏板基础加柱墩，采用现浇钢筋混凝土梁板楼盖。车库结构安全等级为二级，建筑设计合理使用年限为 50 年，抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第二组，建筑场地类别为Ⅱ类，框架抗震等级为三级。混凝土强度等级：基础垫层为C15，筏板及车库墙柱梁板均为 C30。

2 初步调查

2.1 车库现状

该工程目前主体结构已施工完毕，内部地面、涂装已完成。近期连续遭遇强降雨，致使车库部分发生上浮现象，车库柱梁板发现不同程度损伤、裂缝。车库顶板设计覆土厚 1 200 mm，目前上浮区域车库顶板覆土尚未施工。

2.2 车库上浮过程调查

本工程于 2016 年 9 月主楼主体工程完成（地下车库混凝土垫层施工完成）后停工，2019 年 9 月复工开始地下车库工程施工。2020 年 8 月 13 日夜间至 14 日遭遇特大暴雨，8 月 14 日 17:25 发现车库底板（顶板）上浮，预测上浮最大值 25 cm。为防止车库结构遭受更大的破坏，经各方协商在车库地板打卸压孔，8 月14 日晚 10 点钻泄压孔一处，8 月 15 日增加泄压孔一处。8 月 15 日 7 点测量顶板较昨天回落约 7 cm，8 月 16 日9:50 测量共计回落约 22 cm。

3 现场检查检测

3.1 混凝土强度

依据 GB/T 50344-2019《建筑结构检测技术标准》［1］，采用回弹法对该工程 A-11～A-26/T～AC 轴间混凝土强度进行检测。将该工程 A-11～A-26/T～AC 轴间框架柱及顶梁板混凝土构件分别作为一个检测批，按批推定混凝土强度。经检测，各检测批混凝土强度推定值均满足设计强度等级 C30 的要求。

3.2 车库结构受损情况调查

经现场检查检测，该工程 A-11～A-26/T～AC 轴间部分框架柱、顶梁板及地面存在不同程度的受损、开裂现象。

1）该工程 A-11～A-26/T～AC 轴间部分框架柱存在柱端部混凝土压碎、压裂、水平向开裂等损伤现象，水平裂缝最大宽度约为 0.46 mm。车库框架柱损伤位置及分类示意图如图1 所示（图中Ⅰ类柱表示框架柱柱顶或柱底存在混凝土压碎、压裂、水平裂缝等损伤现象，Ⅱ类柱表示柱顶及柱底存在混凝土压碎、压裂、水平裂缝等损伤现象）。受损框架柱典型现状如图2～图3 所示。

图1 车库框架柱损伤位置及分类示意图（单位：mm）

图2 柱典型损伤现状 1（下端水平裂缝）

图3 柱典型损伤现状 2（上端压碎）

2）该工程A-20～A-25/AA～1/AB轴间顶梁板（大部分位于 7# 楼南侧车库梁端东西向，距7#楼 100～800 mm 范围）底部存在 U 型东西向裂缝，最大宽度在 0.42～1.32 mm；A-17～A-20/AC～1/AB 轴间顶梁（大部分位于消防水池南侧车库梁端）底部存在 U 型东西向裂缝，最大宽度在 0.29～1.21 mm；A-14～A-17/AC～1/AB 轴间顶梁板（位于 6# 楼南侧车库梁端）底部存在 U 型东西向裂缝，最大宽度在0.30～0.38 mm；A-18、A-19、A-20、A-21、A-22 轴上 AA 轴双柱处梁端存在压碎、压裂损伤现象；A-20/V～X、A-21/V～X、A-22/V～X、A-20/X～AA、A-22/X～AA 轴间梁底存在轻微裂缝。车库顶梁板损伤位置示意图如图4 所示。受损车库顶梁板典型现状如图5～6 所示。

图4 车库顶梁板损伤位置示意图（单位：mm）

图5 梁板典型损伤现状 1

图6 梁板典型损伤现状 2

3）该工程 AA～AB/A-16～A-26 轴间部分地面存在开裂、柱附近损坏现象，V～X/A-16～A-26 轴间部分地面存在开裂、错台现象，车库地面裂缝、损坏状况如图7 所示。施工方对 A-18～A-26/T～AC 轴间筏板上方地面清理，委托方仅对委托清理区域进行检查，经检查，A-22/AA、A-23/AA 柱墩处存在局部压坏现象，典型如图8 所示；A-24/X 柱墩西侧存在两个孔洞、冒水现象，如图9 所示；A-18～A-26/T～AC 轴间部分筏板存在裂缝，如图10 所示。柱墩损伤、筏板孔洞、裂缝及泄水孔位置如图11 所示。

图7 车库地面开裂、错台现状

图8 柱墩损伤现状

图9 A-24/X柱墩西侧孔洞、冒水现象现状

图10 筏板裂缝现状

图11 车库 A-18～A-26/T～AB 筏板裂缝等损伤位置示意图（单位：mm）

3.3 框架柱倾斜情况

根据 GB/T 50344-2019《建筑结构检测技术标准》及 GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》［2］，现场对车库框架柱的倾斜情况进行检测，除部分框架柱因存在涨模、施工误差造成倾斜值偏大外，框架柱的倾斜基本满足规范限值要求。

3.4 梁底标高情况

现场采用全站仪对梁底标高进行检测以确定柱基础处的沉降情况，根据车库框架梁梁底标高相对位置的检测结果，目前车库筏板水位已回落，结构基本回复原位置。

4 复核验算

对所检区域车库目前及设计工况下的整体抗浮进行验算分析。

4.1 荷载取值

①根据委托方提供的勘察报告，抗浮设计水位为 -2.0 m，抗浮高度为 6.7-2.0=4.7 m。

②目前工况，考虑筏板主体结构及室内回填土及地面做法自重，恒荷载按设计图纸对应 GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》［3］中的规定取值。

③设计工况，按委托方提供的设计图纸，恒荷载按设计图纸对应 GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》中的规定取值，车库顶覆土按 1.2 m，室内外回填土重度按 18 kN/m3取值。

4.2 验算分析

该工程目前工况（车库顶板未覆土）整体抗浮进行验算，自重及压重之和：Gk=29.7 kN/m2；浮力作用值：Nw，k=47 kN/m2；Gk/Nw，k=0.63＜1.05。

经验算，该工程目前工况下，抗浮稳定安全系数＜1.05，不满足 GB 50007-2011《建筑地基基础设计规范》［4］第 5.4.3 条整体抗浮的要求。

4.3 该工程设计工况整体抗浮验算

自重及压重之和：Gk=51.3 kN/m2；浮力作用值：Nw，k=47 kN/m2；Gk/Nw，k=1.09＞1.05。

经验算，该工程设计工况下，抗浮稳定安全系数＞1.05，满足 GB 50007-2011《建筑地基基础设计规范》第 5.4.3 条整体抗浮的要求。

5 鉴定分析

1）该工程车库底板上浮的原因是车库顶板尚未覆土且遭遇特大暴雨造成的。

2）该工程所检区域车库框架柱及顶梁板混凝土强度推定值均满足设计强度等级要求，根据框架柱倾斜情况、车库框架梁梁底标高相对位置的检测结果，目前车库筏板水位已回落，结构基本回复原位置。

3）该工程 A-11～A-26/T～AC 轴间部分框架柱、顶梁板及筏板存在不同程度的受损、开裂现象，应进行加固处理。

6 处理方案

6.1 框架柱损伤处理

将受损混凝土压碎及不密实的混凝土凿除，采用收缩补偿型结构加固用水泥基灌浆料进行置换处理。对于柱端裂缝宽度≤ 0.20 mm 的裂缝采用环氧树脂类修补胶液表面封闭，对宽度＞0.2 mm 的裂缝采用压力灌环氧树脂浆液［1］。对存在裂缝的柱，在柱端部 1 m 且≥水平裂缝范围内，纤维方向垂直裂缝粘贴 2 层碳纤维布；在柱端 1 m 且≥水平裂缝范围内，柱角打磨成半径 25 mm 圆弧，采用两层碳纤维布环向围束，加固详图如图12 所示。

图12 框架柱损伤处理（碳纤维布搭接长度 50 mm）（单位：mm）

6.2 梁板损伤处理

1）对于压坏、压裂处参照柱置换方法局部置换；对于梁端 U 型裂缝宽度≤0.20 mm 的裂缝采用环氧树脂类修补胶液表面封闭，对宽度＞0.2 mm 的裂缝采用压力灌环氧树脂浆液。在梁端 1.5 m 且≥裂缝范围内，角部打磨成半径 25 mm 圆弧，纤维方向垂直裂缝粘贴 2 层碳纤维布，然后采用两层碳纤维布环向围束（搭接宽度 50 mm）；梁板交接处采用 M 12 化学锚栓+L 75×5 等边角钢进行连接处理。加固处理如图13 所示。

图13 梁板损伤处理（碳纤维布搭接长度 50 mm）

2）对于存在裂缝的顶板及剪力墙，宽度≤0.20 mm 的裂缝采用环氧树脂类修补胶液表面封闭，对宽度＞0.2 mm 的裂缝采用压力灌环氧树脂浆液。对裂缝进行表面封闭处理、待压力灌环氧树脂浆液灌缝达到强度后，对存在裂缝数量较少的顶板垂直于裂缝粘贴碳纤维片。加固处理如图14 所示。

图14 顶板裂缝加固详图（单位：mm）