成都某工程地下室底板开裂渗水技术分析

吴 波， 罗 康， 唐元丽

(1.成都市建科院工程质量检测有限公司， 四川成都 610051;2. 成都市建筑科学研究院有限公司，四川成都 610051)

成都西区地貌单元一般属于岷江水系Ⅰ级阶地，地下地层主要为砂卵石层，埋深较浅，地下水位较高。随着城市建设的大量开展，大量工地开始降水，造成成都西区地下水位不断降低，进而导致工程勘察时的地下水位较低。随着后期越来越多的工程竣工并停止降水，该区域地下水水位不断升高。特别是在夏季大暴雨后，越来越多的地下室抗水板出现开裂、渗水现象，部分地下室甚至出现梁柱开裂的现象，给人民群众造成较大的财产损失。如何科学合理的对地下室开裂、渗水进行技术分析，并进行后续处理，已成为亟待解决的问题。

1 工程概况

该工程位于四川省成都市温江区，主楼地下室为单层剪力墙结构、中庭地下室为单层钢筋混凝土框架结构。该工程地下室主体完工时间为2014年5月。2018年8月初暴雨后，该工程地下室局部底板出现开裂、渗水现象。

2 执行标准和依据

(1)GB/T 50344-2004《建筑结构检测技术标准》。

(2)JGJ/T 152-2008《混凝土中钢筋检测技术规程》。

(3)CECS 293:2011《房屋裂缝检测与处理技术规程》。

(4)GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》。

(5)GB 50007-2011《建筑地基基础设计规范》。

(6)GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》。

(7)该项目岩土工程勘察报告。

(8)该项目建筑和结构施工图。

3 查阅相关资料及说明情况

3.1 地勘报告

经查阅该工程地勘报告表明：

(1)场地位于温江区，为岷江一级阶地，地势平坦。

(2)场地内主要土层自地面向下各层分别为：杂填土、粉土、卵石；基础底面及抗水板底面以下土层为卵石层。

(3)场地地下水位埋藏于第四系砂卵石层中的孔隙潜水，主要由金马河、大气降水及区域地下水补给。场地地下水水量丰富，水位变化主要受季节性降水控制。

(4)高层以中密或密实卵石层为基础持力层，采用筏板基础。别墅等多层采用独立柱基，以卵石层为基础持力层。

(5)建议场地地下室的抗浮设计水位为516 m。

3.2 设计图纸

经查阅该项目施工图表明：

(1)该工程中庭地下室为单层钢筋混凝土框架结构，中庭地下室纵、横向主要柱距为7.8 m。

(2)该工程中庭采用柱下独立基础，独立基础的持力层设置在中密卵石层上，地基承载力特征值fak应不小于380 kPa。地下室基础之间设抗水板，抗水板厚度300 mm，配筋为双层双向C12@150，板顶标高均为-5.000 m；地下室底板的混凝土强度等级为C30，抗渗等级为P6。

(3)本工程±0.000相当于总图绝对标高519.80 m；抗浮设计水位516.00 m。

(4)地下室底板做法从上至下依次为50 mm厚C20细石混凝土保护层、1道1.5 mm厚聚氨酯防水涂料(环保型)、20 mm厚水泥砂浆找平层、300 mm厚自防水钢筋混凝土底板、50 mm厚C20细石混凝土保护层、各1.5 mm厚2道高分子复合防水卷材、20 mm厚1∶2.5水泥砂浆找平层、100 mm厚C15混凝土垫层。

(5)地下室顶板在室外绿化地坪下考虑1.2 m覆土。

3.3 委托方所发函件

经查阅委托方提供的《关于该项目地下室中庭抗水板渗水鉴定相关说明的函》表明：

委托方根据相邻项目(与本项目为同一建设单位)的场地标高、抗浮设防水位及相关检测、调查，确定本项目在暴雨后地下水位达518.0 m。

4 现场检查、检测情况

经现场检查表明，未发现因地下室整体上浮所致地下室梁、柱及墙体的明显裂缝及损伤，见图1。

图1 地下室梁、柱无明显裂缝及损伤

4.1 地下室底板钢筋配置情况

经现场对该项目中庭底板的配筋情况进行抽测，抽测结果见表1[1]。

表1 中庭地下室底板板面配筋情况现场抽测结果 (单位：mm)

4.2 地下室底板裂缝情况

经现场检查表明[2]：

(1)该项目中庭地下室底板面层局部有积水现象，见图2。

图2 地下室底板面层局部有积水

(2)该项目中庭地下室底板面层局部进行了修补，见图3。

图3 底板面层局部进行了修补

(3)该项目中庭地下室底板面层局部出现裂缝，面层裂缝表面抽测宽度为0.1～2.5 mm，见图4；部分面层局部出现龟裂，见图5。

图4 地下室底板面层局部出现裂缝

图5 地下室底板部分面层局部出现龟裂

(4)经现场对出现裂缝修补痕迹及开裂的面层进行局部剔凿，凿开面层后检查表明，底板板面均未发现明显裂缝，见图6；个别面层(临近10～15/B～C轴区域)凿开后，水从面层与底板之间渗入此处，见图7。

图6 底板板面未发现明显裂缝

图7 水从面层与底板之间渗入

(5)现场检查发现，底板10～15/B～C轴区域渗水较为严重，现场检测时，委托方已在该区域四周及局部凿开面层，并现场开凿排水沟(仅凿开面层形成微型排水沟)将水导流至较近集水坑，见图8、图9。

图8 渗水严重区域开凿面层

图9 渗水严重区域开凿排水沟

现场剔凿开该区域板4个角部柱部分面层后，水随即布满揭开区域，现场检测发现B/15轴柱基础及C/15轴柱基础与抗水板之间发生冲切破坏，冲切裂缝宽度最大达10 mm，基础上部混凝土沿着基础上部钢筋面层开裂。见图10、图11。

图10 柱基础与抗水板之间发生冲切破坏

图11 柱基础与抗水板之间发生冲切破坏

4.3 地下室底板钻芯检测情况

经现场钻芯抽测表明：

(1)该项目底板抽测面层厚度为70～80 mm(满足设计)。

(2)考虑到现场实际情况，现场仅在10～15/A～B轴区域对抗水板钻取芯样，见图12，测量抗水板厚度为260 mm，略低于设计值。

图12 抗水板芯样

(3)经对该项目中庭地下室底板的混凝土抗压强度进行抽测，抽测结果表明，该项目10～15/B～C轴区域底板的混凝土强度推定值为30.9 MPa，10～15/A～B轴区域底板的混凝土强度推定值为37.8 MPa，10～15/B～C轴区域底板的混凝土强度推定值为23.8 MPa。

(4)经对该项目中庭地下室底板的混凝土抗渗性能进行抽测，抽测结果表明，该项目地下室中庭底板抽测的混凝土均达到设计抗渗等级P6的要求[3]。

4.4 地下室顶板覆土检测情况

现场对地下室顶板以上的覆土厚度进行抽测(位置8～10/B～C)，见图13。检测其厚度为1.2m，与设计图相符。

图13 地下室顶板覆土厚度检测

5 承载能力验算

5.1 验算条件[4]

(1)鉴于正值雨季，且发生多次特大暴雨，场地水位较往年有所升高，据委托方调查及检测，场地现阶段水位标高为518.000 m(-1.800 m)。故本次验算除了对原设计抗浮水位516.000 m(-3.800 m)进行抗浮验算外，亦对委托方提供的场地现水位进行抗浮验算。

(2)底板结构板面标高按设计图纸为-5.000 m(514.800 m)。

(3)顶板上覆土厚度取实测值1.2 m。

(4)底板板面外加恒载标准值按现场抽测面层平均厚度取值，为1.54 kN/m2。

(5)底板材料强度、截面尺寸和配筋等按设计图纸并结合现场抽测结果取值。

(6)采用中国建筑科学研究院PKPM软件对本项目地下室整体抗浮和局部抗浮能力进行验算。

5.2 验算结果[5-6]

(1) 原设计抗浮水位(516.000 m)整体抗浮验算。经验算表明：在水位标高为516.000 m时，项目中庭地下室结构能满足整体抗浮要求。

(2)原设计抗浮水位(516.000 m)局部抗浮验算。经验算表明：在水位标高为516.000 m时，项目中庭地下室底板抗弯承载能力满足要求；底板抗冲切承载能力满足要求。

(3)抗浮水位518.000 m整体抗浮验算。经验算表明：在水位标高为518.000 m时，项目中庭地下室结构不能满足整体抗浮要求。

(4)抗浮水位518.000 m局部抗浮验算。经验算表明：在水位标高为518.000 m时，项目中庭地下室底板抗弯承载能力不满足要求；底板抗冲切承载能力不能满足要求。

6 裂缝原因分析

根据裂缝的位置、走向、形态，结合现场检测及检查情况、该项目地勘资料、施工图纸、水位资料等和抗浮能力验算综合分析：

(1)地勘报告和设计采用的抗浮水位为516.000 m，委托方提供场地现水位标高为518.000 m。

(2)经现场检查表明，未发现因地下室整体上浮所致地下室梁、柱及顶板的明显裂缝及损伤。

(3)现场检测发现B/15轴柱基础及C/15轴柱基础与抗水板之间发生冲切破坏；未发现中庭地下室底板其余部位有因抗浮引起的明显变形及可见裂缝。

(4)抽测抗水板厚度略低于设计要求。

(5)抽测的该项目中庭地下室底板混凝土强度推定值分别为30.9 MPa、37.8 MPa、23.8 MPa。个别区域混凝土强度不满足设计图要求。

(6)抽测的该项目中庭地下室底板混凝土均达到设计抗渗等级P6的要求。

(7)经按地勘和设计采用的抗浮水位516.000 m和委托方提供的场地现水位518.000 m进行抗浮验算表明，在水位标高为516.000 m时，中庭地下室的整体和局部抗浮均满足要求；在水位标高为518.000 m时，中庭地下室的整体抗浮和局部抗浮均不满足要求。

综上所述，该项目中庭地下室底板局部开裂破坏及渗水原因分析：连续长时间暴雨作用下，场地地下水位的升高使得该项目中庭地下室底板抗弯承载力和抗冲切承载力不满足要求，加之10～15/B～C轴区域板厚略低于设计要求，使该区域抗水板出现开裂，并使15/B轴柱与15/C轴柱发生冲切破坏，地下水随冲切裂缝涌上板面。

7 鉴定结论

经对该项目中庭地下室底板裂缝进行技术鉴定，鉴定结论：

(1)该项目中庭地下室顶部梁、柱及墙体未出现明显裂缝及损伤，除10～15/B～C轴区域抗水板发生破坏外，其余底板面层出现开裂、龟裂及开裂后修补现象，抽测其余区域抗水板本身未出现明显裂缝。

(2)10～15/B～C轴区域底板局部出现开裂破坏、15/B轴柱与15/C轴柱发生冲切破坏主要系雨季场地地下水位的上涨引起该区域底板抗浮承载能力不满足要求所致。

8 建议

(1)对受损的构件进行可靠的加固处理及防水处理。

(2)对本次现场检查时的取芯部位作可靠修补。

(3)对超过抗浮设防的水位采取可靠措施进行处理。

9 小结

近年来成都地区地下水位的不断升高，导致越来越多的房屋地下室抗浮稳定性不能满足要求，引起地下室底板开裂、渗水等一系列破坏，通过对该工程实例的详细技术分析，为其它同种类型的事故分析提供了方法参考，也为以后工程的设计提供了相关经验。