随着我国城市化的不断发展和城市空间的日益紧张，各类建筑中地下室的层数和地库面积也在日益增加，在沿海省份这些水系发达的地区,由地下水浮力所造成的地库或建筑物上浮、倾斜等事故在各地屡屡发生,需要引起建设单位和广大从业者足够的重视。近日，杭州市临平区某住宅项目发生较大范围地库上浮事故，从现场勘察照片来看，现场地库底板发生明显隆起，起拱最高将近12cm,同时底板、地下室梁、柱均受到不同程度的破坏。据悉，情况发生后建设单位即采取了开孔泄水的措施，打孔后地库水如泉涌且带出大量淤泥。事后当地质监站和住建局组织行业相关专家对现场进行了仔细查勘，并要求建设单位委托具有相关资质的第三方检测单位对整个地库进行了结构检测，并对整个项目的安全情况进行整体评估。基于此类事故近年频发的现状，我们拟就目前行业内地库抗浮设计中的几点问题和大家探讨一二，最后实例介绍我司在海南处理的一个类似住宅地库上浮项目的结构加固方案和具体措施。正常情况下，中高层建筑主楼上部荷载足够承受地下水的上浮力，所以抗浮设计一般都指纯车库区域，或者地下水位较高的低多层建筑也需考虑抗浮措施，设计中主要就是“抗”和“压”两种方式。“抗”一般采用抗浮桩（兼抗压和抗拔作用）或抗浮锚杆（纯抗拔）。抗浮桩采用钻孔灌注桩或管桩均较常见，不同地区对管桩抗拔的规定有所不同，考虑接头的有效性，有些城市对管桩接头数量和连接方式有明确限制和要求；钻孔桩抗拔效果明显，但是一般经济性较差，需根据项目具体情况进行选择。抗浮锚杆也是常见的抗浮措施，布置灵活，适用于多数情况下的土体和岩体；不过由于其变形大和纯抗拔的受力特性，设计时不建议充分利用上部结构的竖向荷载以平衡水浮力，需预留足够的安全度，特别是锚杆布置在底板范围时建议由锚杆完全承受扣除底板压重后的水浮力。“压”主要指顶板覆土配重和底板回填配重，增加底板厚度的经济性较差，除有特殊考虑外一般很少采用。目前住宅项目主要采用顶板覆土配重的方法，而且很多地区对绿化面积和覆土厚度都有最小要求，正是一举两得的措施，设计图纸中需要明确标明不同区域覆土的最小厚度。1，设计原因：抗浮水位考虑不足或覆土厚度过小，根据《建筑地基基础设计规范》，设防水位应取建筑使用年限内（含施工期）可能出现的最高水位。条文中明确指出，当勘测报告没有提供水位时，应按照室外地坪标高考虑，就是地下室有多深，抗浮水位就取多深，但是这种取法的经济性太差，特别是近几年来房地产项目设计优化大行其道，结构安全都是紧贴规范要求的底限进行设计。如果设计时水位取值偏小又碰到雨季雨水过多、亦或临近河流等情况，就容易导致上浮事故，不过设计原因一般都不是此类事故的主要因素。2，施工原因：a）在顶板覆土完成前过早停止降水，这是大多数事故的直接原因，此次杭州项目就是这种情况，由于施工单位失误，在车库顶板回填土没有完成的时候，将该部位降水井提前进行封闭，结果雨季到来时地下水位显著上升，上浮力显著大于结构压重，导致结构上浮破坏。b）后浇带过早封闭、肥槽回填土不密实，特别是地基土渗透性较好的情况下，地表水大量渗透进底板以下且无处排泄水压力，致使底板下水压力短时间急速上升，将地库顶起破坏。从上浮破坏的受力机理可以看出，除底板开裂外，地库框架梁、柱是破坏最严重的构件。框架梁主要承受剪切力，以端部斜裂缝为主。框架柱破坏部位多在柱端节点下方和柱根部位，顶板上浮是地库中间变形大，两侧变形小，呈拱形受力破坏形式，柱子受到剪切力影响，造成混凝土爆裂，钢筋弯曲，轻微的呈现水平裂缝，严重的部位发展成端部斜向裂缝。特别是无梁楼盖的结构体系，变形产生的剪切力完全由柱承担，经常发生严重破坏。2020年7月南昌某项目的无梁楼盖地库上浮最终有40多根结构柱被切断，其原因同样也是后浇带过早封闭、顶板覆土未回填且又遇连续强降雨。地下室在建设过程中应定时安排项目巡查和监测，特别在顶板覆土未完成的施工阶段，一旦发现地下室有明显上浮，应立刻采取在底板开孔泄水的措施，排泄水压力，以避免水浮力对结构体系造成更严重破坏，并及时做好临时支撑加固措施。如果上浮变形较小，可以在底板上堆砌沙袋等进行临时压重，以平衡水浮力。如结构已发生明显开裂或超出设计允许范围的变形，待水位消退、地库上浮变形逐渐恢复并趋于稳定后，建设单位需委托具有相关资质的第三方检测单位对相关范围的地库进行结构检测和鉴定，对已破坏的构件进行加固设计；并重新验算现有抗浮措施是否满足所有工况的设计要求，如不满足或部分抗浮构件已发生严重破坏变形，还需开孔增设抗浮桩（锚杆），或增加顶板覆土厚度等措施。接下来，以我司2017~2018年在海南处理的一个住宅地库上浮结构加固项目为例，简单说明一下此类项目中对已破坏构件的加固处理方案和措施。该项目地库为地下一层，顶板为梁板体系，柱跨8.1m*8.1m，底板标高-5.2m，底板厚度为500mm，基础主要形式为筏板+柱墩，场地地下水属浅层潜水型。根据建设单位提供的第三方检测报告，该地下室于2017年10月17日出现上浮现象，最大上浮量约158mm，之后施工方对集水井进行抽水降水处理，检测前地下室内已下沉稳定，基本恢复原状，但上浮区域混凝土梁柱普遍存在开裂现象，开裂区域约3800平米。大致破坏情况如下图所示：
经检测报告分析和原设计单位核算，在顶板覆土完成的情况下，本项目抗浮措施是满足设计要求的，此次地库上浮原因与杭州项目一样，在于顶板未覆土的情况下停止降水且封闭后浇带，故后续的加固处理方案主要针对已破坏的结构梁板柱构件，不需重新补设抗浮锚杆。（1）对开裂顶板及墙上裂缝：裂缝宽度小于0.2mm时，采用表面封闭处理；裂缝宽度不小于0.2mm时，采用环氧树脂浆液灌注处理（首先将裂缝表面清理干净，裂缝表面封缝可靠，灌胶嘴安装间距合适，灌胶顺序和操作要求规范，确保灌胶密实）；采用结构胶剂进行封堵完成后，对开裂严重的板跨区域进行粘贴碳纤维布补强。（2）对框架梁、柱、剪力墙开裂构件进行外包型钢加固。（3）对损坏较为严重的构件，先剔除松散混凝土，采用高强结构材料进行置换修复，再进行包钢加固。鉴于此类事故几乎每年都会发生，雨季又快到了，建议所有项目的建设单位和相关各方从业人员都引起足够重视，做好充分的预防和事故应急处理方案，“预防”总好过“治疗”，不是吗！
