1 引言
由于人們對空間的利用要求，大多數(shù)現(xiàn)代城市建筑中都設有地下室。根據(jù)地質(zhì)條件采用獨立基礎或樁基礎加防水板又是通常做法。這種做法受力清晰，設計計算簡單，施工速度快，相比筏板基礎鋼筋及混凝土用量少，是建設單位非常認可的做法。
2 工程案例概述
沈陽渾南新區(qū)某工程，地上七層，地下一層框架結(jié)構辦公樓，建筑面積約 80000m2，地下室面積約 13000m2。柱網(wǎng) 8.4x8.4m?；A采用人工挖孔樁加防水底板，板厚 350mmC30 混凝土，配雙層雙向三級鋼 Φ16@200 鋼筋網(wǎng)，樁 C25 混凝土。樁基持力層為⑦礫砂層，樁端阻力特征值不小于 2200Mpa，要求樁端進入持力層不小于1m。防水板座在②層粉質(zhì)粘土，承載力特征值 110Kpa。地質(zhì)報告描述：②粉質(zhì)粘土具有弱凍脹性，可塑狀態(tài)，具有中壓縮性分布連續(xù)。⑦礫砂呈中密狀態(tài)，工程地質(zhì)較好，分布連續(xù)，厚度及均與性較好，為較強的樁基持力層。在地表下 2.3~4.1m 不同深度內(nèi)見有上層滯水，整個勘察地段在 16.5~17.0m 深度內(nèi)見有潛水，須考慮上層滯水和孔隙水的滲漏對樁的影響?？v觀場地，除雜填土外為均勻地基。無不良地質(zhì)作用，場地地基土較穩(wěn)定，可以建設。2016 年底主體施工完成，2017 年春，發(fā)現(xiàn)大部分中柱防水板與柱根交接處出現(xiàn)裂縫。而邊柱處很少破壞。其中最為嚴重的兩根柱，肉眼能看出底板與柱有相對位移。施工單位沿裂縫將混凝土剔掉，發(fā)現(xiàn)鋼筋已經(jīng)變形。與該柱相連的樓梯結(jié)構，梯梁、梯柱、平臺板均出現(xiàn)裂縫。經(jīng)檢測，構件截面尺寸、鋼筋、混凝土強度均滿足設計要求。施工時，樁頂與防水板間留有水平施工縫。
3 裂縫產(chǎn)生原因
根據(jù)現(xiàn)場裂縫情況，是柱和防水板發(fā)生相對位移產(chǎn)生的。能產(chǎn)生相對位移無非是兩種情況，一防水板凍脹上升，二樁基沉降。再結(jié)合地勘報告，推測本工程兩種情況均有發(fā)生。土工膜
3.1 防水板凍脹上升
本工程為跨年度工程，主體施工完畢進入冬休。具施工單位介紹，進入冬季前僅按設計要求將地下室周邊的回填土回填，沒有做其他的防凍措施。這樣，就給凍脹創(chuàng)造了條件。防水板坐落在②粉質(zhì)粘土上，該粘土具有弱凍脹性，而且在勘察過程中發(fā)現(xiàn)這一圖層存在上層滯水，這樣又給凍脹創(chuàng)造了物質(zhì)條件。2016 年冬沈陽地區(qū)極冷溫度大約在 -25℃，極冷平均氣溫大約在 -12℃，沈陽地區(qū)標準凍深在 -1.20m，那么在極冷期間，僅靠防水板不能對下面的土體起到保溫的作用，所以防水板上升原因，是②粉質(zhì)粘土凍脹產(chǎn)生。
3.2 中柱處破壞嚴重邊柱處很少破壞的原因從直觀感覺上應該是邊柱處破壞嚴重，中柱處于室內(nèi)相對溫度高些，應該破壞較小。土體當中存有上層滯水加上土體具備腫脹性，在低溫條件下，土體體積變大。那么會有豎向變形和水平變形。處于邊柱下的土體在凍脹時，豎向受防水板的約束，體積沿水平方向膨脹，凍脹應力釋放到地下室周邊的回填土中，同時邊柱與混凝土外墻相連，抗剪切破壞的能力也有所提高。土工膜
3.3 樁基沉降
防水板和樁基之間產(chǎn)生相對位移產(chǎn)生裂縫，且與框架柱相連的梯梁、樓梯平臺角部上部結(jié)構也出現(xiàn)裂縫，可初步判斷樁基發(fā)生沉降。具施工單位描述，樁基施工時可能有個別樁進入持力層深度不足 1m，且該位置樁有擴大頭，澆筑混凝土時可能有塌孔現(xiàn)象，造成樁底沉渣過厚，導致樁受荷后沉降，拉裂防水板。本工程中兩處破壞嚴重，加上施工單位描述的現(xiàn)場情況，可以推斷樁沉降是該兩處裂縫產(chǎn)生的主要原因。
3.4 防水板剪切型破壞防水板受到的凍脹應力而破壞的，但板跨中并沒有裂縫，也沒有隆起的現(xiàn)象。究其原因，是板剪切破壞先于受彎破壞發(fā)生的。一般的，樁頭之間應設置拉梁或暗梁，能有效的調(diào)節(jié)樁沉降及提高板的抗剪能力。而樁基加防水板是否設置暗梁，規(guī)范中沒有明確的規(guī)定，由設計人員根據(jù)實際情況自己掌握。這樣，對某些不被注意的特殊地質(zhì)條件，設計者根據(jù)自己的經(jīng)驗，就沒有設置暗梁，導致出現(xiàn)問題。該工程，板與柱交界處，只有水平鋼筋網(wǎng)，抗剪只靠350mm 厚混凝土，抗剪承載力不足，便沿柱根發(fā)生剪切破壞。凍脹
應力沿裂縫釋放后，板跨中應力較小，板是整體上升的，所以沒有出現(xiàn)裂縫和隆起的現(xiàn)象。
4 工程案例補救措施以上就裂縫現(xiàn)狀進行分析?，F(xiàn)場應進行沉降觀測及對地下室各點標高進行勘測。若樁未能達到設計要求時，應采取補樁加固的措施。由于只施工了主體，荷載只占全部的 50%~60%。建議施工地上部分的下一步工程，砌筑填充墻，看裂縫是否進一步發(fā)展。當裂縫不再發(fā)展時，將裂縫剔開，清楚裂縫雜質(zhì)灰塵，用混凝土粘和劑堵縫；粘和劑硬化后，采用低壓持續(xù)注射方式灌入裂縫灌注劑；粘接完畢后，做好防水工程，建議整個地下室全部做內(nèi)防水。與柱相連的樓梯，各構件破壞嚴重，建議重新施工。
5 應對辦法
綜上所述，設計人員應對每個項目予以高度重視，不是所有通常做法適合任何工程，建筑產(chǎn)品的特點就是唯一性，我們就本項目提出以下應對方法：認真閱讀地勘報告，不光關心持力層的相關數(shù)據(jù)，對于每個土層都要研究。特別是關于地下水、凍脹性 液化等的描述，若不清楚可請地勘部門解釋或補充勘測。從設計計算角度，很難確定凍脹應力的具體數(shù)值。建議在防水板下設置一定厚度的易壓縮材料，如聚苯板或松散膠渣等。這時防水板僅考慮水浮力的作用，不考慮地基反力的作用。也不會受凍脹力
