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【摘要】在遭遇超历史水位峰值的降水后某地下建筑抗水板出现渗水，通过现场踏勘及复核验算，初步分析了其渗水的原因，提出了新增抗浮锚杆和疏水板或新增抗拔桩或疏水板两种处理方案，文章同时列举了此两种方案的优缺点。
【关键词】抗水板; 抗浮锚杆; 抗拔桩; 疏水板
【中国分类号】TU46+3【文献标志码】B
现代住宅大多均为地下建筑和地上建筑的联合体系，对于处于河道、湖泊周边或基础标高低于地下水位的地下建筑，抗浮设计尤为重要。近年来，全球气候变化无常，暴雨或超历史水位峰值的降水时常发生，此对既有地下建筑的抗浮极具挑战，本文主要系对某地下建筑再遭遇超历史水位峰值的降水后抗水板出现渗水进行原因分析及提出处理建议，为其他类似工程提供一定的参考。
1 工程概况
某工程中庭地下室为两层钢筋混凝土框架结构，其基础为柱下独立基础，独立基础的截面尺寸分别为1 800 mm×1 800 mm、2 400 mm×2 400 mm、3 200 mm×3 200 mm等，基础高度分别为400 mm、500 mm、750 mm等，基底配筋分别为双向D12@150、D12@100、D16@100等，独立基础采用C30、P6的抗渗混凝土，基础持力层分别为稍密卵石层、松散卵石层。该地下建筑的抗浮水头为5.8 m，采用抗水板及抗浮锚杆的形式抵抗水浮力，抗水板厚度为400 mm，配筋分别为双层双向D14@180，采用C30、P6的抗渗混凝土，抗水板钢筋混凝土保护层厚度为20 mm;抗浮锚杆锚固体直径为150 mm，采用5～20 mm级配碎石填充，压力灌注水泥浆（强度为M30），单根锚杆承载力特征值Nak不小于280 kN。
经查该地下建筑场地土层结构简单，自上而下土层依次为人工填土（杂填土、素填土）、粉土、细砂、中砂、卵石层（松散卵石、稍密卵石、中密、密实卵石），地下水主要赋存于场地下伏砂卵石层中的孔隙潜水，受地表水、大气降水及地下径流补给，场地地下水为孔隙潜水，场地地下水对混凝土及混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，土对混凝土及混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
2 现场情况
（1）该地下建筑两侧分别临近江安河、引水渠，因遭遇连续强降雨天气，场地外侧市政管网出现了排水不及时并伴有冒出井盖情况;经现场踏勘，当时的实际水头超过抗浮设计水头。
（2）该地下建筑个别柱根与基础交接处破裂、抗水板上抬、柱塑料护角卷曲变形、冒水情况，经钻芯验证，芯样断裂面基本上均处于45 °左右位置，总体表现为剪切破坏状态。经对个别柱下部与底板交接处剔开验证表明，柱下独立基础沿柱底呈斜向破坏，抗水板面筋呈弯曲状态（图1、图2）。
（3）该地下建筑抗水板局部板面出现平行字母轴为主的裂缝，其中面层裂缝最大宽度约为10 mm，部分裂缝宽度在水位回落后变小;抗水板局部区域出现面层（细石混凝土保护层）明显隆起鼓包、脱层开裂情况;经检查表明，局部抗水板混凝土芯样存在分层情况，分层面较光滑，个别抗水板面层钢筋在柱端未拉通，且抗水板最大殘余变形约为110 mm，部分抗水板钢筋保护层厚度超过规范允许偏差（图3）。
（4）经对抗浮锚杆检测表明，残余变形较大区域的抗浮锚杆均一失效，其余为发生残余变形或残余变形较小区域的抗浮锚杆均能达到锚杆验收标准要求;此外，部分抗浮锚杆的位置与设计位置存在一定的偏差。
（5）该地下建筑部分柱梁柱节点处出现斜裂缝、竖向裂缝和横向裂缝，裂缝的最大宽度约为0.8 mm，部分柱在梁柱节点角部出现混凝土碎裂，表现为沿隆起区域的放射状分布规律;部分柱局部出现孔洞、露筋、钢筋锈蚀类明显外观质量缺陷;经查该地下建筑柱的截面尺寸、主筋根数、箍筋间距平均值均满足设计要求。
（6）该地下建筑部分梁出现斜向裂缝、竖向裂缝、水平裂缝及U形裂缝，裂缝最大宽度约为4.0 mm;部分钢筋混凝土梁出现孔洞、露筋类明显外观质量缺陷;经查该地下建筑梁的截面尺寸、梁底第一排主筋根数、箍筋间距平均值均满足设计要求（图4）。
（7）该地下建筑部分板板底出现斜裂缝、平行于支座的裂缝;部分裂缝从梁柱节点处延伸到板，裂缝最大宽度约为0.65 mm;局部部分板板底局部出现渗迹、有修补痕迹;部分钢筋混凝土板板底出现露筋类明显外观质量缺陷;经查该地下建筑梁板板底钢筋间距平均值、钢筋混凝土保护层厚度平均值均满足设计要求（图5）。
（8）该地下建筑个别填充墙出现严重挤压破裂;部分填充墙与剪力墙、梁交接处出现界面缝;个别填充墙出现裂缝、抹灰脱落;经查该地下建筑填充墙的砂浆抗压强度满足设计要求（图6）。
3 原因分析
（1）根据现场情况、原设计图及新的抗浮水位验算表明[1-3]，该地下建筑的整体抗浮稳定性满足要求，部分区域局部抗浮不满足要求;部分柱下独立基础抗冲切验算不满足要求。
（2）由于连续强降雨，导致地下实际水位超过原设计时的抗浮水位，且抗浮锚杆及抗水板施工存在的部分施工缺陷（抗浮锚杆位置存在偏差、抗水板钢筋保护层超厚等）;当实际水位超过设计抗浮水位时，局部抗浮锚杆失效后，锚杆承担的水浮力荷载会转移由所在区域抗水板分担，抗水板荷载效应增加会对相邻独立基础产生附加荷载效应。
（3）锚杆失效后，水浮力理论上均由抗水板承担，加之抗水板自身存在施工质量缺陷，致使抗水板的承载力的效应远远大于其抗力，抗水板出现向上隆起、出现裂缝、破坏，导致地下水渗入到地下建筑当中。该地下室原个别独立柱基自身抗冲切承载能力就不能满足规范要求，也可以说个别柱基本就存在冲切破坏面，当实际水头过大时，增大了原柱基的冲切破坏面，导致地下水从柱子根部渗出，从另一方面讲，水从柱子根部渗出后，可有效降低水压，从而对抗水板及抗浮锚杆也起到了一定的保护作用。
综上，该地下建筑渗水的原因主要系实际水位超过设计时所考虑的抗浮水位以及抗浮锚杆和抗水板存在一定的施工质量缺陷，导致局部抗水板出现隆起、开裂、渗漏;此外，独立基础的抗冲切承载能力未达到规范要求是柱根部渗水的主要因素。 4 处理方案
在新的抗浮水位条件下，该地下建筑的处理措施主要有新增抗浮锚杆或新增抗拔桩两种方案[4-5]，具体为①新增抗浮锚杆+新增叠合层+新增疏水层。②新增抗浮桩+新增叠合层+新增疏水层。其中新增抗浮锚杆、抗浮桩及叠合层的作用均为抵抗新水头高度条件下的水浮力，新增疏水板的作用是当新增结构措施施工不当或存在施工缺陷时，从地下渗出的积水从排水沟渠中排到指定的积水坑，从而达到整个地下室不出现积水的目的。
4.1 新增抗浮锚杆
优点：开挖或钻孔的孔径较小，不会造成大面积的塌孔;能有效的抵抗水浮力。
缺点：因新增抗浮锚杆数量较多，对原抗水板及其中的钢筋造成的损伤较大，对抗水板的承载能力有较大影响（因抗水板的钢筋被截断，可能会大大降低抗水板的实际承载力），且后期防水处理难度较大，稍有不慎，依然会导致后期地下室出现积水，影响使用;新增抗浮锚杆与原抗浮锚杆的抗浮效果（力的分配）未明确，规范规定，在新增抗浮锚杆条件下，原抗浮锚杆的承载力设计值仅为原承载力设计值的0.5倍，此虽提高了设计时的安全储备，但在PKPM整体建模计算分析时，此方法存在一定的不合理性;受地下室层高影响，机械钻孔的施工条件和施工难度增大;原抗浮锚杆的位置存在偏差，理想状态下的抗力可能会小于实际状态下的抗力。
4.2 新增抗拔桩
优点：可由人工挖孔，施工条件和施工难度相应降低;可不考虑原抗浮锚杆的作用（排除了由抗浮锚杆位置偏差带来的影响），即水浮力均由抗拔桩及抗水板承担;抗水板及其钢筋的破除比较集中，便于后期的处理。
缺点：因桩径较大，比较容易造成塌孔（特别是桩端扩大头部分）;因抗拔桩为人工挖孔，其桩径及桩深易不满足设计桩径及桩深;桩帽与原抗水板交接处的防水处理施工难度较大。
此两种处理方案均能有效处理该地下建筑在新的水头作用下的抗浮问题。相比之下，新增抗浮桩+叠合层+疏水层的方案不论是从设计、施工还在后期的使用方面均为最有效的处理方案。
5 结论
本文对某地下建筑的渗水、积水的原因得出渗水主要系实际水位超过设计时所考虑的抗浮水位以及抗浮锚杆和抗水板的存在一定的施工质量缺陷所致，同時独立柱基的抗冲切承载能力未达到规范要求导致了渗水、积水现象的进一步恶化。通过对比两种不同处理方案，显然新增抗浮桩+叠合层+疏水层的方案最为有效。此外这类问题也可根据现场实际情况及施工经验选择合理、高效的方案。
6 建议
现在全球气候不断恶化，变化无常，设计人员在设计具有抗浮功能的地下结构构件时，可在根据实际地勘报告中的抗浮水位条件下，作出适当调整，增加地下建筑结构构件的抗浮承载能力的安全储备，从而有效降低地下建筑出现渗水的情况。
参考文献
[1] GB 50007-2011 建筑地基基础设计规范[S].
[2] GB 50010-2010 混凝土结构设计规范（2015年版）[S].
[3] GB50009-2012 建筑结构荷载规范[S].
[4] DBJ51/J102-2018 四川省建筑地下结构抗浮锚杆技术标准[S].
[5] JGJ94-2008 建筑桩基技术规范[S].
【关键词】抗水板; 抗浮锚杆; 抗拔桩; 疏水板
【中国分类号】TU46+3【文献标志码】B
现代住宅大多均为地下建筑和地上建筑的联合体系，对于处于河道、湖泊周边或基础标高低于地下水位的地下建筑，抗浮设计尤为重要。近年来，全球气候变化无常，暴雨或超历史水位峰值的降水时常发生，此对既有地下建筑的抗浮极具挑战，本文主要系对某地下建筑再遭遇超历史水位峰值的降水后抗水板出现渗水进行原因分析及提出处理建议，为其他类似工程提供一定的参考。
1 工程概况
某工程中庭地下室为两层钢筋混凝土框架结构，其基础为柱下独立基础，独立基础的截面尺寸分别为1 800 mm×1 800 mm、2 400 mm×2 400 mm、3 200 mm×3 200 mm等，基础高度分别为400 mm、500 mm、750 mm等，基底配筋分别为双向D12@150、D12@100、D16@100等，独立基础采用C30、P6的抗渗混凝土，基础持力层分别为稍密卵石层、松散卵石层。该地下建筑的抗浮水头为5.8 m，采用抗水板及抗浮锚杆的形式抵抗水浮力，抗水板厚度为400 mm，配筋分别为双层双向D14@180，采用C30、P6的抗渗混凝土，抗水板钢筋混凝土保护层厚度为20 mm;抗浮锚杆锚固体直径为150 mm，采用5～20 mm级配碎石填充，压力灌注水泥浆（强度为M30），单根锚杆承载力特征值Nak不小于280 kN。
经查该地下建筑场地土层结构简单，自上而下土层依次为人工填土（杂填土、素填土）、粉土、细砂、中砂、卵石层（松散卵石、稍密卵石、中密、密实卵石），地下水主要赋存于场地下伏砂卵石层中的孔隙潜水，受地表水、大气降水及地下径流补给，场地地下水为孔隙潜水，场地地下水对混凝土及混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，土对混凝土及混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
2 现场情况
（1）该地下建筑两侧分别临近江安河、引水渠，因遭遇连续强降雨天气，场地外侧市政管网出现了排水不及时并伴有冒出井盖情况;经现场踏勘，当时的实际水头超过抗浮设计水头。
（2）该地下建筑个别柱根与基础交接处破裂、抗水板上抬、柱塑料护角卷曲变形、冒水情况，经钻芯验证，芯样断裂面基本上均处于45 °左右位置，总体表现为剪切破坏状态。经对个别柱下部与底板交接处剔开验证表明，柱下独立基础沿柱底呈斜向破坏，抗水板面筋呈弯曲状态（图1、图2）。
（3）该地下建筑抗水板局部板面出现平行字母轴为主的裂缝，其中面层裂缝最大宽度约为10 mm，部分裂缝宽度在水位回落后变小;抗水板局部区域出现面层（细石混凝土保护层）明显隆起鼓包、脱层开裂情况;经检查表明，局部抗水板混凝土芯样存在分层情况，分层面较光滑，个别抗水板面层钢筋在柱端未拉通，且抗水板最大殘余变形约为110 mm，部分抗水板钢筋保护层厚度超过规范允许偏差（图3）。
（4）经对抗浮锚杆检测表明，残余变形较大区域的抗浮锚杆均一失效，其余为发生残余变形或残余变形较小区域的抗浮锚杆均能达到锚杆验收标准要求;此外，部分抗浮锚杆的位置与设计位置存在一定的偏差。
（5）该地下建筑部分柱梁柱节点处出现斜裂缝、竖向裂缝和横向裂缝，裂缝的最大宽度约为0.8 mm，部分柱在梁柱节点角部出现混凝土碎裂，表现为沿隆起区域的放射状分布规律;部分柱局部出现孔洞、露筋、钢筋锈蚀类明显外观质量缺陷;经查该地下建筑柱的截面尺寸、主筋根数、箍筋间距平均值均满足设计要求。
（6）该地下建筑部分梁出现斜向裂缝、竖向裂缝、水平裂缝及U形裂缝，裂缝最大宽度约为4.0 mm;部分钢筋混凝土梁出现孔洞、露筋类明显外观质量缺陷;经查该地下建筑梁的截面尺寸、梁底第一排主筋根数、箍筋间距平均值均满足设计要求（图4）。
（7）该地下建筑部分板板底出现斜裂缝、平行于支座的裂缝;部分裂缝从梁柱节点处延伸到板，裂缝最大宽度约为0.65 mm;局部部分板板底局部出现渗迹、有修补痕迹;部分钢筋混凝土板板底出现露筋类明显外观质量缺陷;经查该地下建筑梁板板底钢筋间距平均值、钢筋混凝土保护层厚度平均值均满足设计要求（图5）。
（8）该地下建筑个别填充墙出现严重挤压破裂;部分填充墙与剪力墙、梁交接处出现界面缝;个别填充墙出现裂缝、抹灰脱落;经查该地下建筑填充墙的砂浆抗压强度满足设计要求（图6）。
3 原因分析
（1）根据现场情况、原设计图及新的抗浮水位验算表明[1-3]，该地下建筑的整体抗浮稳定性满足要求，部分区域局部抗浮不满足要求;部分柱下独立基础抗冲切验算不满足要求。
（2）由于连续强降雨，导致地下实际水位超过原设计时的抗浮水位，且抗浮锚杆及抗水板施工存在的部分施工缺陷（抗浮锚杆位置存在偏差、抗水板钢筋保护层超厚等）;当实际水位超过设计抗浮水位时，局部抗浮锚杆失效后，锚杆承担的水浮力荷载会转移由所在区域抗水板分担，抗水板荷载效应增加会对相邻独立基础产生附加荷载效应。
（3）锚杆失效后，水浮力理论上均由抗水板承担，加之抗水板自身存在施工质量缺陷，致使抗水板的承载力的效应远远大于其抗力，抗水板出现向上隆起、出现裂缝、破坏，导致地下水渗入到地下建筑当中。该地下室原个别独立柱基自身抗冲切承载能力就不能满足规范要求，也可以说个别柱基本就存在冲切破坏面，当实际水头过大时，增大了原柱基的冲切破坏面，导致地下水从柱子根部渗出，从另一方面讲，水从柱子根部渗出后，可有效降低水压，从而对抗水板及抗浮锚杆也起到了一定的保护作用。
综上，该地下建筑渗水的原因主要系实际水位超过设计时所考虑的抗浮水位以及抗浮锚杆和抗水板存在一定的施工质量缺陷，导致局部抗水板出现隆起、开裂、渗漏;此外，独立基础的抗冲切承载能力未达到规范要求是柱根部渗水的主要因素。 4 处理方案
在新的抗浮水位条件下，该地下建筑的处理措施主要有新增抗浮锚杆或新增抗拔桩两种方案[4-5]，具体为①新增抗浮锚杆+新增叠合层+新增疏水层。②新增抗浮桩+新增叠合层+新增疏水层。其中新增抗浮锚杆、抗浮桩及叠合层的作用均为抵抗新水头高度条件下的水浮力，新增疏水板的作用是当新增结构措施施工不当或存在施工缺陷时，从地下渗出的积水从排水沟渠中排到指定的积水坑，从而达到整个地下室不出现积水的目的。
4.1 新增抗浮锚杆
优点：开挖或钻孔的孔径较小，不会造成大面积的塌孔;能有效的抵抗水浮力。
缺点：因新增抗浮锚杆数量较多，对原抗水板及其中的钢筋造成的损伤较大，对抗水板的承载能力有较大影响（因抗水板的钢筋被截断，可能会大大降低抗水板的实际承载力），且后期防水处理难度较大，稍有不慎，依然会导致后期地下室出现积水，影响使用;新增抗浮锚杆与原抗浮锚杆的抗浮效果（力的分配）未明确，规范规定，在新增抗浮锚杆条件下，原抗浮锚杆的承载力设计值仅为原承载力设计值的0.5倍，此虽提高了设计时的安全储备，但在PKPM整体建模计算分析时，此方法存在一定的不合理性;受地下室层高影响，机械钻孔的施工条件和施工难度增大;原抗浮锚杆的位置存在偏差，理想状态下的抗力可能会小于实际状态下的抗力。
4.2 新增抗拔桩
优点：可由人工挖孔，施工条件和施工难度相应降低;可不考虑原抗浮锚杆的作用（排除了由抗浮锚杆位置偏差带来的影响），即水浮力均由抗拔桩及抗水板承担;抗水板及其钢筋的破除比较集中，便于后期的处理。
缺点：因桩径较大，比较容易造成塌孔（特别是桩端扩大头部分）;因抗拔桩为人工挖孔，其桩径及桩深易不满足设计桩径及桩深;桩帽与原抗水板交接处的防水处理施工难度较大。
此两种处理方案均能有效处理该地下建筑在新的水头作用下的抗浮问题。相比之下，新增抗浮桩+叠合层+疏水层的方案不论是从设计、施工还在后期的使用方面均为最有效的处理方案。
5 结论
本文对某地下建筑的渗水、积水的原因得出渗水主要系实际水位超过设计时所考虑的抗浮水位以及抗浮锚杆和抗水板的存在一定的施工质量缺陷所致，同時独立柱基的抗冲切承载能力未达到规范要求导致了渗水、积水现象的进一步恶化。通过对比两种不同处理方案，显然新增抗浮桩+叠合层+疏水层的方案最为有效。此外这类问题也可根据现场实际情况及施工经验选择合理、高效的方案。
6 建议
现在全球气候不断恶化，变化无常，设计人员在设计具有抗浮功能的地下结构构件时，可在根据实际地勘报告中的抗浮水位条件下，作出适当调整，增加地下建筑结构构件的抗浮承载能力的安全储备，从而有效降低地下建筑出现渗水的情况。
参考文献
[1] GB 50007-2011 建筑地基基础设计规范[S].
[2] GB 50010-2010 混凝土结构设计规范（2015年版）[S].
[3] GB50009-2012 建筑结构荷载规范[S].
[4] DBJ51/J102-2018 四川省建筑地下结构抗浮锚杆技术标准[S].
[5] JGJ94-2008 建筑桩基技术规范[S].