槽鋼在基坑搶險工程中的應用

李晶晶

(煤炭工業(yè)太原設計研究院，山西太原030001)

1 工程概況

新建山西省太原市小店區(qū)某建筑基坑大致為長方形，長度160 m，寬度80 m。擬建建筑場地地勢呈北高南低。建筑物設計±0.00相當于絕對標高777.300 m，基坑底標高為769.850 m，基坑自現(xiàn)地面開挖，開挖深度為7.45 m。

該基坑北側、西側周邊環(huán)境均比較簡單，基坑南側、東側相對比較復雜。在基坑南側距離基礎外邊線12.0 m處有一個兩層臨建，且在5.0 m處有一根電線桿；在基坑東側距離地庫外墻線15.5 m處有一條12.0 m寬的道路。

2 場地工程地質條件

2.1 地基土構成

根據勘察資料顯示，勘察深度范圍內揭露的巖土層自上而下描述如下：

基坑開挖深度范圍內涉及的土層物理力學指標如表1所示。

表1 主要土層的抗剪強度指標

2.2 場地地下水

場地勘察深度范圍內地下水有第四系潛水和第四系承壓水兩種類型。孔隙潛水主要賦存于上部③層粉土淺土層中；承壓水主要賦存于下部層⑧層中細砂中?？紫稘撍c孔隙承壓水以其間的黏性土層為相對隔水層。

勘察期間測得場地孔隙潛水初見水位埋深為3.60 m～4.10 m，平均3.89 m；測得穩(wěn)定水位埋深為3.90 m～4.30 m，平均為4.18 m。

場地孔隙潛水以大氣降水入滲、汾河河流側向滲流為主要補給，以自然蒸發(fā)、地下徑流為主要的排泄途徑。根據區(qū)域水文地質資料，場地潛水水位年變化幅度±1 m左右。

3 基坑支護設計

該基坑支護設計在基坑內采用管徑降水，支護結構形式采用三軸水泥土攪拌樁+卸載的支護體系。

對水位以上部分土體進行卸載，設計放坡坡率為1∶1.0，坡高3.0 m，平臺寬度3.0 m，坡面噴射100 mm厚鋼筋混凝土面層護面，支護結構三軸水泥土攪拌樁樁徑850 mm，樁間咬合250 mm，樁頂采用200 mm厚混凝土壓頂板壓頂，樁長10.0 m，嵌固段5.5 m。

4 建筑物基礎施工過程出現(xiàn)的險情

該基坑于2018年5月底開挖形成，建筑物基礎開始施工。2018年7月10日，施工單位發(fā)現(xiàn)在該基坑的西南側平臺出現(xiàn)平行于基坑邊線的通長裂縫，局部水泥三軸攪拌樁樁身出現(xiàn)豎向通長斜裂縫。

5 出現(xiàn)險情的原因

根據施工單位提供的資料顯示，該基坑于2018年5月底開挖完成后直至2018年7月初使用期間，未發(fā)現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象。在2018年7月10日期間，太原連續(xù)一個星期降雨，在降雨期間發(fā)現(xiàn)本工程基坑支護結構的西南側出現(xiàn)裂縫。

根據現(xiàn)場調查分析，導致基坑產生裂縫的原因主要是由于連續(xù)一個星期降雨，在此期間降雨量比較大，而整個基坑四周場地地勢西南側最低，基坑頂四周并沒有完善的排水體系。降雨后地表水來不及全部排走，部分雨水滲入基坑外側土體中。

基坑支護結構體系外側土體由于地表雨水的下滲，土體含水量增大，土中自重應力增加、土體抗剪強度降低，致使基坑支護結構體系背后土體的主動土壓力加大，從而導致該基坑支護結構體系的抗滑移、抗傾覆穩(wěn)定性安全系數降低，促使基坑產生裂縫。

6 基坑局部加固措施

根據第5條分析該基坑產生裂縫的主要原因是支護結構背后土體遇水抗剪強度降低造成的，基坑支護結構的抗滑移、抗傾覆穩(wěn)定性安全系數降低。為了保證該基坑支護結構的抗滑移、抗傾覆穩(wěn)定性安全系數滿足穩(wěn)定要求，該基坑加固的原則是增強基坑背后土體的抗剪強度或對基坑支護結構體系增加抗力，具體加固方法有以下幾種：

1)在基坑外側設置錨拉體系，以增加支護結構的抗力；

2)采用土釘或預應力錨索加強基坑背后土體的抗剪強度，減小基坑的主動土壓力；

3)在基坑內側設置剛性支撐，以增加支護結構的抗力。

據現(xiàn)場了解，在基坑外側設置錨拉體系或在坡面打入土釘或預應力錨索的方案操作速度較慢，且具體實施也比較困難。因此，本次加固方案采取內撐的方法增加支護體系的抗力。

目前，基坑內建筑基礎素混凝土墊層已經施工完成，正進入建筑物基礎鋼筋綁扎施工階段。基坑內建筑物外墻距基坑內邊線有1.7 m寬的距離，設計在基坑內側采用20a雙拼槽鋼進行內支撐，槽鋼水平間距4.0 m，兩個20a槽鋼背部焊接，在建筑物基礎上設置一個牛腿作為槽鋼的支撐點，具體做法如圖1，圖2所示。本次斜撐加固措施采用建筑物基礎作為支撐反力點，巧妙的利用了建筑物基礎的作用，既不影響基礎的使用，又能起到加固基坑的作用，且操作也比較簡單。

7 結語

通過上述加固措施治理后，基坑裂縫未再發(fā)展，目前該基坑建筑物基礎施工已經接近尾聲，而且已經過了雨季，可認為該基坑已經過了危險期，處于穩(wěn)定階段?？梢?，本次基坑搶險工程中采用雙拼槽鋼進行內支撐取得良好的加固效果，且采用建筑物基礎作為支撐反力點，巧妙的利用了建筑物基礎的作用，方法簡便、加固效果明顯，該方法可以在類似的基坑搶險工程中應用。