槽鋼在基坑搶險工程中的應(yīng)用

李晶晶

(煤炭工業(yè)太原設(shè)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(shè)計±0.00相當(dāng)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(cè)、西側(cè)周邊環(huán)境均比較簡單，基坑南側(cè)、東側(cè)相對比較復(fù)雜。在基坑南側(cè)距離基礎(chǔ)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?xùn)|側(cè)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(zhì)條件

2.1 地基土構(gòu)成

根據(jù)勘察資料顯示，勘察深度范圍內(nèi)揭露的巖土層自上而下描述如下：

基坑開挖深度范圍內(nèi)涉及的土層物理力學(xué)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(nèi)地下水有第四系潛水和第四系承壓水兩種類型?？紫稘撍饕x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。孔隙潛水與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(cè)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(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，場地潛水水位年變化幅度±1 m左右。

3 基坑支護設(shè)計

該基坑支護設(shè)計在基坑內(nèi)采用管徑降水，支護結(jié)構(gòu)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(shè)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(jié)構(gòu)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(chǔ)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(chǔ)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(cè)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(jù)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(jié)構(gòu)的西南側(cè)出現(xiàn)裂縫。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查分析，導(dǎo)致基坑產(chǎn)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(cè)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(cè)土體中。

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

6 基坑局部加固措施

根據(jù)第5條分析該基坑產(chǎn)生裂縫的主要原因是支護結(jié)構(gòu)背后土體遇水抗剪強度降低造成的，基坑支護結(jié)構(gòu)的抗滑移、抗傾覆穩(wěn)定性安全系數(shù)降低。為了保證該基坑支護結(jié)構(gòu)的抗滑移、抗傾覆穩(wěn)定性安全系數(shù)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?qū)又ёo結(jié)構(gòu)體系增加抗力，具體加固方法有以下幾種：

1)在基坑外側(cè)設(shè)置錨拉體系，以增加支護結(jié)構(gòu)的抗力；

2)采用土釘或預(yù)應(yīng)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(nèi)側(cè)設(shè)置剛性支撐，以增加支護結(jié)構(gòu)的抗力。

據(jù)現(xiàn)場了解，在基坑外側(cè)設(shè)置錨拉體系或在坡面打入土釘或預(yù)應(yīng)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(nèi)撐的方法增加支護體系的抗力。

目前，基坑內(nèi)建筑基礎(chǔ)素混凝土墊層已經(jīng)施工完成，正進入建筑物基礎(chǔ)鋼筋綁扎施工階段。基坑內(nèi)建筑物外墻距基坑內(nèi)邊線有1.7 m寬的距離，設(shè)計在基坑內(nèi)側(cè)采用20a雙拼槽鋼進行內(nèi)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(chǔ)上設(shè)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(chǔ)作為支撐反力點，巧妙的利用了建筑物基礎(chǔ)的作用，既不影響基礎(chǔ)的使用，又能起到加固基坑的作用，且操作也比較簡單。

7 結(jié)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(chǔ)施工已經(jīng)接近尾聲，而且已經(jīng)過了雨季，可認為該基坑已經(jīng)過了危險期，處于穩(wěn)定階段?？梢姡敬位訐岆U工程中采用雙拼槽鋼進行內(nèi)支撐取得良好的加固效果，且采用建筑物基礎(chǔ)作為支撐反力點，巧妙的利用了建筑物基礎(chǔ)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(yīng)用。