槽钢在基坑抢险工程中的应用

李晶晶

(煤炭工业太原设计研究院，山西太原030001)

1 工程概况

新建山西省太原市小店区某建筑基坑大致为长方形，长度160 m，宽度80 m。拟建建筑场地地势呈北高南低。建筑物设计±0.00相当于绝对标高777.300 m，基坑底标高为769.850 m，基坑自现地面开挖，开挖深度为7.45 m。

该基坑北侧、西侧周边环境均比较简单，基坑南侧、东侧相对比较复杂。在基坑南侧距离基础外边线12.0 m处有一个两层临建，且在5.0 m处有一根电线杆；在基坑东侧距离地库外墙线15.5 m处有一条12.0 m宽的道路。

2 场地工程地质条件

2.1 地基土构成

根据勘察资料显示，勘察深度范围内揭露的岩土层自上而下描述如下：

基坑开挖深度范围内涉及的土层物理力学指标如表1所示。

表1 主要土层的抗剪强度指标

2.2 场地地下水

场地勘察深度范围内地下水有第四系潜水和第四系承压水两种类型。孔隙潜水主要赋存于上部③层粉土浅土层中；承压水主要赋存于下部层⑧层中细砂中。孔隙潜水与孔隙承压水以其间的黏性土层为相对隔水层。

勘察期间测得场地孔隙潜水初见水位埋深为3.60 m～4.10 m，平均3.89 m；测得稳定水位埋深为3.90 m～4.30 m，平均为4.18 m。

场地孔隙潜水以大气降水入渗、汾河河流侧向渗流为主要补给，以自然蒸发、地下径流为主要的排泄途径。根据区域水文地质资料，场地潜水水位年变化幅度±1 m左右。

3 基坑支护设计

该基坑支护设计在基坑内采用管径降水，支护结构形式采用三轴水泥土搅拌桩+卸载的支护体系。

对水位以上部分土体进行卸载，设计放坡坡率为1∶1.0，坡高3.0 m，平台宽度3.0 m，坡面喷射100 mm厚钢筋混凝土面层护面，支护结构三轴水泥土搅拌桩桩径850 mm，桩间咬合250 mm，桩顶采用200 mm厚混凝土压顶板压顶，桩长10.0 m，嵌固段5.5 m。

4 建筑物基础施工过程出现的险情

该基坑于2018年5月底开挖形成，建筑物基础开始施工。2018年7月10日，施工单位发现在该基坑的西南侧平台出现平行于基坑边线的通长裂缝，局部水泥三轴搅拌桩桩身出现竖向通长斜裂缝。

5 出现险情的原因

根据施工单位提供的资料显示，该基坑于2018年5月底开挖完成后直至2018年7月初使用期间，未发现任何异常现象。在2018年7月10日期间，太原连续一个星期降雨，在降雨期间发现本工程基坑支护结构的西南侧出现裂缝。

根据现场调查分析，导致基坑产生裂缝的原因主要是由于连续一个星期降雨，在此期间降雨量比较大，而整个基坑四周场地地势西南侧最低，基坑顶四周并没有完善的排水体系。降雨后地表水来不及全部排走，部分雨水渗入基坑外侧土体中。

基坑支护结构体系外侧土体由于地表雨水的下渗，土体含水量增大，土中自重应力增加、土体抗剪强度降低，致使基坑支护结构体系背后土体的主动土压力加大，从而导致该基坑支护结构体系的抗滑移、抗倾覆稳定性安全系数降低，促使基坑产生裂缝。

6 基坑局部加固措施

根据第5条分析该基坑产生裂缝的主要原因是支护结构背后土体遇水抗剪强度降低造成的，基坑支护结构的抗滑移、抗倾覆稳定性安全系数降低。为了保证该基坑支护结构的抗滑移、抗倾覆稳定性安全系数满足稳定要求，该基坑加固的原则是增强基坑背后土体的抗剪强度或对基坑支护结构体系增加抗力，具体加固方法有以下几种：

1)在基坑外侧设置锚拉体系，以增加支护结构的抗力；

2)采用土钉或预应力锚索加强基坑背后土体的抗剪强度，减小基坑的主动土压力；

3)在基坑内侧设置刚性支撑，以增加支护结构的抗力。

据现场了解，在基坑外侧设置锚拉体系或在坡面打入土钉或预应力锚索的方案操作速度较慢，且具体实施也比较困难。因此，本次加固方案采取内撑的方法增加支护体系的抗力。

目前，基坑内建筑基础素混凝土垫层已经施工完成，正进入建筑物基础钢筋绑扎施工阶段。基坑内建筑物外墙距基坑内边线有1.7 m宽的距离，设计在基坑内侧采用20a双拼槽钢进行内支撑，槽钢水平间距4.0 m，两个20a槽钢背部焊接，在建筑物基础上设置一个牛腿作为槽钢的支撑点，具体做法如图1，图2所示。本次斜撑加固措施采用建筑物基础作为支撑反力点，巧妙的利用了建筑物基础的作用，既不影响基础的使用，又能起到加固基坑的作用，且操作也比较简单。

7 结语

通过上述加固措施治理后，基坑裂缝未再发展，目前该基坑建筑物基础施工已经接近尾声，而且已经过了雨季，可认为该基坑已经过了危险期，处于稳定阶段。可见，本次基坑抢险工程中采用双拼槽钢进行内支撑取得良好的加固效果，且采用建筑物基础作为支撑反力点，巧妙的利用了建筑物基础的作用，方法简便、加固效果明显，该方法可以在类似的基坑抢险工程中应用。