淤泥质土地基基坑施工应注意的问题

王卫华

一、引言

安徽省沿江多圩区，圩内河网密布，于圩内形成了分布广、厚度大的淤泥质土层。工程设计中往往更重视淤泥质土层承载力低、压缩性大的特点，进而采取各种地基处理加固措施，但对该土层基坑临时施工重视程度不够，加上施工技术水平、重视程度等因素影响，极易出现基坑边坡滑塌、坑底隆起等事故，后续清理、加固不仅花费大量人力物力，增加投资，还占用工程的“黄金工期”，甚至影响永久的设计方案，可谓“因小失大”。

本文引鉴两个发生基坑滑塌的工程实例，分析总结淤泥质土层基坑施工时事故发生的原因和应注意的问题，以供借鉴参考。

二、淤泥质土基坑滑塌机理分析

1.淤泥质土属软弱粘性土，天然状态下多呈软塑或流塑状，土体凝聚力、内摩擦角较小，土体的抗剪强度低，是影响基坑边坡稳定的主要因素。

2.淤泥质土属高压缩性土，灵敏度高，还具有明显的蠕变性。基坑开挖等同卸荷，改变了周边土层的地应力状态，加上施工等外在因素的影响，会进一步降低影响范围内土体的抗剪强度，加剧边坡失稳。

3.淤泥质土天然含水率高而渗透性小，土体排水能力较弱，基坑开挖初始边坡会形成向基坑内的不稳定渗流，加剧边坡失稳。

三、案例一

（一）工程概况

沿江圩区的某泵站工程，设计抽排流量为26.0m3/s，安装5 台1400ZLB5.5-7.5 立式轴流泵，总装机2800kW，枢纽工程等别为Ⅲ等。站址处圩内地面高程9.8～11.0m，堤顶高程13.7～14.3m，本工程站址左侧为面积较大的深塘。站址处地层自上而下分别为：①层素填土、②层重粉质壤土、③层淤泥质粉质粘土，其下为中粗砂和泥质砂岩。其中进水闸、前池和泵房建基面均为③层土，该层土呈流塑～软塑状，很湿～饱和，有淤泥味，局部含有粉细砂和腐殖质，属高压缩性土，层厚15.10～20.10m，层底高程-15.18～-9.21m。设计地基采用预制管桩进行处理。

（二）事故经过

该工程于2018年10月底开始基坑开挖，开挖边坡坡比1∶2.5，施工中开挖的土方采取了就近堆放，大都堆填至左侧的深塘，后堆高至地面以上3～5m。11月12日，泵房基坑开挖至设计高程并进行桩头处理过程中出现基坑左侧出露的淤泥质土向基坑内滑突现象。施工单位随后仅进行了简单清除，后期淤泥土滑突现象加剧，2 天后泵房基坑内大约被滑出土体覆盖2/3，高度约2.0m。基坑左侧桩基均已歪斜，不能使用。

（三）原因分析

经分析，基坑失稳的主要原因如下：（1）3 台挖机开挖基坑，连续开挖并就近堆至左侧深塘，不仅增加了塘底淤泥质土体的竖向荷载，而且加速过快，紧邻基坑，造成塘底淤泥质土体短期较大受压变形，朝水平向挤压；（2）由于泵站基坑开挖形成深坑，减少了基坑侧的竖向土重和水平土压力，降低了塘底受压土体的侧限压力，也形成了土体滑突的临空边界面，使淤泥有条件从基坑底板隆起并向坑内侧滑动；（3）该站址处淤泥质土工程特性较差，呈流塑～软塑状，c=11.9，φ=6°，基坑边坡土体的抗剪强度低，边坡稳定性差；（4）基坑开挖边坡1∶2.5，对于淤泥质土层偏陡；（5）发现边坡滑突时重视程度不够，未能及时采用有效措施，致使淤泥质土体滑突加剧。

（四）处理措施

（1）优先对边坡顶部及深塘进行卸荷，将堆填的土体全部转运至弃土场，降低边坡上部荷载。

（2）清除滑至基坑内的土体运至弃土场。

（3）放缓基坑左侧及基坑内出露淤泥质土的边坡，已发生滑突范围内边坡不陡于1∶5。

（4）更改原地基处理方案，失效的管桩范围采用毛石混凝土换填加压密注浆进行处理。

四、案例二

（一）工程概况

沿江圩区某泵站工程，设计抽排流量为5.2m3/s，安装4 台700ZLB5.5-7.5 立式轴流泵，总装机640kW，枢纽工程等别为IV 等，属小（1）型泵站。站址处圩内地面高程6.0～6.8m，堤顶高程14.1～14.6m。站址处地层自上而下分别为：①层重粉质壤土、②层淤泥质重粉质壤土、③层重粉质壤土和④层重粉质壤土夹卵砾石。进水闸、前池和泵房建基面均为②层土淤泥质重粉质壤土，局部为中、轻粉质壤土，灰色，软塑～可塑，局部流塑，含少量腐殖质、贝壳及小砾石，高压缩性。地基采用水泥搅拌桩进行处理。

（二）事故经过

该工程于2020年底开始施工，2021年1月10日基坑验收，1月15日底板泵室钢筋绑扎完毕，1月16日上游开挖边线外沿大堤堤顶混凝土道路内侧处突然出现垂直断裂下沉约5m，有清晰的滑裂面，滑坡宽度约35m 左右，滑坡体土方量约2500m3，滑坡体前缘造成了基坑隆起约3m 高。基坑桩基均已被剪断，不能使用。

（三）原因分析

根据现场查看、分析，基坑失稳的主要原因有：（1）施工单位利用基坑开挖土方，将基坑左侧堤后平台填筑至堤顶同高，用作钢筋、木工加工区和混凝土泵车停放区，新填土高度约5m。（2）基坑左侧的平台填筑大大增加基坑边坡坡顶超载；另外滑坡发生前一天，混凝土泵车停放在平台上进行混凝土浇筑工作，也增加了坡顶超载。以上因素均增加了边坡的下滑力。（3）边坡底部淤泥质土出露，淤泥质土工程特性较差，呈软塑～可塑，c=10，φ=8°，基坑边坡土体的抗剪强度低，边坡稳定性差。（4）基坑开挖边坡坡比1∶2 偏陡，基坑近8m 深，坡面没有设置马道。（5）淤泥质土具有高灵敏性和蠕变性，该工程边坡滑动突发性，分析认为②层淤泥质重粉质壤土中局部为中、轻粉质壤土，局部夹砾石，减小了淤泥质土的变形量，但随着边坡抗滑力的不断减弱，当量变达到质变时，边坡发生滑动。

（四）处理措施

（1）优先清除滑坡体土方，将土全部转运至弃土场，降低边坡上部荷载。

（2）放缓基坑左侧及基坑内出露淤泥质土的边坡，已发生滑突范围内边坡不陡于1∶5。

（3）更改原地基处理方案，泵室范围内采用预制混凝土管桩进行处理。

五、结论与建议

通过以上两个案例可以看出淤泥质土地基基坑施工易出现基坑隆起、边坡失稳现象，出现事故后会造成经济损失，处理起来也十分困难。虽然基坑为临时工程，也应引起参建各方的足够重视，在理解淤泥质土的工程特性基础上做好设计和施工质量控制。

（1）淤泥质土基坑开挖土方不应就近堆放，若必须临时堆放时，临时堆土距基坑距离应由设计计算确定，而不应随意堆放，以免坡顶加荷对基坑稳定造成影响。本文借鉴地基应力扩散理论，建议在未明确基坑周边允许设计荷载值情况下，临时堆土区距离边坡距离不得小于3～5 倍基坑深度，淤泥质土基坑应相应加大距离。

（2）基坑边坡稳定计算时应适当考虑基坑周边施工机械附加的荷载，经计算的开挖坡比在有条件下尽量放缓，参照类似经验一般应缓于1∶3，当基坑深度大于6m 时，应设置不小于2m 宽的平台，分级高度建议不高于6m。

（3）设计及施工应注意淤泥质土夹薄层粉细砂的情况，做好边坡排水工作，否则在渗流作用下边坡极易发生滑塌。

（4）基坑施工时应设置必要的边坡变形监测点，遇淤泥质土边坡更应加强基坑监测，根据观测结果及时调整施工方案■