某边坡工程失稳原因分析

徐志武，周莉

（1重庆市建筑科学研究院，重庆 400016；2杭州建工集团有限责任公司重庆分公司，重庆 400042）

1 工程概况

重庆某新建厂区(图1)边坡工程由开挖岩石土方形成，基坑南侧B1-B2段边坡长约80m，高约26m(上覆土层厚度0.4～2.3m)。边坡设计方案为标高221.4m以上，设计为1∶0.75锚喷护坡(岩)+1∶1.50草皮护坡(土)，标高213.4-221.4m为直立式锚杆挡墙，标高206.7-213.4m为基坑直立式锚杆挡墙；后经业主、地勘、设计、监理、施工几方现场踏勘，通过会议形式将B1-B2段直立式锚杆挡墙调整为1∶0.2坡率锚杆挡墙(图2)。

图1 新建厂区总平面示意图

图2 边坡工程典型设计断面

B1-B2段(图3)：边坡（产状0°∠90°）与岩层面（产状81°∠56°）相切，构成切向坡；与LX1（产状310°∠58°）大角度斜交；与LX2 （产状165°∠70°）逆向相交。边坡与LX1、LX2的 组合 交 线（产 状 242°∠31°）斜交；边坡与LX2和岩层面的组合绞线 （产状16°∠33°） 同向相交，夹角小于30°，为外倾组合结构面；可能发生沿此组合面交线的楔形体破坏[1]。

二级边坡，楔形体滑动，边坡安全系数取1.30；基岩容重γ=25.00kN/m3；θ=56°；A面c=50kPa，Φ=18°；B面c=50kPa，Φ=18°(参照《市政工程地质勘察规范》取值)；经地勘单位验算：Ks=1.578，即在施工及使用期间，当对结构面无不利影响的前提下，切坡后边坡处于稳定状态。

图3 边坡赤平极射投影图

边坡破裂角为33°（取外倾结构面与45°+Φ/2间的小值），边坡岩体类型为Ⅲ类[1]，边坡岩体等效内摩擦角为58°。锚杆挡墙设计肋柱截面尺寸为0.3×0.4m，间距2.0m，配筋3 20/320、8@200；面板厚度0.2m，配筋为12@200双层双向；立柱及面板混凝土强度等级为C30。锚杆孔径0.16m，内配325钢筋，竖向间距2.5m；锚孔灌浆材料采用M30砂浆，锚杆与砂浆的粘结强度≥2.4MPa，砂浆与中风化岩石的粘接强度≥0.35MPa。

2 边坡局部失稳过程

（1）B1-B2段边坡采取从上而下逆作法[2]施工，2017年6月28日开始对该段边坡土石方开挖外运施工，2017年7月12日221.4m标高以上边坡成形，经业主、监理、施工技术人员现场对坡顶、坡脚进行复测，完成的边坡坡率符合设计图纸要求(1：0.75)。验收合格后搭设脚手架进行边坡锚喷施工，按设计进行锚杆钻孔、注浆、挂网锚喷，于2017年8月12日完成该段边坡锚喷施工。

（2）为保证工程进度，在进行标高221.4m以下边坡施工时，采取预留4m台阶且放1∶1坡度进行施工，待上班锚喷完成后对216.4-221.4m标高部位按设计(1∶0.2设计调整坡率)进行修坡及预留部位开挖，修坡即将完成时发生边坡失稳。

（3） 2017年8月15日下午3∶55左右，B1-B2段边坡中间部位发生突发性边坡失稳。如图4所示，B1-B2段边坡中间部位失稳段长19.4m，高度22.56m，纵深30.83m，B1-B2段已完成修坡61.5m，该段坡体比较破碎、裂隙发育，且无法封闭围墙外山体表层雨水、地下水及池塘水渗透。其中，7月1日至8月15日期间，在8月8日、11日下过两次暴雨；施工方在B1-B2段边坡设置了两个水平位移沉降观测点，定期对该段山体进行位移观测，观测数据显示基本无沉降位移现象。

（4）边坡失稳实况见图5；边坡失稳时人员、机具已撤至未施工段，因而未造成人员伤亡、机具损失。

图5 边坡失稳实况

3 边坡失稳原因分析

3.1 裂隙层面抗剪强度指标[1]反算

反算时，先确定裂隙层面A面的c、Φ值(c=20kPa，Φ=12°)，然后由高到低试算裂隙层面B面的粘聚力c和内摩擦角Φ，计算对应的边坡稳定系数，并以边坡稳定系数为1.00对应的粘聚力和内摩擦角[1]作为反算结果，见表1。

表1 内聚力、内摩擦角反算结果

图4 边坡失稳段平面及剖面示意图

由此可见，在裂隙层面A面取值c=20kPa，Φ=12°时，在暴雨或持续降雨工况时，在假定边坡处于极限平衡状态时，裂隙层面B面的c=34kPa，Φ=13°。

3.2 边坡失稳原因分析

（1）山体地质条件较差，组合裂隙切割形成楔形体且较大角度外倾(外倾组合结构面)，形成了潜在滑坡体，为岩体楔形体破坏模式提供必要条件。

（2）裂隙结构面土体抗剪强度指标较低，山体稳定安全性储备不高。

（3）工程建设影响裂隙继续发育，暴雨期间雨水渗入裂隙结构面，产生静水压力且裂隙结构面泥质夹层的抗剪强度指标大幅度下降，下滑力显著增加，同时工程建设形成临空面且未分段分层、有效及时支护使得坡体抗滑力显著降低，当抗滑力不足以抵抗下滑力时诱发山体沿裂隙结构面滑坡。

由此可见，此次边坡失稳是内部条件与外部因素共同作用的必然结果。

4 结论及建议

（1）地质勘察是边坡工程设计、施工的前提条件。地质勘察中勘探工作量充足、结构面抗剪强度指标取值合理且充分考虑到后期工程建设影响、环境条件改变、暴雨期间雨水渗入等致使抗剪强度指标降低，是建设稳定安全的边坡工程的关键环节。勘察技术发展到今天已日趋成熟、分析程序也越来越完善，此次边坡工程失稳并非地质情况有多复杂、分析过程有多繁琐，而是勘察技术人员对边坡稳定影响分析重视程度不够、论证不充分造成的。

（2）合理设计是建设稳定安全的边坡工程的技术保障。边坡工程设计中，需要设计技术人员对地质勘察资料分析研究深刻、透彻、明白，认真仔细做到有目的、有针对设计，特殊地段、特殊地质、特殊问题应充分、细致论证，确保设计文件科学、严谨。

（3）严格按设计文件进行施工、严把质量关是建设稳定安全的边坡工程的最重要环节。边坡工程建设中，需要施工技术人员完全吃透勘察设计文件，施工前需制定合理施工操作规程、进行合理施工组织设计、采取合理的施工安全保障措施等，施工中需严格管理、严格控制(施工中的技术难点和重点应充分、细致论证并加强控制)、发现问题立即汇报等，施工完成后需严格按照验收程序进行工程竣工验收，发现问题及时整改、补救，杜绝将施工隐患带入后期使用中。施工监测是保证施工顺利及施工安全的一种重要手段，因而需制定详细监测方案且专人负责，建立严密、科学的监测布局，采用合理的监测频率，防范于未然。

（4）监理单位必须严格行使工程监理职责，及时发现问题并监督施工单位立即整改，确保工程建设的顺利进行。

（5）“信息化”施工是建设稳定安全的边坡工程的重要措施，需参建单位跟踪整个边坡工程建设全过程，及时反馈信息并加以合理利用，同时杜绝工程事故的发生。

[1]GB 50021-2001(2009年版).岩土工程勘察规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[2]GB 50330-2013建筑边坡工程技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，20013.