某邊坡工程失穩原因分析

徐志武，周莉

（1重慶市建筑科學研究院，重慶 400016；2杭州建工集團有限責任公司重慶分公司，重慶 400042）

1 工程概況

重慶某新建廠區(圖1)邊坡工程由開挖巖石土方形成，基坑南側B1-B2段邊坡長約80m，高約26m(上覆土層厚度0.4～2.3m)。邊坡設計方案為標高221.4m以上，設計為1∶0.75錨噴護坡(巖)+1∶1.50草皮護坡(土)，標高213.4-221.4m為直立式錨桿擋墻，標高206.7-213.4m為基坑直立式錨桿擋墻；后經業主、地勘、設計、監理、施工幾方現場踏勘，通過會議形式將B1-B2段直立式錨桿擋墻調整為1∶0.2坡率錨桿擋墻(圖2)。

圖1 新建廠區總平面示意圖

圖2 邊坡工程典型設計斷面

B1-B2段(圖3)：邊坡（產狀0°∠90°）與巖層面（產狀81°∠56°）相切，構成切向坡；與LX1（產狀310°∠58°）大角度斜交；與LX2 （產狀165°∠70°）逆向相交。邊坡與LX1、LX2的 組合 交 線（產 狀 242°∠31°）斜交；邊坡與LX2和巖層面的組合絞線 （產狀16°∠33°） 同向相交，夾角小于30°，為外傾組合結構面；可能發生沿此組合面交線的楔形體破壞[1]。

二級邊坡，楔形體滑動，邊坡安全系數取1.30；基巖容重γ=25.00kN/m3；θ=56°；A面c=50kPa，Φ=18°；B面c=50kPa，Φ=18°(參照《市政工程地質勘察規范》取值)；經地勘單位驗算：Ks=1.578，即在施工及使用期間，當對結構面無不利影響的前提下，切坡后邊坡處于穩定狀態。

圖3 邊坡赤平極射投影圖

邊坡破裂角為33°（取外傾結構面與45°+Φ/2間的小值），邊坡巖體類型為Ⅲ類[1]，邊坡巖體等效內摩擦角為58°。錨桿擋墻設計肋柱截面尺寸為0.3×0.4m，間距2.0m，配筋3 20/320、8@200；面板厚度0.2m，配筋為12@200雙層雙向；立柱及面板混凝土強度等級為C30。錨桿孔徑0.16m，內配325鋼筋，豎向間距2.5m；錨孔灌漿材料采用M30砂漿，錨桿與砂漿的粘結強度≥2.4MPa，砂漿與中風化巖石的粘接強度≥0.35MPa。

2 邊坡局部失穩過程

（1）B1-B2段邊坡采取從上而下逆作法[2]施工，2017年6月28日開始對該段邊坡土石方開挖外運施工，2017年7月12日221.4m標高以上邊坡成形，經業主、監理、施工技術人員現場對坡頂、坡腳進行復測，完成的邊坡坡率符合設計圖紙要求(1：0.75)。驗收合格后搭設腳手架進行邊坡錨噴施工，按設計進行錨桿鉆孔、注漿、掛網錨噴，于2017年8月12日完成該段邊坡錨噴施工。

（2）為保證工程進度，在進行標高221.4m以下邊坡施工時，采取預留4m臺階且放1∶1坡度進行施工，待上班錨噴完成后對216.4-221.4m標高部位按設計(1∶0.2設計調整坡率)進行修坡及預留部位開挖，修坡即將完成時發生邊坡失穩。

（3） 2017年8月15日下午3∶55左右，B1-B2段邊坡中間部位發生突發性邊坡失穩。如圖4所示，B1-B2段邊坡中間部位失穩段長19.4m，高度22.56m，縱深30.83m，B1-B2段已完成修坡61.5m，該段坡體比較破碎、裂隙發育，且無法封閉圍墻外山體表層雨水、地下水及池塘水滲透。其中，7月1日至8月15日期間，在8月8日、11日下過兩次暴雨；施工方在B1-B2段邊坡設置了兩個水平位移沉降觀測點，定期對該段山體進行位移觀測，觀測數據顯示基本無沉降位移現象。

（4）邊坡失穩實況見圖5；邊坡失穩時人員、機具已撤至未施工段，因而未造成人員傷亡、機具損失。

圖5 邊坡失穩實況

3 邊坡失穩原因分析

3.1 裂隙層面抗剪強度指標[1]反算

反算時，先確定裂隙層面A面的c、Φ值(c=20kPa，Φ=12°)，然后由高到低試算裂隙層面B面的粘聚力c和內摩擦角Φ，計算對應的邊坡穩定系數，并以邊坡穩定系數為1.00對應的粘聚力和內摩擦角[1]作為反算結果，見表1。

表1 內聚力、內摩擦角反算結果

圖4 邊坡失穩段平面及剖面示意圖

由此可見，在裂隙層面A面取值c=20kPa，Φ=12°時，在暴雨或持續降雨工況時，在假定邊坡處于極限平衡狀態時，裂隙層面B面的c=34kPa，Φ=13°。

3.2 邊坡失穩原因分析

（1）山體地質條件較差，組合裂隙切割形成楔形體且較大角度外傾(外傾組合結構面)，形成了潛在滑坡體，為巖體楔形體破壞模式提供必要條件。

（2）裂隙結構面土體抗剪強度指標較低，山體穩定安全性儲備不高。

（3）工程建設影響裂隙繼續發育，暴雨期間雨水滲入裂隙結構面，產生靜水壓力且裂隙結構面泥質夾層的抗剪強度指標大幅度下降，下滑力顯著增加，同時工程建設形成臨空面且未分段分層、有效及時支護使得坡體抗滑力顯著降低，當抗滑力不足以抵抗下滑力時誘發山體沿裂隙結構面滑坡。

由此可見，此次邊坡失穩是內部條件與外部因素共同作用的必然結果。

4 結論及建議

（1）地質勘察是邊坡工程設計、施工的前提條件。地質勘察中勘探工作量充足、結構面抗剪強度指標取值合理且充分考慮到后期工程建設影響、環境條件改變、暴雨期間雨水滲入等致使抗剪強度指標降低，是建設穩定安全的邊坡工程的關鍵環節。勘察技術發展到今天已日趨成熟、分析程序也越來越完善，此次邊坡工程失穩并非地質情況有多復雜、分析過程有多繁瑣，而是勘察技術人員對邊坡穩定影響分析重視程度不夠、論證不充分造成的。

（2）合理設計是建設穩定安全的邊坡工程的技術保障。邊坡工程設計中，需要設計技術人員對地質勘察資料分析研究深刻、透徹、明白，認真仔細做到有目的、有針對設計，特殊地段、特殊地質、特殊問題應充分、細致論證，確保設計文件科學、嚴謹。

（3）嚴格按設計文件進行施工、嚴把質量關是建設穩定安全的邊坡工程的最重要環節。邊坡工程建設中，需要施工技術人員完全吃透勘察設計文件，施工前需制定合理施工操作規程、進行合理施工組織設計、采取合理的施工安全保障措施等，施工中需嚴格管理、嚴格控制(施工中的技術難點和重點應充分、細致論證并加強控制)、發現問題立即匯報等，施工完成后需嚴格按照驗收程序進行工程竣工驗收，發現問題及時整改、補救，杜絕將施工隱患帶入后期使用中。施工監測是保證施工順利及施工安全的一種重要手段，因而需制定詳細監測方案且專人負責，建立嚴密、科學的監測布局，采用合理的監測頻率，防范于未然。

（4）監理單位必須嚴格行使工程監理職責，及時發現問題并監督施工單位立即整改，確保工程建設的順利進行。

（5）“信息化”施工是建設穩定安全的邊坡工程的重要措施，需參建單位跟蹤整個邊坡工程建設全過程，及時反饋信息并加以合理利用，同時杜絕工程事故的發生。

[1]GB 50021-2001(2009年版).巖土工程勘察規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2009.

[2]GB 50330-2013建筑邊坡工程技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，20013.