崇左至靖西高速公路K104+700—K104+920邊坡位移監控分析

鄧羿

【摘 要】為了研究K104+700-K104+920邊坡的穩定性，采用CX-3C型高精度測斜儀對邊坡變形進行了監測，得到了該邊坡不同時刻的變形在時間和空間上的變化規律。由監測結果表明：邊坡監測孔位置的位移隨著深度的增大而減小，在邊坡表面位移最大，由上往下呈現逐漸減小的特征；各個孔位隨著時間的變化，位移逐漸增大，表明邊坡從開挖到治理的過程中一直處于變形增大狀態，需進行及時有效的處理。

【關鍵詞】邊坡；位移監控

0 引言

路塹邊坡通常在天然狀態未開挖前都處于穩定狀態，各個位置受力均勻。當邊坡開挖后，邊坡的原始應力受到破壞，各個點的應力和變形都完全改變，如此時不對邊坡進行合理的支護，邊坡應力得不到及時的平衡，極易引起邊坡的失穩，最終造成人民生命及財產安全。在對邊坡進行支護后，采取合理的監控手段實時的對其變形進行監控是保證其安全的有效措施，因此，本文以崇左至靖西高速公路K104+700-K104+920邊坡為例，基于測斜儀得到的測試數據來對該邊坡的穩定性進行分析，以期為工程設計及施工人員提供技術上的參考。

1 工程概況

崇左至靖西高速公路K104+700-K104+920高邊坡位于崇左市大新縣下雷鎮隴益村，設計公路采用整體式路基以路塹方式從山坡坡腰穿過，挖方范圍在K104+700～K104+920之間，長約220m，中線最大挖深約17.2m（K104+760），邊坡最大高度達到45m，左右側均需切坡，以右側為主，路基設計高程在382.9～390.917m之間。根據地質調查、鉆探揭示及室內土工試驗結果，場地內地層主要由第四系坡積（Qdl）粉質黏土及泥盆系中統東崗嶺組（D2d）白云質灰巖組成。

勘察區地下水為覆蓋層中孔隙水、巖溶裂隙水和基巖裂隙水，主要接受大氣降水補給，沿覆蓋層孔隙及巖石溶蝕裂隙、溶洞及基巖裂隙向山腳及低洼處排泄?？辈炱陂g鉆孔深度范圍內未揭示地下水位，場地地下水貧乏。

2 位移監測手段及方案

本次邊坡深部位移監測采用CX-3C型高精度測斜儀監測。鉆孔傾斜儀由四大部件組成：測量探頭、傳輸電纜、讀數儀及測量導管，其結構原理圖如圖1所示。其工作原理是：利用儀器探頭內的伺服加速度測量埋設于巖土體內的導管沿孔深的斜率變化。由于它是自孔底向上逐點連續測量的，所以，任意兩點之間斜率變化累積反映了這兩點之間的相互水平變位。通過定期重復測量可提供巖土體變形的大小和方向。根據位移一深度關系曲線隨時間的變化中可以很容易地找出滑動面的位置，同時對滑移的位移大小及速率進行估計。

按照邊坡監測方案設計原則及變形監測原理，結合依托工程的地質及施工進展情況，先后完成了8個深部位移測斜孔的布置和埋設。其中，K K104+700-K104+920段右側邊坡先后布設了4個深部位移測斜孔，各監測點的大致位置分布如圖2所示。深部位移測斜孔的布置編號見圖所示。

3 監測結果及分析

3.1 監測結果

本文利用測斜儀對所研究邊坡進行了多個位置的深部位移長期監測，得到了6次有效的監控數據，監控時間為2011年5月～2011年10月，每1個月進行一次數據采集。圖3～圖6為邊坡測斜孔2、4、6、8水平位移隨孔深度的變化曲線。

3.2 監測結果分析

3.2.1 總體變形分析

由圖3-圖5分析可知：

1）測點1-測點8在各個監測時間點的水平方向變形都在10mm左右，變形方向都是由邊坡內部指向坡面外部。

2）邊坡監測孔位置的位移隨著深度的增大而減小，在邊坡表面位移最大，由上往下呈現逐漸減小的特征。

3）邊坡的變形主要發生在離坡面10米以內的范圍，在10米以下無明顯位移變形，圖中將其省略為0位移，表明邊坡潛在滑移面位于在由坡面垂直向下的10米范圍內。

4）各個孔位隨著時間的變化，位移逐漸增大，表明邊坡從開挖到治理的過程中一直處于變形增大狀態，需進行及時有效的處理。

由以上分析可得：本文所研究的土質邊坡整體變形都在10mm以內，坡面變形大于邊坡內部變形，屬于典型的表面坍塌型邊坡。邊坡的變形最大深度為10米左右，10米以下幾乎不見有明顯變形。坡體處于較穩定狀態。但鑒于邊坡屬于土質邊坡，并且變形狀態為表面滑塌型失穩，因此加強邊坡表層的防排水措施顯得尤為重要。

3.2.2 局部分級變形分析

第一級邊坡臺階上的測點2最大變形量約為7.35mm，整體位置變形過程較為均勻，位移最大增量為6月-7月之間，主要原因是由于該月段降雨量較大，坡腳處積水較多，導致表層變形增大引起的。

第二級邊坡上在同一時間點的位置量較第一級邊坡的位移量稍微增大，但數量級都在10mm以內，兩個監測孔的變形性狀幾乎一致，不具有明顯的差別。產生這一因素的原因主要可能是由于該位置邊坡巖土體具有較為一致的物理力學特性，如風化程度、應力歷史等方面。

第三級邊坡與第二及邊坡的變形特征比較一致，整體變形增大量在4mm以內，變形區域均勻緩慢增加，在測孔深度為8m左右有一定的突變，位移有了較大的增加。這可能是由于周圍巖質邊坡爆破開挖產生強烈震動引起的，但從變形量來看，邊坡仍然處在能夠控制的范圍內。

第四級邊坡的變形累計量最大，坡頂邊坡最大位移值為10mm左右，測孔7、8在10m深度范圍內的變形都較明顯，呈現由淺入深都在緩慢在增大的特點，但無明顯的突變現象。邊坡位移增量在4-5mm之間。

根據對每一級邊坡變形量的逐一分析，可以推斷該邊坡目前變形量逐漸增大，主要的滑移面位于10m以內，最大變形量位于4-10mm之間，表破表層滑移對邊坡變形量影響較大，需得到有效的治理。

4 結論

本文為了研究土質邊坡的變形特征及其失穩機理，選取了崇左至靖西高速公路K104+700-K104+920高邊坡利用人工測斜儀進行了長達半年的深部變形監測，得到了較為準確的邊坡變形數據。得到以下幾點結論：

1）測點1-測點8在各個監測時間點的水平方向變形都在10mm左右，變形方向都是由邊坡內部指向坡面外部。邊坡監測孔位置的位移隨著深度的增大而減小，在邊坡表面位移最大，由上往下呈現逐漸減小的特征。

2）邊坡的變形主要發生在離坡面10米以內的范圍，在10米以下無明顯位移變形，圖中將其省略為0位移，表明邊坡潛在滑移面位于在由坡面垂直向下的10米范圍內。各個孔位隨著時間的變化，位移逐漸增大，表明邊坡從開挖到治理的過程中一直處于變形增大狀態，需進行及時有效的處理。

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