深路塹高邊坡監(jiān)控監(jiān)測(cè)施工技術(shù)

摘要 在高速公路施工中，深路塹高邊坡普遍存在，但由于地質(zhì)、天氣等其他原因，高邊坡結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)一定變形，因而需要確定護(hù)坡結(jié)構(gòu)、邊坡土體的變形及應(yīng)力狀態(tài)與邊坡穩(wěn)定的關(guān)系，以便后續(xù)采取穩(wěn)定措施。文章以具體工程實(shí)例為基礎(chǔ)，對(duì)深路塹高邊坡監(jiān)控監(jiān)測(cè)的檢測(cè)目的、頻率和控制標(biāo)準(zhǔn)展開研究，對(duì)高邊坡進(jìn)行監(jiān)控監(jiān)測(cè)，通過日常監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整施工參數(shù)，采取必要的穩(wěn)固措施，可以確保邊坡穩(wěn)定，保障高速公路順暢通行。

關(guān)鍵詞 深路塹高邊坡；監(jiān)控監(jiān)測(cè)；邊坡穩(wěn)定

中圖分類號(hào) U213.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2023）08-0065-03

0 引言

我國(guó)是一個(gè)山地多、地形復(fù)雜的國(guó)家，在修建公路的過程中，會(huì)遇到大量深路塹高邊坡工程問題。邊坡是影響工程施工的一個(gè)重要因素，其穩(wěn)定性不可忽視[1]。該文以武漢至大悟高速公路武漢河口段高邊坡變形監(jiān)測(cè)為例，首先介紹了該工程的工程概況，然后分析了檢測(cè)目的，探討了檢測(cè)方法和頻率，最后對(duì)檢測(cè)結(jié)果做出分析，希望對(duì)后續(xù)邊坡施工有一定借鑒意義。

1 工程概況

武漢至大悟高速公路武漢河口段高邊坡變形監(jiān)測(cè)位于2處，原設(shè)計(jì)K48+256～K48+600左側(cè)與K48+165～K48

+590右側(cè)路塹高邊坡挖方區(qū)地貌屬剝蝕低山地貌，斜坡地形，路線切割山坡，山體自然坡度約為15～25°，局部較陡，沿線路中心線地面高程一般為80～128 m，基巖局部出露，如圖1、表1所示。

2 監(jiān)測(cè)目的

現(xiàn)場(chǎng)勘查察，兩處深路塹挖深分別為左側(cè)37 m、右側(cè)54 m，坡級(jí)達(dá)到五級(jí)、六級(jí)，且山體地質(zhì)破碎、裂隙發(fā)育易滲水，地質(zhì)不穩(wěn)定。為深入了解該處高邊坡結(jié)構(gòu)主體變形處理情況，驗(yàn)證該處護(hù)坡主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為進(jìn)行護(hù)坡主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和護(hù)坡施工管理方案的設(shè)計(jì)修訂工作提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)[2]。在護(hù)坡施工管理過程中，通常依據(jù)護(hù)坡觀測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析來準(zhǔn)確驗(yàn)證護(hù)坡施工管理方案的設(shè)計(jì)正確性，調(diào)整各種施工管理參數(shù)，必要時(shí)可以采取各種輔助性的工程保護(hù)措施，以達(dá)到信息化施工管理的目的，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)。

3 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及方法

3.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

3.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)、觀測(cè)方法

監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)如圖2所示：

3.2.1 土體深層水平位移監(jiān)測(cè)

測(cè)點(diǎn)布置：按照要求本次共埋設(shè)深層水平位移監(jiān)測(cè)孔26個(gè)。

（1）鉆孔埋設(shè)：鉆孔埋設(shè)主要用于土體及邊坡監(jiān)測(cè)，測(cè)斜管外徑Φ76 mm，鉆孔內(nèi)徑Φ110 mm。

（2）測(cè)斜管安裝：技術(shù)要點(diǎn)包括八個(gè)方面。

①測(cè)管逐節(jié)連接：將4 m一節(jié)的每個(gè)測(cè)管與斜管逐節(jié)緊緊連接在一起，管與測(cè)斜管進(jìn)行連接時(shí)先在每個(gè)測(cè)管的斜管外側(cè)涂上一層PVC的膠水。

②接頭保護(hù)包扎套管防水：在每個(gè)專用防水管的束節(jié)或套管的每個(gè)接頭兩端用一層具有防水性的塑料布或膠布對(duì)其進(jìn)行接頭包扎。

③內(nèi)槽扭轉(zhuǎn)檢驗(yàn)：采用檢查方法查看斜管一對(duì)內(nèi)槽之間是否存在垂直于兩個(gè)邊坡線的軸線，測(cè)查檢斜管上下兩個(gè)槽口之間是否出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)[3]。

④測(cè)管固定：即在測(cè)管時(shí)斜管兩端調(diào)好定位放置固定完后，測(cè)管時(shí)斜管的兩端綁扎必須定位牢固可靠，并用少量細(xì)砂砂漿回填結(jié)實(shí)，避免斜管發(fā)生一側(cè)上浮或另一側(cè)向上的移動(dòng)。

⑤端口處的保護(hù)：在施工測(cè)量時(shí)斜管上端口，外套用碳鋼管或?qū)Ｓ糜操|(zhì)碳鋼P(yáng)VC管或硬質(zhì)磚管等砌筑物的臺(tái)面端口應(yīng)不得高于建筑地面50 cm左右。

⑥工作作用原理：在對(duì)測(cè)斜數(shù)據(jù)資料的整理計(jì)算及收集整理工作過程中無需直接結(jié)合配套計(jì)算機(jī)軟件完成，配套的管理軟件可以完成包括計(jì)算機(jī)與測(cè)量記錄器之間的數(shù)據(jù)通訊及測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸入庫(kù)后的管理[4]。

⑦測(cè)量?jī)x器及精度：測(cè)量精度為±0.01 mm/500 mm，分辨率±4 s；系統(tǒng)精度為±4 mm/30 m；角度測(cè)量范圍為0～±15°。

⑧觀測(cè)方法：測(cè)斜觀測(cè)分正測(cè)和反測(cè)，觀測(cè)時(shí)先進(jìn)行正測(cè)，再進(jìn)行反測(cè)，每1 m讀數(shù)一次，測(cè)斜探頭放入測(cè)斜管底應(yīng)等候幾分鐘，將觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄保存。

3.2.2 應(yīng)力監(jiān)測(cè)

測(cè)點(diǎn)布置：錨桿應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)共布設(shè)15個(gè)。

（1）埋設(shè)方法如下：第一步，在施工錨索底部鉆孔并開始注漿，等待施工水泥板注漿完全凝固。第二步，在支撐墻體間的受力橫截面之間必須增設(shè)一層鋼塑板，保證墻體測(cè)力面設(shè)計(jì)與支撐墻體間的受力橫截面之間必須有一個(gè)足夠間隙使錨索（桿）使在受力后，受到測(cè)力面固定位置不致出現(xiàn)下陷[5]。第三步，將鋼筋測(cè)力測(cè)量計(jì)（如圖3所示）套在鋼筋錨桿外，放在連接鋼筋的墊板和其他工程用的錨具之間。第四步，將讀數(shù)電纜接到基坑頂上的觀測(cè)站。

（2）現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)儀器方法及測(cè)量數(shù)據(jù)采集：現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)所用儀器及測(cè)量方法分析采用自動(dòng)錨桿頻率測(cè)量壓力計(jì)和錨桿頻率自動(dòng)讀數(shù)儀可以進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)讀，測(cè)讀數(shù)據(jù)精度可以達(dá)到1.0%fs，并實(shí)時(shí)記錄觀測(cè)溫度[6]。

3.2.3 巡視檢查及裂縫監(jiān)測(cè)

高邊坡工程巡視檢查應(yīng)包括以下主要內(nèi)容：

（1）支護(hù)結(jié)構(gòu)：抗滑樁成型質(zhì)量；邊坡有無較大變形和裂縫。

（2）監(jiān)測(cè)設(shè)施：基準(zhǔn)點(diǎn)、測(cè)量節(jié)點(diǎn)完好工作狀況；是否有無可能影響安全觀測(cè)設(shè)備工作的安全障礙物；安全監(jiān)測(cè)相關(guān)元件的完好及安全保護(hù)工作情況。

3.3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)保護(hù)措施

（1）監(jiān)測(cè)點(diǎn)處應(yīng)明確標(biāo)示監(jiān)測(cè)點(diǎn)號(hào)，并懸掛警示標(biāo)牌，提醒別人不得隨意破壞。

（2）日常監(jiān)測(cè)和巡視過程中若發(fā)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)點(diǎn)被破壞，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)替換。

（3）施工中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的宣傳教育交底培訓(xùn)[7]。

4 監(jiān)測(cè)頻率

在深路塹高邊坡施工中，邊開挖邊設(shè)點(diǎn)觀測(cè)。一般每15 d觀測(cè)1次，雨季7 d觀測(cè)1次，遇強(qiáng)降雨和突發(fā)性天氣應(yīng)1 d觀測(cè)1次，若變形明顯加大，應(yīng)持續(xù)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，提高監(jiān)測(cè)頻率，并及時(shí)報(bào)告監(jiān)測(cè)結(jié)果[8]。

5 控制標(biāo)準(zhǔn)與險(xiǎn)情預(yù)報(bào)

5.1 監(jiān)測(cè)預(yù)警值

各試驗(yàn)加載工況加載效率如表3所示：

5.2 險(xiǎn)情預(yù)報(bào)流程

根據(jù)施工要求，通過制定警戒控制標(biāo)準(zhǔn)F，建立三級(jí)預(yù)警管理制度。≤0.7時(shí)為三級(jí)管理，為安全；0.7lt;F≤0.85時(shí)為二級(jí)管理，是預(yù)警狀態(tài)，要引起注意，加強(qiáng)觀測(cè)，查找原因，準(zhǔn)備補(bǔ)救措施[9]；F＞0.85時(shí)為一級(jí)管理，為警戒狀態(tài)，并立即實(shí)施補(bǔ)救措施，見圖4。

6 監(jiān)測(cè)結(jié)果及數(shù)據(jù)整理分析

高邊坡自2021年3月初開始施工，由于3、4、5月份連降暴雨，造成左側(cè)邊坡變形嚴(yán)重，三級(jí)四級(jí)邊坡滑坡部位發(fā)現(xiàn)裂縫并出現(xiàn)發(fā)展趨勢(shì)，自3月14日至5月份連續(xù)不斷加強(qiáng)觀測(cè)，5月底左側(cè)邊坡三四級(jí)底部出現(xiàn)垮塌滑坡情況，右側(cè)邊坡無變化，左側(cè)已經(jīng)為預(yù)警狀態(tài)，必須采取補(bǔ)救措施，如圖5所示。

根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，該處左側(cè)邊坡地質(zhì)土方較多，并與設(shè)計(jì)破碎風(fēng)化片巖地質(zhì)不是太吻合，原設(shè)計(jì)防護(hù)形式已不能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求[10]。

為確保邊坡穩(wěn)定，裂縫不再繼續(xù)發(fā)展，項(xiàng)目根據(jù)現(xiàn)有情況與觀測(cè)結(jié)果分析，將原設(shè)計(jì)三級(jí)錨桿框架梁、四級(jí)客土噴播防護(hù)均優(yōu)化為漿砌片石護(hù)面墻形式。因節(jié)理發(fā)育，山體滲水，護(hù)面墻內(nèi)增設(shè)仰斜式排水孔，在結(jié)構(gòu)上保證了邊坡穩(wěn)定。同時(shí)，護(hù)面墻結(jié)構(gòu)形式相比錨桿框架梁施工工序簡(jiǎn)單，易操作，可加快施工進(jìn)度。另外，護(hù)面墻結(jié)構(gòu)可利用現(xiàn)有山體片石，節(jié)約成本，扭虧為盈，增益創(chuàng)效。通過變更防護(hù)的形式，確保了結(jié)構(gòu)的安全，同時(shí)增加收益在百萬(wàn)元以上。如圖6所示。

護(hù)面墻施工完成后，根據(jù)后續(xù)邊坡監(jiān)測(cè)結(jié)果，累計(jì)位移量及本次位移速率未超過設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范報(bào)警值（累計(jì)位移報(bào)警值30 mm、位移速率報(bào)警值3 mm/d）。

7 結(jié)語(yǔ)

通過深路塹高邊坡的監(jiān)測(cè)，在過程中根據(jù)觀測(cè)結(jié)果調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，及時(shí)采取穩(wěn)固措施，既能確保邊坡穩(wěn)定，又能減少成本，增加收入，在后續(xù)邊坡施工中有一定借鑒的意義。

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