崇左至靖西高速公路K104+700—K104+920邊坡位移監(jiān)控分析

鄧羿

【摘 要】為了研究K104+700-K104+920邊坡的穩(wěn)定性，采用CX-3C型高精度測(cè)斜儀對(duì)邊坡變形進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，得到了該邊坡不同時(shí)刻的變形在時(shí)間和空間上的變化規(guī)律。由監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：邊坡監(jiān)測(cè)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(xiàn)逐漸減小的特征；各個(gè)孔位隨著時(shí)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(tài)，需進(jìn)行及時(shí)有效的處理。

【關(guān)鍵詞】邊坡；位移監(jiān)控

0 引言

路塹邊坡通常在天然狀態(tài)未開挖前都處于穩(wěn)定狀態(tài)，各個(gè)位置受力均勻。當(dāng)邊坡開挖后，邊坡的原始應(yīng)力受到破壞，各個(gè)點(diǎn)的應(yīng)力和變形都完全改變，如此時(shí)不對(duì)邊坡進(jìn)行合理的支護(hù)，邊坡應(yīng)力得不到及時(shí)的平衡，極易引起邊坡的失穩(wěn)，最終造成人民生命及財(cái)產(chǎn)安全。在對(duì)邊坡進(jìn)行支護(hù)后，采取合理的監(jiān)控手段實(shí)時(shí)的對(duì)其變形進(jìn)行監(jiān)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(cè)斜儀得到的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)該邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，以期為工程設(shè)計(jì)及施工人員提供技術(shù)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(zhèn)隴益村，設(shè)計(jì)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(zhǎng)約220m，中線最大挖深約17.2m（K104+760），邊坡最大高度達(dá)到45m，左右側(cè)均需切坡，以右側(cè)為主，路基設(shè)計(jì)高程在382.9～390.917m之間。根據(jù)地質(zhì)調(diào)查、鉆探揭示及室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果，場(chǎng)地內(nèi)地層主要由第四系坡積（Qdl）粉質(zhì)黏土及泥盆系中統(tǒng)東崗嶺組（D2d）白云質(zhì)灰?guī)r組成。

勘察區(qū)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(bǔ)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(nèi)未揭示地下水位，場(chǎng)地地下水貧乏。

2 位移監(jiān)測(cè)手段及方案

本次邊坡深部位移監(jiān)測(cè)采用CX-3C型高精度測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)。鉆孔傾斜儀由四大部件組成：測(cè)量探頭、傳輸電纜、讀數(shù)儀及測(cè)量導(dǎo)管，其結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。其工作原理是：利用儀器探頭內(nèi)的伺服加速度測(cè)量埋設(shè)于巖土體內(nèi)的導(dǎo)管沿孔深的斜率變化。由于它是自孔底向上逐點(diǎn)連續(xù)測(cè)量的，所以，任意兩點(diǎn)之間斜率變化累積反映了這兩點(diǎn)之間的相互水平變位。通過定期重復(fù)測(cè)量可提供巖土體變形的大小和方向。根據(jù)位移一深度關(guān)系曲線隨時(shí)間的變化中可以很容易地找出滑動(dòng)面的位置，同時(shí)對(duì)滑移的位移大小及速率進(jìn)行估計(jì)。

按照邊坡監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)原則及變形監(jiān)測(cè)原理，結(jié)合依托工程的地質(zhì)及施工進(jìn)展情況，先后完成了8個(gè)深部位移測(cè)斜孔的布置和埋設(shè)。其中，K K104+700-K104+920段右側(cè)邊坡先后布設(shè)了4個(gè)深部位移測(cè)斜孔，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的大致位置分布如圖2所示。深部位移測(cè)斜孔的布置編號(hào)見圖所示。

3 監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

3.1 監(jiān)測(cè)結(jié)果

本文利用測(cè)斜儀對(duì)所研究邊坡進(jìn)行了多個(gè)位置的深部位移長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，得到了6次有效的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，監(jiān)控時(shí)間為2011年5月～2011年10月，每1個(gè)月進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集。圖3～圖6為邊坡測(cè)斜孔2、4、6、8水平位移隨孔深度的變化曲線。

3.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

3.2.1 總體變形分析

由圖3-圖5分析可知：

1）測(cè)點(diǎn)1-測(cè)點(diǎn)8在各個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)的水平方向變形都在10mm左右，變形方向都是由邊坡內(nèi)部指向坡面外部。

2）邊坡監(jiān)測(cè)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(xiàn)逐漸減小的特征。

3）邊坡的變形主要發(fā)生在離坡面10米以內(nèi)的范圍，在10米以下無(wú)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(nèi)。

4）各個(gè)孔位隨著時(shí)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(tài)，需進(jìn)行及時(shí)有效的處理。

由以上分析可得：本文所研究的土質(zhì)邊坡整體變形都在10mm以內(nèi)，坡面變形大于邊坡內(nèi)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(wěn)定狀態(tài)。但鑒于邊坡屬于土質(zhì)邊坡，并且變形狀態(tài)為表面滑塌型失穩(wěn)，因此加強(qiáng)邊坡表層的防排水措施顯得尤為重要。

3.2.2 局部分級(jí)變形分析

第一級(jí)邊坡臺(tái)階上的測(cè)點(diǎn)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(dǎo)致表層變形增大引起的。

第二級(jí)邊坡上在同一時(shí)間點(diǎn)的位置量較第一級(jí)邊坡的位移量稍微增大，但數(shù)量級(jí)都在10mm以內(nèi)，兩個(gè)監(jiān)測(cè)孔的變形性狀幾乎一致，不具有明顯的差別。產(chǎn)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(xué)特性，如風(fēng)化程度、應(yīng)力歷史等方面。

第三級(jí)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(nèi)，變形區(qū)域均勻緩慢增加，在測(cè)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(zhì)邊坡爆破開挖產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)引起的，但從變形量來(lái)看，邊坡仍然處在能夠控制的范圍內(nèi)。

第四級(jí)邊坡的變形累計(jì)量最大，坡頂邊坡最大位移值為10mm左右，測(cè)孔7、8在10m深度范圍內(nèi)的變形都較明顯，呈現(xiàn)由淺入深都在緩慢在增大的特點(diǎn)，但無(wú)明顯的突變現(xiàn)象。邊坡位移增量在4-5mm之間。

根據(jù)對(duì)每一級(jí)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(nèi)，最大變形量位于4-10mm之間，表破表層滑移對(duì)邊坡變形量影響較大，需得到有效的治理。

4 結(jié)論

本文為了研究土質(zhì)邊坡的變形特征及其失穩(wěn)機(jī)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(cè)斜儀進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)半年的深部變形監(jiān)測(cè)，得到了較為準(zhǔn)確的邊坡變形數(shù)據(jù)。得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1）測(cè)點(diǎn)1-測(cè)點(diǎn)8在各個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)的水平方向變形都在10mm左右，變形方向都是由邊坡內(nèi)部指向坡面外部。邊坡監(jiān)測(cè)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(xiàn)逐漸減小的特征。

2）邊坡的變形主要發(fā)生在離坡面10米以內(nèi)的范圍，在10米以下無(wú)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(nèi)。各個(gè)孔位隨著時(shí)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(tài)，需進(jìn)行及時(shí)有效的處理。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]