公路高邊坡穩(wěn)定性的長期監(jiān)測

張 力， 瞿 竹，姬同旭

(1.貴州三獨高速公路建設有限公司， 貴州獨山 558200； 2. 貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院股份有限公司， 貴州貴陽 520115)

[通信作者]瞿竹(1981～)，男,高級工程師，主要從事工程施工管理方向研究。

邊坡監(jiān)測一直是現(xiàn)代巖土工程領域所需解決的關鍵問題之一[1-2]。高邊坡監(jiān)測的主要目的是實時有效的掌握和了解邊坡的變形情況，繼而對邊坡穩(wěn)定性和滑坡災害是否發(fā)生及發(fā)生的可能性大小作出正確的分析與評價[3-4]，并為治理滑坡災害所需采取的措施提供可靠的參考資料和科學依據(jù)[5-6]。本文以杭瑞高速公路高邊坡的長期監(jiān)測為例進行研究，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行整理，分析了邊坡變形原因，判斷了邊坡的穩(wěn)定性，并給出治理建議，為相關工程提供借鑒。

1 工程概況

杭瑞高速公路畢節(jié)至都格(黔滇界)段ZK141+080～ZK141+380左側挖方邊坡，邊坡長為300 m，路基左側邊距坡頂平面距離為222 m，路基面與坡頂高差127.4 m，為九級邊坡。邊坡路段區(qū)內地層為上覆第四系殘坡積層含碎石粉質黏土及碎石土，下伏基巖為二疊系龍?zhí)督M，砂巖、泥巖、夾層煤；二疊系飛仙關組(T1f)粉砂質泥巖、間夾一層灰?guī)r。

該段邊坡支護形式為：一級坡坡腳為錨索抗滑樁+擋板，坡面為格構錨索+鋼管樁；二、三、四、五級坡為格構錨索，其中三、四級加掛網(wǎng)噴漿；四級平臺上為抗滑樁支擋；六、七、八、九級坡為掛網(wǎng)支護；各級邊坡均采用1∶1～1∶1.25的坡率削方。

典型地質和支護設計剖面如圖1所示，工后全景如圖2所示。

圖1 典型剖面

圖2 工后全景

2 監(jiān)測方案

2.1 監(jiān)測內容和方法

通過監(jiān)測及時掌握滑坡變形破壞的特征信息，分析其動態(tài)變化規(guī)律，進而正確評價其穩(wěn)定性，預測預報滑坡災害發(fā)生的空間、時間及規(guī)模，保障公路運營安全。主要監(jiān)測內容包括深部位移、地表三個方向位移和地表巡視。采用設備主要設備檢測頻次見表1，在雨季及變形較大時，監(jiān)測頻次根據(jù)現(xiàn)場情況進行加密。

2.2 測點布置

根據(jù)邊坡支護設計情況結合現(xiàn)場踏勘，布置3個深層位移監(jiān)測斷面共計7個孔進行監(jiān)測，布置地表位移監(jiān)測點27個(圖3)。

表1 監(jiān)測內容、設備和頻率

3 監(jiān)測結果

本次監(jiān)測從2016年2月至2018年3月共計25個月，共開展單點深層位移監(jiān)測1173次、地表位移單點監(jiān)測6 184次、地表巡視451次。

3.1 地表巡視

地表巡視主要通過現(xiàn)場踏勘觀測邊坡滑動趨勢、裂紋發(fā)展趨勢、地表水匯集以及支護結構的表觀安全情況，進行安全隱患排查。

圖4為K141+080～180段邊坡照片，該段以坡面排水為主，沒有截排水系統(tǒng)。降雨時，抗滑樁支護梁段雨水直接入滲坡體內部，擋土墻段部分雨水滲入坡面，部分越過墻頂流入路基排水溝。該段邊坡為表層坍塌裂縫，監(jiān)測期間未見整體滑移裂縫。裂縫分布見圖5。

圖4 K141+080～180段邊坡

圖5 K141+080～180段邊坡坍塌裂縫

圖6為K141+180～K141+380段邊坡典型照片，該段邊坡一級坡面為坡面排水+樁間泄水孔排水，二級坡面為坡面排水，三～八級邊坡為坡面排水+截水溝排水，后緣自然斜坡為坡面排水+截水溝排水，見圖7～圖8。一、二級坡面的雨水由于沒有截排水系統(tǒng)，直接沖刷坡面。后緣自然斜坡面積大且裂縫發(fā)育(圖9)，大部分降雨直接入滲到坡體內部，由于流經(jīng)范圍為整個坡體使得下滑力受降雨影響明顯，所以入滲坡體的雨水對該段邊坡穩(wěn)定性影響較大。

圖7 K141+180～K141+380段邊坡支護樁頂平臺

圖8 K141+180～K141+380段邊坡截水溝

圖9 K141+180～K141+380段邊坡后緣裂縫

3.2 地表位移監(jiān)測

監(jiān)測的邊坡在2015年12月完成施工，2015年10月～2015年12月為該邊坡的施工階段，在此期間監(jiān)測點位移較大，坡體處于滑動狀態(tài)。圖10為ZK141+180～ZK141+380段一級平臺抗滑樁監(jiān)測點累計位移曲線，可以看到最大累計位移為1.3 m。

圖10 ZK141+180～ZK141+380段一級平臺抗滑樁 監(jiān)測點累計位移(2015年10月～2015年12月)

2016年1月～2016年5月為工后監(jiān)測期，坡體位移量減緩，ZK141+180～ZK141+380段第一排抗滑樁樁頂監(jiān)測點，累計相對位移變化最大為5.7 cm，其余測點位移量小。見圖11。

圖11 ZK141+180～ZK141+380段一級平臺抗滑樁 監(jiān)測點累計位移(2016年1月～2016年5月)

2016年5月以后所有監(jiān)測點位移均在-4～4cm之間變化，邊坡表現(xiàn)為蠕動變形，詳細位移情況見圖12和圖13。

圖12 ZK141+180～ZK141+380段一級平臺抗滑樁 監(jiān)測點累計位移(2016年6月～2016年8月)

圖13 ZK141+180～ZK141+380段一級平臺抗滑樁 監(jiān)測點累計位移(2016年8月～2018年3月)

3.3 深部位移監(jiān)測

布設深部位移孔共7個，從監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，工后未見該邊坡整體滑移跡象，但存在邊坡表層土體滑動變形，局部最大并行達到168 mm。圖14～圖17為典型的深部位移曲線。

圖14 BJCK1 合成方向累計相對位移

圖15 BJCK3 合成方向累計相對位移

圖16 BJCK6 合成方向累計相對位移

可以看出BJCK3號孔在距孔口0～10 m范圍內存在蠕動明顯，最大蠕動位移為43 mm。BJCK6號孔在距孔口0～21 m范圍土體不穩(wěn)定，蠕動量較大(最大為98 mm)。BJCK7號孔在距孔口0～6 m范圍位移量較大，孔口處為變形達168 mm，經(jīng)現(xiàn)場踏勘，該處無截排水系統(tǒng)，雨水直接滲入坡體，邊坡表層松散巖土體滑動導致變形較大。

4 結論

本文通過對杭瑞高速公路畢節(jié)至都格段高邊坡進行長期監(jiān)測，分析了邊坡地表及深部的變形特征信息，對邊坡的變

圖17 BJCK7 合成方向累計相對位移

形規(guī)律進行研究，得到以下結論：

(1)通過深部位移監(jiān)測、地表位移監(jiān)測和地表巡視可以掌握邊坡變形的特征信息。地表位移最大在第一排抗滑樁頂部，約為5～7 cm，其它監(jiān)測點位移均在0～5 cm之間。

(2)深部位移BJCK1、BJCK3、BJCK7號孔存在位移突變。BJCK6號孔在距孔口0～21 m范圍土體不穩(wěn)定，蠕動量較大(最大為98 mm)；BJCK7號孔在距孔口0～6 m范圍位移量較大，孔口處為168 mm，因為邊坡表層松散巖土體滑動所致。

(3)從裂縫發(fā)展情況來看，監(jiān)測期間橫向裂縫未見繼續(xù)發(fā)展，縱向裂縫有增大跡象。

綜上，支護施工后監(jiān)測期間未見該邊坡整體滑移跡象，但由于坡面排水系統(tǒng)不完善、排水溝破裂等導致邊坡表層松散巖土體在雨水沖刷下導致格構脫空、表層溜滑、支擋結構變形破壞等現(xiàn)象。建議及時修補完善坡面的截排水系統(tǒng)，治理一、二級坡面溜滑土體、BJCK7號孔處松散堆積體，封閉坡面裂縫，加強巡查。