公路高邊坡穩定性的長期監測

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。

邊坡監測一直是現代巖土工程領域所需解決的關鍵問題之一[1-2]。高邊坡監測的主要目的是實時有效的掌握和了解邊坡的變形情況，繼而對邊坡穩定性和滑坡災害是否發生及發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[5-6]。本文以杭瑞高速公路高邊坡的長期監測為例進行研究，通過對監測數據進行整理，分析了邊坡變形原因，判斷了邊坡的穩定性，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潭組，砂巖、泥巖、夾層煤；二疊系飛仙關組(T1f)粉砂質泥巖、間夾一層灰巖。

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、四級加掛網噴漿；四級平臺上為抗滑樁支擋；六、七、八、九級坡為掛網支護；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 監測方案

2.1 監測內容和方法

通過監測及時掌握滑坡變形破壞的特征信息，分析其動態變化規律，進而正確評價其穩定性，預測預報滑坡災害發生的空間、時間及規模，保障公路運營安全。主要監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，監測頻次根據現場情況進行加密。

2.2 測點布置

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

表1 監測內容、設備和頻率

3 監測結果

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

3.1 地表巡視

地表巡視主要通過現場踏勘觀測邊坡滑動趨勢、裂紋發展趨勢、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。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，直接沖刷坡面。后緣自然斜坡面積大且裂縫發育(圖9)，大部分降雨直接入滲到坡體內部，由于流經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 地表位移監測

監測的邊坡在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，在此期間監測點位移較大，坡體處于滑動狀態。圖10為ZK141+180～ZK141+380段一級平臺抗滑樁監測點累計位移曲線，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月為工后監測期，坡體位移量減緩，ZK141+180～ZK141+380段第一排抗滑樁樁頂監測點，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 監測點累計位移(2016年1月～2016年5月)

2016年5月以后所有監測點位移均在-4～4cm之間變化，邊坡表現為蠕動變形，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 監測點累計位移(2016年8月～2018年3月)

3.3 深部位移監測

布設深部位移孔共7個，從監測數據來看，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，經現場踏勘，該處無截排水系統，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至都格段高邊坡進行長期監測，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

形規律進行研究，得到以下結論：

(1)通過深部位移監測、地表位移監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)從裂縫發展情況來看，監測期間橫向裂縫未見繼續發展，縱向裂縫有增大跡象。

綜上，支護施工后監測期間未見該邊坡整體滑移跡象，但由于坡面排水系統不完善、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象。建議及時修補完善坡面的截排水系統，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。