边坡稳定性监测初探

摘 要：在工程建设中，凡是涉及到边坡防护，处于对工程质量的考量，需要对其进行边坡稳定性监测工作，确保边坡的稳定状况，减小滑坡等边坡灾害。本文结合具体工程实例，就坡顶水平位移和垂直位移观测、土体内部位移监测、土体内部垂直监测以及裂缝监测进行了重点分析。

关键词：边坡稳定性；坡顶监测；位移监测；垂直监测；裂缝监测

引 言

对建设项目的施工和使用而言，边坡工程的稳定都极其重要。一旦发生滑坡事故，一方面会造成工程经济损失，另一反面会对人的生命造成严重的危害。工程部门通常在边坡施工期或使用期埋设监测仪器，收集整理监测数据，进行在线或离线的分析，判别边坡的安全性态。

1 工程概况

某一高速公路在建工程穿行于重丘地区的群山峻岭之中，这一路段次生断裂构造较发育，公路建设两岸的山坡较为险峻，同时高填深挖较多，深挖路堑和高填路堤边坡普遍存在，其中本路段（K60+600～K61+233.444）深挖高路堑边坡共1处（大于30m），高填路堤边坡2处。线路处于多种类型的地质构造，其中主要为断裂构造和褶皱构造，路段岩层产状较紊乱，部分线路小角度相交，岩体破碎松软，节理裂隙发育，断裂构造对本标段路堑边坡稳定性有一定的影响；地下水较发育，对边坡的整体稳定性有一定的影响。

2 坡顶水平位移和垂直位移观测

2.1 监测网的布设

本边坡工程坡顶水平位移和垂直位移观测网分三级布设，基准网、工作测点和监测点，GPS数据采集见图1所示。基准网在远離边坡的稳定位置布设，从该工程的建筑基准网导出，坐标系统与高程系统与建筑基准网一致，用于检核工作测点的稳定性。工作测点在边坡体附近布设，用于观测边坡体各级坡面上的监测点。

2.2 监测点埋设与监测要求

按设计要求，在边坡顶共布置40个沉降。初始坐标值的确定需要在监测工作开始之前完成，可以使用全站仪对各测点反复测量多次，待数值稳定后取平均值即可，以后每次测量时用全站仪强制对中测出各个观测点的即时坐标，记录在专用观测表内，与初始坐标相比，计算出累计位移量。前后两次累计位移量之差，即得前后两次的位移量。观测结果当天处理，按规定格式报监理、业主和施工方，根据实测结果及时提供边坡顶时间—水平位移曲线。在开始监测前，用高精度水准仪配合铟瓦尺，对各测点反复测量多次，待数值稳定后取平均值作为初始高程值，以后每次测量时用高精度水准仪配合铟瓦尺用观测高程的方法测出各个观测点的高程，记录在专用观测表内，与初始高程相比，计算出累计沉降量。前后两次累计沉降量之差，即得前后两次的沉降量。观测结果当天处理，按规定格式报监理、业主和施工方，根据实测结果及时提供边坡顶时间—沉降曲线。

2.3 监测频率

根据高速公路现场施工情况、施工季节环境以及位移速率等因素确定观测时间，原则上每月观测4次，雨季每10天观测2次，暴雨前后应增加观测次数，在边坡顶沉降位移加速期间和发现不良地质情况时逐日连续观测。

2.4 观测数据整理

每次外业观测结束后按规范进行内业整理，按时提交监测成果资料。

2.5 观测数据应用

边坡变形按一级边坡控制，水平位移和垂直位移累计值不大于50mm，日均位移速率不大于2.5mm/d；当坡顶沉降、水平位移观测数据出现预警值后，监测人员应立即向建设方、设计、监理和施工单位汇报，以利各方及时进行原因分析，商讨和提出解决措施，确保边坡的安全。

3 土体内部位移监测

3.1 仪器埋设

在预埋位置可以直接钻孔然后用砂浆填平即可。用测杆连接螺丝连接监测传感器定位座与测杆，并用外护管接头逐节（沾胶）把外护管接到小于测杆20～25cm的长度，然后把密封接头（内放O型圈，出厂前最端的锚固头、测杆及外护管都已连接好）从测杆底端套上并和外护管底端连接（沾胶）；再把锚固头（出厂前最前端的锚固头、测杆及外护管都已连接好）拧紧在测杆底端（沾胶）；最后在外护管的上端套上活络螺母和护管接头（沾胶）。把测杆顶端（带小螺母接头）从定位座底面的接头孔中穿入定位座内，并从定位座上端安放传感器的孔中拧上定位螺钉（M10），定位螺钉应和测杆上的小连接螺母拧紧；然后再把外护管上的活络螺母与定位座上的接头拧紧。按以上步骤把设计数量的测杆和保护管一一连接好，所有连接步位都应可靠不至于脱落，并把所有的管子可靠定位并扎紧成一束，并对每一根测杆对应的位置做好编号。拧下注浆孔与排气孔上的封头螺丝，穿入注浆管与排气管，如果从外部注浆则不必拧下封头螺丝。将注浆管和排气管随同扎好的测杆、保护管放入孔中，安放时应小心以防把外护管擦坏。

3.2 灌 浆

测杆安装结束后，在测杆上套上外护管。定位法兰用膨胀螺栓把固定好后就可以开始注浆作业，按相应的程序注浆到一定的高度即可。

3.3 传感器的安装与调试

灌浆结束后，等待孔内浆凝固后，脱下测杆伤得保护罩，一边读取传感器的读数一边用扳手调节并帽，一直拧到频率读数仪的读数产生变化。并对传感器的安装初值作出预调以此类推直至余下的仪器安装完毕，并记录好每一只传感器所编号对应的测杆编号。记录好输出电缆芯线的颜色与传感器编号，以便今后测量时区分传感器所测点的深度。在护罩的端口拧上盖板，并拧紧电缆接头，做好防尘、防渗工作。

3.4 保 护

固定好外部输出电缆并作出保护，最好在变位计上建一可靠的保护装置（变位计在今后测量过程中不被损坏即可），该台变位计即可投入使用。

4 土体内部垂直监测

4.1 监测点布置

结合现场实际情况，根据高速公路边坡监测设计要求，进行体内部垂直监测点的布置，在各级边坡顶在相应位置布置分层沉降管。

4.2 仪器埋设

仪器埋设的定位工作可以通过全站仪完成，使用钻机钻孔至硬土层以下3.0m，沉降管和钻孔之间的孔隙用中粗砂回填，在成孔过程中成孔倾斜度不能大于1.5%。再将封好底盖的沉降管逐节下放，每个孔按间隔2m埋设相应的观测磁环个数。沉降环埋好后，待沉降管稳定后用沉降仪测量一到两次，对磁环的位置、数量进行校对，同时用水准仪对管口标高进行测量。对磁环进行编号，将初始各个磁环至管口距离、管口标高作为初始读数记录在表格里。

4.3 观测方法

管口高程用水准仪计算得出后，计算出各沉降环初始标高（管口以下各沉降环的深度再用沉降仪测出）。以后每次观测时，水准仪测出管口高程，用沉降仪测出管口以下各沉降环的深度，数据记录在分层沉降观测表内，根据测得的深度与管口标高算出各沉降环的即时标高，通过标高对比，计算出地表下不同土层的沉降值及压缩量；观测频率与坡顶位移同步，并按经监理批准的表格样式及时提供数据报表给业主、监理及施工单位。

5 裂缝监测

本工程中，采用人工巡视进行边坡裂缝监测。首先对每条裂缝的两端、拐弯、中部和最宽处的两侧，进行分条编号，设立成对观测标志，并编号；用钢尺测定成对标志间的距离，变换尺位两次读数，读至0.5mm，其差值不应大于1mm，裂缝的观测周期，视裂缝的发展情况而定，一般每月观测1次，当裂缝发展较快时，应增加观测次数。把观察到的裂缝的走向同位移监测成果相对比，对出现裂缝的断面要格外引起重视。裂缝标志点的埋设应符合相应规范要求，裂缝的形状、宽度应测绘到监测点平面布置图上，从裂缝出现到观测结束，應施测3次裂缝平面图。

6 结束语

在边坡稳定性监测中需要注意不管是在边坡工程设计、地质勘察，还是边坡的稳定性分析、施以及检测等方面，都应特别考虑到实际工作中的边坡的特殊岩体结构和受力特性而对待。

参考文献

[1]张华安，刘亚莉，成加芝.江苏某岩质边坡监测系统设计与分析[J].盐城工学院学报（自然科学版）.2010（03）：34～35.

[2]黄刚.采矿区公路岩质高边坡变形监测技术[J].河北交通职业技术学院学报.2010（03）：17～19.

[3]史爱民，董永康，张兵，景俊骏.杭兰高速公路K22+300段边坡稳定性分析及其评价[J].公路交通科技（应用技术版）.2010（09）：132～133.

作者简介：田硕（1968-），本科，高级工程师，从事岩土工程领域的勘察、设计和管理工作。