公路边坡变形监测与分析

公路边坡变形监测与分析

范海燕 

广州继善建筑技术有限公司 511453

摘要：针对公路边坡工程的实际情况，选择了一个典型断面并对其进行了监测，采用位移监测桩对其表面位移进行监测，并采用多点位仪对其进行监测，以反映开挖时的真实情况。通过对实测资料的分析，验证位移监测在边坡工程中的应用，可以为边坡工程的稳定评估提供依据。

关键词：公路；边坡工程；变形监测；稳定性

引言

边坡工程的检查和监测是边坡工程勘察、设计和施工的工作人员必须掌握的基础知识，是从事边坡工程理论研究的基础。在工程建设中，边坡的稳定状态是一个很难判断的问题，而且经常会出现开挖或开挖后的不稳定情况。因此，对边坡进行稳定监测是保证工程安全的一项重要手段，通常可分为施工期间的监测和后期的长期监测。这些监测内容包括地表位移、深层位移、锚杆（索）应力、孔隙水压力、支挡结构位移及承载力。

1边坡变形常见类型

松弛张裂。在边坡形成时，因沟道附近的岩石被冲刷、人为开凿，导致边坡岩体失去控制，加上应力的再分配，导致对边坡岩体的回弹和接近与边坡平行的松弛张裂。

崩塌。在陡峭的斜坡上，岩石等突然倒塌，滚落下来，堆积在斜坡上，这就是所谓的崩塌。在坚硬岩石中的崩解又称为崩塌，而在土壤中的崩塌称为土崩。

滑坡。边坡岩体在受重力作用下，主要是沿着贯穿的剪切面产生的滑移破坏。在边坡的各种类型中，滑坡的危害最大，分布最广。

边坡稳定性问题因其地质情况的复杂性，而受到岩土工程界的广泛重视。然而，在我国经济飞速发展的今天，人类的工程活动将会日益频繁、规模日益扩大。同时，由于施工场地的选择范围越来越小，在某种程度上，工程设计也将面对更为复杂的地质环境。因此，在进行边坡设计时，应充分考虑边坡地质情况对边坡稳定性的影响和变化趋势。

2监测的目的及内容

2.1监测的目的

了解工程开挖过程中的变形发展方向、大小和发展趋势；掌握潜在滑移带的范围和各种介质的变形和发展；通过对变形的观察，对影响其变形的因素进行分析；可确保公路的正常运营，对边坡的变形进行预报，进而有效指导公路工程的建设操作。

2.2监测内容

根据以上监测目标，公路边坡变形监测主要包括：第一，裂缝监测。在有裂缝的边坡或滑坡上，设置简易监测桩、滑坡记录仪监测，监测裂缝的距离应为20~30m，并与滑坡主要方向或滑坡位移方向平行，了解滑体的张紧度、压缩幅度以及新裂缝产生的部位。第二，深孔位移与滑面监测。深孔位移与滑面的监测成本较高，无法进行多个点位，所以可以对两个典型断面进行监测。第三，横向位移监测。通过对地面水平位移的监测，掌握测量位置岩土表面水平位移的大小、方向和发展趋势。

2.3位移监测布置

针对公路边坡的特征，仅选择一个典型断面进行监测和分析。在边坡底部、中部、顶部设置地面位移监测桩，在斜坡中部及上部设置多点位移监测仪。

2.4监测网

监测网是一种常规的监测方式，滑坡区有几根监测桩（短期短桩可以采用木桩，长期内采用水泥桩），组成多条监测线，构成监测网。在两条监测线的两端，采用镜桩、照准桩、护桩等方法，对各桩竖向测线的位移值进行测量，使得各监测桩在三维空间内的位移量和方位的指标都得到有效获取。

3边坡监测技术问题分析

3.1工作量大，耗费财力、人力和物力

传统的大地测量法、斜测法、缝测法等常规的监测手段，往往要耗费大量的人力去实地进行监测。一旦发生滑坡、滑坡等地质灾害，将危及工作人员的生命和仪器设备的使用。尽管这种新的监控技术具有自动化、远程、实时的特点，可以节省大量的人工，提高监控的效率，但目前由于成本过高，还是没有得到广泛的应用。

3.2受外界影响因素制约

大部分的监测方法都受到地形、天气等因素的制约，例如大地测量法等，对监测环境的要求较高。高山丛林地区GPS监测信号容易受到干扰，难以准确定位；在恶劣的气候条件下，如InSAR、近景摄影等技术的精度将会下降。一方面，由于各种监测仪器在野外长时间难于维护，在长时间的雨水浸泡下，各类传感器容易被腐蚀，容易受周围环境的电磁影响，从而影响了监测数据的准确性。另一方面，由于其本身的特点，TDR技术是以缆线变形为前提的，如果线缆形状参数很少，没有发生变形破坏，则无法精确地获得边坡的变形动力学。而近景摄影技术由于其精度不高，仅适合于在形变大的边坡进行监测。

3.3监测内容局限，无法综合分析

目前的监测方法主要是对某一项指标进行单独的监测，TDR技术仅能监测到滑块的位置，而不能探测到滑块的运动方向和位移。尽管不同的监控方法可以结合使用来解决这个问题，但是要实现多个指标的一体化监控，还面临着许多技术问题。因此，有必要对坡面、深部位移、孔隙水压力、土压力、降雨量等进行监测，并可自动采集、存储、发送、分析等数据，从而对边坡的变形进行监测。当一个边坡的监测指标被限制在表层，而没有更深层的监测时，判断边坡的稳定性只能是暂时的，并不能从根本上解决问题。但在此基础上，对滑坡风险的预测也就丧失了意义。

另外，目前的滑坡监测方法还很有限，如目前的滑坡监测工作多以土体滑坡为主，但在监测方面尚未有较深的认识，其滑坡机理复杂、不确定等原因，使得现有技术水平尚不能完全满足其监测预警的要求。根据大部分的文献资料，目前的评价指标主要是基于位移变量和诱发因素，忽略了滑面的形成机制。同时，由于边坡的监测技术和监测网的设置不够合理，后期监测资料的分析和处理未能对假数据进行有效地消除，难免产生误导。从政府的角度来看，目前还没有制定有关边坡监控的技术标准，而且各部门间的信息不能及时交流，造成了数据资源无法互相学习和使用。

4边坡监测技术的对策

4.1选取适宜的监测手段

为确保连续监测，必须结合气象条件、地质环境、规模、成因机制、变形阶段、诱发因素等因素，选择合适的监测方法。从专家们对各种技术的实际运用来看，非接触式监测技术虽然方便快捷，但也易受到天气状况的影响，在恶劣天气条件下，采用接触式监测技术是非常必要的。另外，在滑坡发生变形时，需要选择一台具备自动变频采集功能的监测装置，随着坡体变形速度的增大，其数据采集频率也会随之增加，从而实现对整个变形规律的监控，为研究边坡的监测和预警预报工作提供了依据。

4.2多个角度进行滑坡监测

滑坡发生机制复杂，必须从多方面综合考虑，并从内部和外部进行综合评价。“十滑九水”是以往的滑坡经验总结，其内在的地下水是影响边坡稳定性破坏的关键因素，因此，必须重视水文的监测，并通过多种方法的综合运用，取得较为全面的资料。

4.3合理布设监测网

实时动态监控系统是一种集数据采集、传输、分析处理、预警发布于一体的综合性监控系统，因为全链条之间存在着一定的联系，一旦发生故障就会造成系统的瘫痪，所以必须对监控系统进行定期的维修，保证其安全。对监测网的布置要因势利导，建立一个三维的立体监控网络，可以很好地监测边坡的变形方向、变形量和变形速率。此外，要尽量提高后期监测资料的分析和处理速度，避免延迟预报的时间。同时，对于监控数据中出现的异常值，要对其真实性进行严格的分析，去伪存真，避免产生误导和误判。另外，有关部门要制订监测技术标准，并对各部门进行信息交流，为以后的边坡监测工作提供科学依据。

结语

边坡监测成果已成为国内外研究热点，因此，必须将资料处理与施工、设计、监理结合起来。在诸多监控环节中，位移监测是最重要的，能够为边坡稳定性评估提供更有价值的指导。

参考文献

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