摘要：以湖南某高速層狀巖質高邊坡變形體作為典型工程實例，根據地勘成果選擇典型斷面布置測斜孔對邊坡巖體進行監(jiān)測;對監(jiān)測數據進行深入分析，提出雨水沖刷和入滲是影響邊坡穩(wěn)定變形的主要因素，巖體內部至少存在兩個潛在滑動帶，同時監(jiān)測數據為工程處理措施的制定和實施提供有效指導;通過對邊坡開挖過程進行數值模擬，分析邊坡開挖導致位移和變形的變化規(guī)律。

　　關鍵詞：測斜儀,順層巖質邊坡,現場監(jiān)測,開挖變形,數值模擬

　　引言

　　隨著高速公路向山區(qū)的不斷延伸，將不可避免地遇到越來越多的路塹高邊坡工程問題。其中順層巖質高邊坡是穩(wěn)定性相對較差的邊坡類型之一。從地質構造上看，傾角一般為10°~35°，受單向擠壓力的作用，巖層中層間錯動帶，軟弱夾層發(fā)育。發(fā)育的陡立結構面(如張性結構面、剪性結構面、壓性結構面)一般延伸性較好，往往將巖體切割成塊狀，邊坡的變形規(guī)模受結構面發(fā)育程度的影響較大。湖南省屬于亞熱帶季風濕潤氣候，雨水充沛，降雨集中在3~8月，強降雨天氣時有發(fā)生。大量研究表明，降雨對邊坡的穩(wěn)定性有重大影響。首先強降雨后將形成邊坡地表的徑流、水在邊坡內部的滲流以及坡腳積水的浸泡軟化作用。在這三重因素作用下邊坡抗滑能力將急速下降從而導致邊坡垮塌。對于順層高邊坡而言，強降雨對邊坡穩(wěn)定性的影響更為顯著，它可促使巖層中軟弱夾層及泥化夾層產生蠕動下滑，從而產生失穩(wěn)破壞。

　　本文通過對某高速公路典型順層巖質邊坡的深部位移進行現場監(jiān)測，并利用有限元分析了順層巖質邊坡開挖施工中邊坡內部應力應變變化規(guī)律。

　　2 工程概況

　　湖南某高速公路K109+880～K110+100右側邊坡最大切深約為42m，地質勘察報告中描述該段邊坡自上而下為①種植土(第四系全新統(tǒng)Qh)：灰褐色，松軟，含植物根莖及有機質，厚度約0.3m.;②塊石(第四系全新統(tǒng)Qh)：紫紅色，密實，塊石含量約占90%，呈塊狀，粒徑一般為20-200mm，成分為砂巖，間隙充填黏土;③砂巖(泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組D2t)：紫紅色，砂質結構，節(jié)理裂隙稍發(fā)育，局部沿節(jié)理面被鐵質浸染呈褐紅色，巖質硬，較完整，為中風化巖，鉆孔揭露厚度為18.6m, 在坡體右側后緣出露砂巖測得產狀124°～134°∠43°～45°。該邊坡最高為五級邊坡，第一級邊坡坡率為1:0.75，二至五級邊坡坡率為1:1.0;第一級邊坡采用鋼筋混凝土錨桿框架梁護坡，二至四級采用拱形骨架內植草護坡，第五級邊坡采用三維網植草護坡。該邊坡地質勘察報告橫斷面圖如圖1所示。

　　3 邊坡開挖監(jiān)測

　　3.1監(jiān)測方案

　　本文的現場試驗主要是對邊坡巖體深部位移進行監(jiān)測。根據現場調研分析，應重點監(jiān)測邊坡巖體的薄弱地段。結合現場實際情況，分DK110+014 和DK110+040兩個斷面進行設置。邊坡深部位移監(jiān)測采用測斜儀法，該方法可測得巖土體內部位移沿鉆孔深度的變化，并建立位移—深度關系曲線。通過該關系曲線可以找出潛在滑動面的位置，并對滑動面的位移大小及位移速率進行監(jiān)控。深部位移監(jiān)測點布置圖如圖3所示。

　　邊坡的深部位移監(jiān)測頻率應遵循以下標準：在施工期間，一般7天/次，運營期間15~30天/次，雨季加密;當邊坡出現變形過大或加快時，要適當增加監(jiān)測頻率，必要時要進行預警，以確保邊坡施工安全。

　　3.2監(jiān)測結果

　　由圖4可知，A1點在孔深28.5m和20m處的突變值急劇增大，最大變化值為2.75 mm;由圖5可知，A1點最大累計位移量40.475 mm，并且孔深與位移曲線反映出位移量逐次增大。結合兩圖綜合分析可知，邊坡巖體在第二級平臺往下20m和28.5m處可能存在微弱潛在滑動面，由于變化數值并不大，邊坡巖體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

　　由圖6可知，A2點在孔深11.0m有極明顯的突變區(qū)段，最大變化值達3.25 mm,表明該孔深處可能存在較明顯的變形界面，孔深14m和 17m有兩個異常區(qū)段，位移變化值分別為2.913mm、2.588mm，表明存在微弱的變形界面。從圖7可知，A2最大累計位移量38.857 mm，并且孔深與位移曲線反映出位移量逐次增大。結合上圖綜合分析知，邊坡巖體在第三級平臺往下11.0m處有比較明顯的突變點，可能存在潛在滑動面，在14m、17m處有可能也存在軟弱夾層。由于錨桿施工隊的不規(guī)范鉆孔，在鉆孔過程中鉆孔偏離50cm導致A2孔被鉆孔機破壞，A2孔監(jiān)測的數據到12月底時無法進一步觀測。

　　由圖8可知，A3點在孔深1m、2m、4m有突變區(qū)段，最大變化值達3.47 mm,表明邊坡表層巖土體處于不穩(wěn)定狀態(tài);從圖9可知，A2最大累計位移量25.120 mm，并且孔深與位移曲線反映出位移量逐次增大。結合兩圖綜合分析知，在3月22日之前位移突變比較緩慢，之后位移急劇增加，而在此期間該地區(qū)一直處于陰雨天氣中，降雨因素導致坡面巖土體失穩(wěn)非常明顯。同時在第四級平臺往下8m、22m處可能存在潛在滑動面。

　　綜上所述，本文通過監(jiān)測順層巖質邊坡坡體內部位移的變化情況，掌握邊坡可能存在的潛在滑動面和軟弱夾層。分析發(fā)現，降雨是影響順層巖質高邊坡穩(wěn)定性的關鍵因素，首先，雨水沖刷坡面、地表水下滲到坡體內部軟化坡體巖體和動水壓力的作用使坡體穩(wěn)定性降低;其次，地表水的下滲加速順層巖質邊坡軟弱夾層的軟化，嚴重影響邊坡的穩(wěn)定性。

　　4 結論與建議

　　(1)對于有特定滑動面滑動變形的邊坡或者是層狀巖質邊坡，利用滑動式測斜儀進行監(jiān)測具有良好的效果，并且能客觀的反映巖體在不同深度的變形狀態(tài)及動態(tài)變形情況。

　　(2)根據現場觀測成果分析，可以準確的判定邊坡巖體內部滑動面的分布情況及其深度，有利于分析邊坡在各種狀況下的變形機理，為后期加固措施提供可靠依據。

　　(4)對邊坡進行設計時，在綜合考慮經濟因素、施工因素和地形條件的前提下，建議應盡量在邊坡中部設置寬平臺。當平臺達到一定寬度時，上下兩級坡面開挖將不會互相干擾，即使某一級坡面發(fā)生局部滑塌，也不會影響下一級，從而避免順層巖質高邊坡從上到下發(fā)生大規(guī)模滑坡。

　　(5)邊坡開挖過程中，由坡面向坡內的水平位移逐漸減小，在某一點后基本不變。

　　(6)順層巖質高邊坡進行多級開挖時，第一次開挖完后，對其下面坡體影響較小，影響區(qū)域范圍也不大;而對于接下來的開挖，對其上面坡體的影響大于其下面坡體。

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