高速公路高边坡位移监测与加固方案研究

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1、高速公路高边坡位移监测与加固方案研究　　摘要：论文针对某高速公路段高边坡设计了有效的监测方案，获取了一系列的边坡岩体深层水平位移监测数据；在此基础上，论文提出了高边坡的加固优化方案，并指出设计中应合理布设锚固，确定合理的锚杆埋设间距，从而有效控制边坡水平位移，避免边坡发生局部失稳破坏。　　关键词：高边坡；监测；加固　　中图分类号：X734文献标识码：A文章编号：　　　　高速公路边坡的开挖与支护，是一个破坏坡体本身力学平衡，又用支护措施重建山体力学平衡的过程。随着边坡开挖的进行，坡体会产生变形和应力重分布。如果处治措

2、施不能使边坡变形得到收敛，则边坡就有可能产生破坏性的后果。长期以来，高边坡的安全性主要依靠合理设计来保证，但是由于岩土体本身的复杂性，在时间和空间上对边坡工程稳定情况作出准确及时的判断还存在很大的困难。边坡位移监测可以直观地了解边坡的变形情况，而且可以利用反分析方法较为可靠地反演围岩介质的弹性模量、泊松比、内聚力及内摩擦角等力学参数，在边坡稳定性评价、工程设计、施工以及滑坡预测预报中起着不可替代的作用。　　1工程简介6　　X高速公路全线穿越地貌单元分两类：河口平原区和低丘台区。与高边坡有关的地貌单元为K9+100~

3、K18+300的低丘台区。低丘海拔一般不超过100米，但地形起伏较大，相对高差40~90m。项目所在的四处高边坡受向斜构造影响，节理发育，岩体较破碎，边坡稳定性较差。由于高边坡均距该断层破碎带较远，故该断裂对边坡稳定影响不大。　　2高边坡的监测方案　　2.1监测工点概况　　为探求软质岩深路塑边坡开挖支护的变形机理，选取K17+390~K17+724段路暂边坡进行监测。K17+390~K17+724边坡，长约334m，高约56.43m，边坡断面形式采用台阶式，每级边坡高度10m，边坡平台2~3m。　　2.2监测手段　

4、　钻孔测斜仪可以监测岩体深部位移，而且由于其测点沿深度方向连续布置，对垂直埋设的测孔而言，可以近似地获得岩体沿深度方向上的连续的水平位移变化情况。考虑到边坡地形条件的限制，本文采用钻孔测斜仪，监测软质岩深路暂边坡开挖支护过程中，边坡岩体内部水平变形，以此分析软质岩高边坡岩体的变形机理。　　2.3监测布置　　根据加固结构和监测边坡地质状况，将测斜监测孔自下而上分别布置在边坡的第一、二、三、四级平台上，布置情况见图1。　　　　图1边坡监测布置图　　3监测结果与分析　　3.1监测结果6　　通过对边坡深部位移的长期监测，陆

5、续读取了多次监测数据。选取第三与第四平台为例，由各监测孔获取的土体深层水平位移曲线如下图2，图3所示。　　第三平台（共1孔）：　　　　图2孔深度与位移关系曲线　　第四平台（共1孔）：　　　　图3孔深度与位移关系曲线　　3.2监测分析　　由图2，图3可知：各测点获取的深层水平位移量均小于10mm，位移方向指向坡外；随着深度的增加，位移量逐渐变小；变形区域主要集中在各级平台下l0m范围内；夏季雨期监测到的位移值略显偏大。　　可以看出，边坡岩体在幵挖与支护过程中，变形区域主要分布在坡体表层范围（约10m)，坡体总体上处于

6、稳定状态，降雨对坡体水平位移影响较大，在边坡稳定性分析和预测中应重点考虑降雨的影响。　　4加固方案优化分析　　4.1开挖与支妒顺序　　边坡加固施工顺序主要包括两种，即分层开挖、逐层支护，以及一次性开挖、一次性支护，两种施工顺序各有优劣。为了进一步分析开挖与支护顺序对边坡稳定性的影响，本文分别采用理正和PLAXIS软件分析第二种情况，安全系数变化情况如图4所示。　　6　　图4—次性开挖、一次性支护各工序　　一次性幵挖、一次性支护的施工过程，由于开挖面大，开挖过程边坡的安全系数低；开挖暴露时间长，初始支护效果不明显；但

7、由于其有利于施工组织，减少施工成本，如果能够提高开挖暴露期的稳定性，则可以实现成本、质量、进度的优化控制。　　4.2描杆设计　　采用PLAXIS软件计算时，原设计方案第一级边坡幵挖后的安全系数为1.62，支护后为1.64，支护后遇到降雨变为1.56，第一级边坡错杆增长到15m后安全系数为1.75,若遇到降雨则安全系数将降为1.70，增长到20m后安全系数为1.95,若遇到降雨则将为1.76。可以看到，增加第一级边坡描杆的长度可以大幅度地提高边坡的整体稳定性，而且有利于降低降雨的危险性。理正软件的计算结果具有类似的变

8、化规律。同时改变边坡错杆的长度，使之分别为10m、14m、15m、18m、20m,并与开挖后未支护的情况进行对比，同时考虑降雨与未降雨的情况，由PLAXIS的计算结果可知：　　(1)随着销杆长度的减小，边坡稳定性随之减小，变化较为平缓；当边坡不设锚杆时，稳定性大幅度下降；　　(2)未降雨情况下，铺杆长度从14m增加到16m时，边坡安全系数有相对较大的提局幅度