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        巖土混合質(zhì)超高邊坡監(jiān)測(cè)實(shí)例分析

        2020-11-05 02:26:48宋再榮
        廣東建材 2020年10期
        關(guān)鍵詞:坡頂觀測(cè)點(diǎn)風(fēng)化

        宋再榮

        (中鐵一局集團(tuán)有限公司)

        0 引言

        目前,超高邊坡的安全預(yù)報(bào)方法已經(jīng)越來(lái)越完善,從單一的方式發(fā)展為系統(tǒng)的理論研究總結(jié)階段,超高邊坡的災(zāi)情預(yù)報(bào)已經(jīng)向系統(tǒng)化邁進(jìn),已初步開(kāi)發(fā)了一些預(yù)報(bào)軟件系統(tǒng),為超高邊坡的安全防護(hù)和穩(wěn)定性,提供了有效的參考數(shù)據(jù),使得邊坡的安全施工和質(zhì)量得到了保證。結(jié)合邊坡工程中的各種環(huán)境、地質(zhì)因素編制邊坡安全監(jiān)測(cè)方案,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間項(xiàng)目監(jiān)測(cè)得到邊坡安全施工規(guī)律,為以后其他邊坡工程施工提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

        廣州市軌道交通十四號(hào)線(xiàn)鄧村車(chē)輛段與綜合基地【施工Ⅰ標(biāo)】工程,段址位于從化市神崗鎮(zhèn)逸泉山莊、105國(guó)道的南側(cè)地塊,呈西北-東南向。邊坡工程高程為52m~128m,邊坡總長(zhǎng)約為596m,邊坡支護(hù)高約2.5m~80m,邊坡安全等級(jí)為1 級(jí),邊坡地層巖性從上至下為:坡積土層、殘積土層、巖石全風(fēng)化帶、巖石強(qiáng)風(fēng)化帶、巖石中等風(fēng)化帶和巖石微風(fēng)化帶,在中間夾層松散型全風(fēng)化石英砂巖、強(qiáng)風(fēng)化化石英砂巖、中風(fēng)化石英砂巖、中風(fēng)化石灰?guī)r等砂層,巖和土相互融合裂隙發(fā)育及巖層間滲水間隙發(fā)育,地下水豐富,施工難度大。

        1 場(chǎng)地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)狀況

        本車(chē)輛段地貌上主要屬于殘丘地貌和山間沖積~洪積平地的交匯處,所揭露第四系地層為人工填土層,沖積~洪積砂層、沖積~洪積土層、河湖相沉積土層及殘積土層,基巖為石英砂巖、石灰?guī)r,受地形地貌等因素的影響控制,地下水位的埋深很大,水位埋深為13.0m~27.60m,平均埋深為20.94m,高程為45.54m~64.96m,平均高程為56.35m。

        圖1 超高邊坡場(chǎng)地總平面圖

        圖2 監(jiān)測(cè)布點(diǎn)圖

        2 邊坡監(jiān)測(cè)方案

        2.1 人工巡視

        主要內(nèi)容包括:

        ⑴邊坡地表有無(wú)新裂縫、坍塌發(fā)生,原有裂縫有無(wú)擴(kuò)大、延伸。

        ⑵地表有無(wú)隆起或下陷,滑坡體后緣有無(wú)裂縫,前緣有無(wú)剪口出現(xiàn),局部楔形體有無(wú)滑動(dòng)現(xiàn)象。

        2.2 裂縫觀測(cè)

        ⑴測(cè)點(diǎn)設(shè)置:裂縫一般產(chǎn)生在邊坡平臺(tái)和邊坡體邊緣,部分分布在邊坡體上結(jié)構(gòu)層,人工巡視中在發(fā)現(xiàn)裂縫的位置埋設(shè)裂縫監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

        ⑵埋設(shè)要點(diǎn):首先,在裂縫的兩邊穩(wěn)定土體內(nèi)開(kāi)挖一個(gè)A4 紙平面大小的洞約50㎝深,之后用混凝土澆注至地面高度,用兩塊長(zhǎng)方形鐵片分別埋設(shè)在裂縫兩邊的混凝土內(nèi),并使這兩塊鐵片在裂縫處互相搭接約50㎝長(zhǎng),在搭接處用紅油漆涂色。

        2.3 坡面觀測(cè)

        觀測(cè)網(wǎng)采用方格形網(wǎng)絡(luò),邊坡體上的觀測(cè)點(diǎn)布置在各級(jí)邊坡平臺(tái)上,每級(jí)平臺(tái)不少于5 個(gè),觀測(cè)點(diǎn)間距為15m~30m,對(duì)可能形成的滑動(dòng)帶、重點(diǎn)監(jiān)測(cè)部位加深加密布點(diǎn)。當(dāng)同一邊坡上有深層位移觀測(cè)點(diǎn)時(shí),坡面上其中一條縱向觀測(cè)線(xiàn)與深層位移觀測(cè)點(diǎn)在同一直線(xiàn)上,以便觀測(cè)數(shù)據(jù)的相互驗(yàn)證和對(duì)比分析。

        2.4 坡頂沉降觀測(cè)

        采用鉆孔埋設(shè)沉降測(cè)頭或挖空埋設(shè)觀測(cè)樁,埋設(shè)于監(jiān)測(cè)對(duì)象上,并澆筑混凝土進(jìn)行固定,涂紅漆做好明顯標(biāo)記,以防破壞。

        圖3 邊坡沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置示意圖

        圖4 位移、沉降觀察點(diǎn)

        沉降觀測(cè)方法:采用進(jìn)口瑞士徠卡精密水準(zhǔn)儀DNA03,配合高精度水準(zhǔn)標(biāo)尺采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法,以水準(zhǔn)基點(diǎn)為起始高程,對(duì)變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量,最終回到起始基準(zhǔn)點(diǎn)形成閉合環(huán),用徠卡隨機(jī)軟件平差處理數(shù)據(jù)得出各觀測(cè)點(diǎn)的相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的高程,通過(guò)對(duì)各點(diǎn)的周期性觀測(cè),便可得到各變形觀測(cè)點(diǎn)的沉降變化。如圖5 所示。

        圖5 坡面及沉降觀測(cè)

        2.5 坡體內(nèi)水平位移觀測(cè)(測(cè)斜)

        按設(shè)計(jì)要求位置埋設(shè)測(cè)斜管(專(zhuān)用PVC 管),管內(nèi)有互成90°角的四個(gè)導(dǎo)向槽。測(cè)斜管安裝采用鉆孔法進(jìn)行埋設(shè),鉆孔深度需到達(dá)中風(fēng)化巖面層。通過(guò)導(dǎo)向槽,將管內(nèi)注清水的測(cè)斜管逐節(jié)放入鉆孔內(nèi),接口用封箱帶密封。測(cè)斜管安裝完畢后,用蓋子蓋住管口,以免雜物填塞測(cè)斜管,并在管頂砌筑保護(hù)裝置,保護(hù)及固定測(cè)斜管。如圖6 所示。

        圖6 測(cè)斜管埋深示意圖

        觀測(cè)方法:采用美國(guó)SINCO 數(shù)字式Digitili 測(cè)斜儀。

        2.6 錨桿應(yīng)力監(jiān)測(cè)

        根據(jù)設(shè)計(jì)要求位置布設(shè)錨索(桿)應(yīng)力測(cè)試點(diǎn)。錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)采用錨索應(yīng)力計(jì)進(jìn)行,錨索應(yīng)力計(jì)在預(yù)應(yīng)力錨索張拉鎖定前安裝在軸壓板與錨頭之間,隨錨桿的鎖定而固定。如圖7、圖8 所示。

        圖7 錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖

        圖8 錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝

        觀測(cè)方法:采用頻率計(jì)對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索(桿)應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè),并通過(guò)應(yīng)力計(jì)的率定曲線(xiàn)計(jì)算監(jiān)測(cè)時(shí)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的軸力,與就錨索鎖定時(shí)的初始軸力值相比較可以了解所監(jiān)測(cè)錨索(桿)的應(yīng)力變化情況。如圖9 所示。

        圖9 錨桿監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝

        2.7 地下水位觀測(cè)

        檢測(cè)孔按設(shè)計(jì)要求位置布設(shè)在邊坡上。水位觀測(cè)井采用工程鉆機(jī)成孔(直徑為250mm),每個(gè)井深度約為8m。應(yīng)在邊坡分級(jí)放坡平臺(tái)上埋設(shè),并在下級(jí)放坡開(kāi)挖前完成。水位管頂部需砌磚進(jìn)行保護(hù)。圖10 為地下水觀測(cè)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖。圖11 為水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)理見(jiàn)證。

        圖10 地下水觀測(cè)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖

        圖11 水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)理見(jiàn)證

        觀測(cè)方法:水位監(jiān)測(cè)采用斯比特水位計(jì)或沉降水位計(jì),將帶電纜的探頭下降到鉆孔中,當(dāng)下放到預(yù)定深度后,測(cè)取儀器模數(shù)及頻率。

        2.8 利用坡面位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)判斷邊坡穩(wěn)定性

        通過(guò)對(duì)邊坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整理,結(jié)合現(xiàn)有的一些系統(tǒng)的分析方法,對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行施工安全預(yù)測(cè),從而預(yù)測(cè)滑坡的滑動(dòng)趨勢(shì),最后定義邊坡安全性的綜合預(yù)警指標(biāo)。典型邊坡BP15 坡段第五、四、三、二級(jí)做為研究對(duì)象,其監(jiān)測(cè)布控如圖所示,此邊坡由四個(gè)平臺(tái)構(gòu)成,各級(jí)平臺(tái)上面都安置了一個(gè)測(cè)斜儀,根據(jù)2015 年這一年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析,安置的4 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移和淺層傾斜角都在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi);如圖12 所示其監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置;如圖13 所示各測(cè)點(diǎn)的水平位移;如圖14 所示各測(cè)點(diǎn)的豎直位移;如圖15 所示各測(cè)點(diǎn)的淺層傾斜角。由此得出邊坡加固支護(hù)效果好,邊坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

        圖12 邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置(單位:m)

        圖13 各測(cè)點(diǎn)的水平位移(沿傾向方向?yàn)檎?

        圖14 各測(cè)點(diǎn)的豎直位移(向下為正)

        圖15 各測(cè)點(diǎn)的淺層傾斜角

        3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

        監(jiān)測(cè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容:坡頂水平位移、沉降;錨桿拉力;坡體土體測(cè)斜;挖方區(qū)施工至第二級(jí)平臺(tái)。根據(jù)圖15 邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)情況,監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)立:P7-1,P8-1,P8-2,P9-2,P9-3,P10-1,P11-1,P11-2,P11-3,P14-1,P14-2,P15-1,P15-2,P15-3,P15-4,P15-5 等16 根監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

        3.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目警戒值

        ⑴坡頂水平位移:<H/500;每級(jí)邊坡坡頂及坡腳的相對(duì)位移<20mm;連續(xù)3 天小于2mm/d。報(bào)警值(n×16,n 為從下往上的平臺(tái)級(jí)數(shù)),范圍(16mm~144mm);

        ⑵坡頂沉降:<H/500;每級(jí)邊坡坡頂及坡腳的相對(duì)位移<20mm;連續(xù)3 天小于2mm/d。報(bào)警值(n×16,n 為從下往上的平臺(tái)級(jí)數(shù));范圍(16mm~144mm)。

        ⑶應(yīng)力:設(shè)計(jì)值80%;錨索320kN;錨桿80kN。

        ⑷坡體土體測(cè)斜:傾斜度達(dá)到2/1000 或速度連續(xù)3 天O.OOO1H/d;沉降:25 或速率≥3mm/d。

        3.2 高邊坡監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析(見(jiàn)圖16、圖17)

        圖16 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)高邊坡水平位移與時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)圖

        圖17 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)高邊坡沉降與時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)圖

        3.3 監(jiān)測(cè)總結(jié)

        從以上監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出,各測(cè)點(diǎn)累計(jì)變化值及變化速率均在其設(shè)計(jì)報(bào)警值允許范圍之內(nèi),邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài),繼續(xù)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)力度。

        4 總結(jié)

        經(jīng)過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分析,表明邊坡在監(jiān)測(cè)期間都處于穩(wěn)定狀態(tài),雖有微小變形但都在設(shè)計(jì)要求范圍之內(nèi),未出現(xiàn)較大水平、豎直位移。

        通過(guò)此高邊坡的變形監(jiān)測(cè),我們發(fā)現(xiàn)能指導(dǎo)邊坡安全施工和設(shè)計(jì)的唯一方法就是將豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和原有的理論研究相結(jié)合。雖然我們現(xiàn)在的建筑施工水平在不斷的提高,但是很多復(fù)雜地形環(huán)境狀態(tài)下的大型工程項(xiàng)目都還得依靠監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分析,才能保證工程的安全施工。

        隨著科技的不斷發(fā)展,監(jiān)測(cè)工具的不斷智能化,大大的降低了人力物力財(cái)力的投入。也使得工程變形監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確,提高了工程效率。

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