由于山区工程边坡的地质条件复杂性,边坡安全监测必须以边坡工程地质研究为基础。只有在充分了解和掌握边坡的稳定条件、岩体质量、变形破坏机制、控制和影响边坡稳定性的主要因素以及边坡薄弱部位等基础上,才能合理地、有针对性地选择关键监测部位。例如岩质边坡中存在的不利结构面常常是引起边坡变形破坏的控制性因素,因此这些结构面及其分布特征常作为工程边坡研究对象,监测点的选择和布置也应重点考虑这些结构面或监测孔穿过这些结构面等。工程边坡监测过程中既要对边坡的整体稳定性状况进行跟踪监控,也要对边坡局部的稳定性进行监测分析。通过监测资料的及时反馈,分析局部稳定性与整体稳定性之间的相互关系和相互影响,依据监测成果合理指导施工和控制质量,使局部稳定问题的及时解决利于边坡的整体稳定。
公路高边坡的监测不仅要考虑施工期的监测,而且要考虑工程运营期的监测,监测工作必须贯穿边坡工程活动的全过程(施工、加固、运营),监测工作中通过及时埋设、及时观测、及时整理监测成果和及时反馈监测信息,形成一个完整的监测分析系统链,评价预警工程边坡安全与稳定。
1)边坡监测设计总体原则
边坡监测系统设计的一般考虑原则如下:
(1)充分考虑工程边坡的地质条件。
(2)以位移变形监测为主,以构筑物结构应力特征监测、坡体水位观测和现场巡查为辅的多层次综合监测体系。
(3)测点安装和监测方法相对方便。
(4)经济合理的原则:监测仪器不必一律追求高端仪器,要统筹考虑经济适用。
2)监测断面布置原则
(1)边(滑)坡、特别是边坡,常按断面(或剖面)布置。监测断面通常选在地质条件差、变形大、可能破坏的部位,如有断层、裂隙、危岩体存在的部位;或边(滑)坡坡度高、稳定性差的部位;或结构上有代表性的部位;或作过模型试验、分析计算的典型部位等处。
(2)当监测断面需布置多个时,断面宜有主要断面和次要断面之分。主次可分成2~3级不等。主次根据地质条件的好坏、边坡坡度的高低、结构上的代表性等选定。
(3)重要断面布置的监测项目和仪器应比次要断面多,自动化程度要比次要的断面高,且同一监测项目宜平行布置,如大地测量和钻孔测斜仪、多点位移计同时布置,以保证成果的可靠性和相互印证。
(4)按断面布置的监测,以监控边(滑)坡的整体稳定性为主,兼顾局部稳定性。
3)监测断面布置原则
监测点的布置一般有以下三个步骤:
(1)测线布置。首先应确定主要监测的范围,在该范围中按监测方案的要求,确定主要滑动方向,按主滑动方向及滑动面范围确定侧线,然后选取典型断面,布置测线,再按测线布置相应监测点。
对于不同工程背景的边坡工程一般在布置测点时,有所不同。十字形布置方法对于主滑方向和变形范围明确的边坡较为合适和经济,通常在主滑方向上布设深部位移监测孔,这样可以利用有限的工作量满足监测的要求。
而放射形布置更适用于边坡中主滑方向和变形范围不能明确估计的边坡,在布置测线时可考虑不同方向交叉布置深部位移监测孔,这样可以利用有限的工作量满足监测的要求。
图6-17测线布置示意图
(2)监测网形成。考虑平面及空间的展布,各个测线按一定规律形成监测网,监测网的形成可能是一次完成,也可分阶段按不同时期和不同要求形成。
监测网的形成不仅在平面上,更重要的是应体现在空间上的展布,如主滑面和可能滑动面上、地质分层及界限面、不同风化带上都应有测点。这样可以使监测工作在不同阶段做到有的放矢。
(3)局部加强。对于潜在滑动带,诸如顺向坡层面、断层带等,这些重点部位应加强监测。宜加深加密监测(孔)点,适当布置裂缝计等。
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