陈小英

（山西晋通公路工程监理有限公司，山西 晋城 048000）

0 引言

在山区高速公路建设过程中，经常出现路堑高边坡，其稳定性直接影响施工和运营安全。在高速公路路堑边坡施工过程中，为了及时发现边坡存在的安全隐患，保证安全施工，应在施工中对路堑边坡的变形情况进行监测。本文针对路堑边坡施工期间制定监测方案，在高边坡上设置监测点，分别对水平位移和沉降位移进行监测，收集相关数据，计算其变化速率，并分别绘制曲线分析路堑变形对边坡稳定性的影响，及时制定边坡处治措施，为施工安全提供必要保障。

1 工程概况

某高速公路路堑边坡设计采用四级边坡，第四级边坡平均高度为5 m，坡度为1∶0.5；第三级边坡高度为8 m，坡度为1∶0.75；第二级边坡高度为8 m，坡度为1∶1；第一级边坡高度为2 m，坡度为1∶1。边坡坡长为146.5 m，最大高度24.7 m，边坡平台设置排水沟。该地区地形起伏大，边坡土体多为强风化砂岩、泥岩，稳定性差，设计采用锚索格子梁防护，并在施工中对边坡土体变形情况进行监测。

2 路堑边坡变形监测方案

人工巡视内容主要是对边坡开裂、坍塌、隆起或下陷、滑坡体变形情况、排水设施是否畅通、地下水和地表水变化等情况进行调查[1]。沉降观测和水平位移观测是通过在边坡上部布设监测点[2]，使用仪器进行持续或周期性的观测。

高速公路路堑边坡监测点布置详见图1 所示，测点主要布置在四级边坡顶部（监测点1），三、四级边坡平台（监测点2）和二、三级边坡平台（监测点3）。选取其中一个监测断面进行分析，实际施工中根据边坡高度、边坡土体的稳定性和边坡长度确定监测点数量，每级边坡监测点数量为1～2 个。为保证监测数据准确，边坡位移观测采用电子水准仪、铟钢尺和莱卡精密型全站仪配合进行[3]。监测频率根据变形速率、环境影响，结合施工现场实际情况确定，一般为两周监测一次。如遇暴雨天气或变形速率变大，应适当增加监测次数，连续数天每天进行观测直到变形稳定为止。

图1 路堑边坡监测点布置示意图

3 路堑边坡变形监测与分析

3.1 水平位移监测结果分析

测点布置完成后，先用全站仪测点监测点的坐标（x，y）作为初始值，以后每两周观测一次。根据观测数据，结合式（1）和式（2），得出水平位移累计值ΔS 和变化速率ΔSt[4]，计算数据详见表1 和表2，分别绘制变化曲线如图2 和图3 所示。

表1 路堑边坡水平位移累计值统计表 mm

表2 路堑边坡水平位移变化速率统计表 mm/d

图2 水平位移累计值变化曲线

图3 水平位移变化速率曲线

分析表1 数据和图2 所示曲线得出，所选监测点的水平位移变形情况符合一定的规律，统一为前期和后期水平位移增加速度较慢，中期变化速度较快，位移变化曲线形状呈S 形。其中监测点1 的水平位移变化幅度较大，其最大累计值为21.9 mm，监测点2 和监测点3 的最大累计值分别为21.7 mm 和19.4 mm。根据设计规范要求，水平位移累计值的警戒值是20 mm，其中监测点1 和监测点2 均略大于警戒值。

分析表2 和图3 可知，3 个监测点均是中期水平位移变化速率快，前期和后期慢，监测点1、2 和3的最大水平位移变化速率分别为0.31 mm/d，0.33 mm/d，0.38 mm/d，均发生在第 8 次观测期间，水平位移变化速率警戒值为0.2 mm/d，略高于警戒值。

3.2 沉降位移监测结果分析

监测点布置完成后，使用全站仪测量监测点的z 坐标，作为初始值，每隔两周监测一次。通过式（3）计算监测点沉降位移变化速率，式中ΔZ 为前后两次沉降位移观测值差值[5]。路堑边坡沉降位移观测累计值和变化速率计算值详见表3 和表4，变化曲线详见图4 和图5。

表3 路堑边坡沉降位移累计值统计表 mm

表4 路堑边坡沉降位移变化速率统计表 mm/d

图4 监测点沉降位移累计值曲线

图5 监测点沉降变化速率曲线

分析表3 和图4 可知，监测点1 累计沉降量最大，为16.5 mm，监测点2 和监测点3 累计沉降位移分别为16.0 mm 和15.0 mm。规范要求沉降位移的警戒值为20 mm，3 个监测点累计沉降位移均小于警戒值。

分析表4 和图5 可知，3 个监测点的沉降位移最大变化速率为-0.38 mm/d，发生在监测点3 的第7 次监测，监测点1 沉降位移最大变化速率为-0.37 mm/d，发生在第6 次监测，监测点2 沉降位移最大变化速率-0.27 mm/d，发生在第7 次监测，均略高于警戒值0.2 mm/d[6]。因此，在第5～8 次监测期间，应增加观测次数，并加强人工巡视，防止由于沉降量突然增大导致边坡出现滑动甚至塌方。

3.3 总体分析

根据上述分析可知，第5～8 次监测期间，路堑边坡变形情况较严重，水平位移、沉降变化速率最快，且均略高于警戒值。因此，在第5～8 次监测期间，应增加监测频率，并加强人工巡视，观察边坡是否出现裂缝等破坏。水平位移累计值最大为21.9 mm，超过警戒值20 mm，应在后期进一步监测，及时发现边坡存在的问题，保证高速公路路堑边坡的稳定性。

4 结论

在高速公路路堑边坡防护施工过程中，制定监测方案对路堑边坡的水平位移和沉降位移进行监测，并计算其变化速率，绘制变化曲线，分析后得出以下结论：

a）水平位移前期和后期增加速度较慢，中期变化速度较快，位移变化曲线形状呈S 形，监测点1 和监测点2 的水平位移最大累计值均超过了警戒值。应在监测期间加强人工巡视，必要时增加监测次数，并在监测后继续进行观测。

b）监测点1 累计沉降量为16.5 mm，其他两个监测点的累计沉降位移分别为16.0 mm 和15.0 mm，均小于警戒值。

c）3 个监测点的沉降位移最大变化速率为-0.38 mm/d，其他两个监测点分别为-0.37 mm/d 和-0.27 mm/d，均略高于警戒值。超出警戒值的情况均发生在第5～8 次监测期间，同类工程中，应增加监测次数，适当加强人工巡视，观察边坡是否出现裂缝等破坏，保证施工安全。