边坡工程监测

第八章边坡工程监测由于边坡岩土体性质的复杂性，岩土体地质分布的不均匀性，岩土体性质受施工过程、外部环境、大气因素的影响，以及边坡的不合理设计，人工边坡在施工过程中火形成后失稳仍时有发生。如何有效的预防和减轻自然边坡滑坡灾害和人工边坡事故一直是岩土工程师的重大任务，比较有效的处理方法是理论分析、专家群体经验知识和监控系统相结合的综合集成的理论和方法。8.1概述8.2边坡工程监测方法与内容监测目的：在于把握坡体变形、应力、以及地下水活动等动态特征和发展规律。指导边坡工程施工和控制施工进程。并为边坡工程反分析与数值仿真提供参数。基于可靠的监测成果资料，可以进一步查明坡体病害的性质、规模、成因、滑面形态和滑坡推力等；分析判断坡体稳定性状态及其发展趋势；必要时进行监测预警，或灾害预测预报。边坡工程监测也是边坡防护加固或整治工程效果评估与预测的重要手段。8.2.1边坡工程监测的特点（1）、岩土体介质的复杂性；（2）、监测的内容较多：变形、应力、地下水、天气、地震等。（3）、监测的周期长：两年甚至更长时间。边坡工程监测体系以变形监测为主，结合应力和强度监测。边坡变形包括位移和应变，位移是主要的，相应地，应力和强度也将调整和变化。立体监测与全面监测。变形监测应力监测其它监测边坡工程监测体系边坡工程监测体系变形监测应力监测其它监测地面变形监测地下变形监测岩土应力监测接触应力监测结构应力监测结构变形监测降雨量监测特征量监测地下水监测宏观变形巡查8.3变形监测地面变形监测：地面位移与沉降等。地下变形监测：坡体深部位移等。结构变形监测：支挡加固结构及其它建筑结构等。边坡变形包括位移和应变，以位移监测为主。地面变形监测简易监测法仪器监测法设站监测法GPS监测法远程监测法地面变形监测方法简易监测法当坡体地表出现明显的裂缝变形时，为了监测坡体地表裂缝的变形活动和发展情况，基于临时性保障施工、生产、生活及交通运输等安全的目的，在边坡现场经常采用如图所示的两种简易监测方法。仪器监测法对于那些地表裂缝变形活跃的滑坡，需要了解和掌握其地表裂缝连续变形活动动态，或者由于其工程或建筑的重要性，需要重点设防监测，一般采用埋设专门的监测仪器的方法实施滑坡监测。地面倾斜监测法在滑坡变形发育、发展和破坏的过程中，滑坡坡体表面都将不同程度地产生地表倾斜变形，并反映滑坡变形的发生范围、发育阶段和变化规律。滑坡地表变形倾斜监测可以有效可靠地确定滑坡坡体的变形范围，并能从一定程度上反映和体现滑坡变形的活动状态和发展规律，特别适用于滑坡前缘剪出口的分析与判断和滑坡滑动方向的确定。设站观测法设站观测法是在充分了解现场的工程地质背景的基础上，在边坡上设立变形观测点，成线状或网络状布置。在变形影响范围之外稳定地点没置固定观测站，用测量仪器(经纬仪、水准仪，测距仪、摄影仪及全站型电子速测仪、GPS接受机等)定期监测变形区内网点的三维(X、Y、Z)位移变化的一种行之有效的监测办法。水平位移监测设经纬网、沉降监测设水准网。主要设站监测方法大地测量法GPS测量法RS测量法近景摄影测量法激光全息测量法激光散斑测量法工点监测区域或路段监测大地测量法常用的大地测量法主要有两方向(或三方向)前方交会法、双边距离交会法、视准线法、小角法、测距法、几何水准测量法以及精密三角高程测量法等。能确定边坡地表变形范围；量程不受限制；能观测坡体的绝对位移量；在滑坡发生剧滑时，监测仪器设施不会因滑坡加速运动而损坏，监测人员不必到滑坡体上，因此能保证滑坡监测的连续性。GPS监测法GPS系统通常由空间导航卫星、地面控制站、GPS用户定位设备和地面通信网等部分组成。GPS的用户设备简称GPS接收机，由天线、接收机、信号处理器和显示器组成。监控系统由监控中心、网络中继站、现场分控站、GPS基准站和移动远端(或GPS流动站)等部分组成。远程监测法远距离无线传输是该方法最基本的特点，由于其自动化程度高，可全天候连续观测，故省时、省力和安全，是当前和今后一个时期边坡工程监测发展的方向。同时，无线监测也为我们进行边坡监测提供了一个很好的途径，通过无线监测，我们可以真正的实现测试的多参数，是研究边坡和建筑物稳定性及活动规律的有力工具。GPRS数据传输地下变形监测地面变形与地下变形既有联系又有区别，地下变形往往具有超前的变形特点和控制坡体总体变形活动动态的规律。对滑坡而言，由于其地形、地质条件复杂，物质组成不均，结构强度各异，往往地表变形和地下变形不尽一致。除了进行滑坡地表变形监测之外，还必须进行滑坡地下变形监测，了解滑坡地下变形的活动状态和变化规律，全面把握滑坡坡体的变形动态过程。主要地下变形监测方法钻孔测斜仪多点位移计多点沉降仪TDR监测钻孔测斜仪多点哥位移跨计多点沉摔降仪TD者R监室测TDR示：时域宾反射由TD约R同轴剥电缆、捧电缆测辨试仪和俗数据记膝录仪组旨成。基本颤原理遇如同杏雷达誉，通冤过对名同轴枣电缆仇激发化一个苍电脉叫冲，歇遇到鲁一个贱断点黑或变灶形是撕将返荣回一裂个“抢跳跃栋”信赶号。变形位秘置、量后级、速昆率可以辱较为准级确确定化。TDR仅实时自绣动监测隔预警系忆统结构变旬形监测在坡呈体变寺形活谦动的局过程充中，炕位于戚坡体树上的屠建筑届物（唯包括堪桥梁牛、隧隙道、笼轨道药、护最坡、绿挡墙贡、侧雕沟、胃天沟慌、截晶排水丛沟、罚盲沟贴、检树查井嗽、抗焰滑工诱程结愚构、炸以及偏工矿默房屋柜建筑种等）瓣，由粪于自协身结阅构刚绑度相说对较腥大，议它们踢往往庆对坡疼体变守形的伏反映宾最为适直接堂和敏弟感。进行悄结构与变形济的监忌测，浙可以征辅助兵工程垮技术堆人员舱分析匪坡体低变形迟性质灯、规谜模和稻状态火，便珠于掌怀握变辱形的彼发生什原因市、稳家定程福度及器其发喂展趋狡势。默并且训，可退以为陡整治知工程戏设计大提供幸各种哈现场夕参考捷指标混。我们直经常受在滑家坡勘些察的吨过程非中，奇在滑战坡地挂表或央地下谎变形俯监测塞的同但时，川实施首滑坡牵建筑态物变喘形监顺测。结构变关形监测标线狐尺量朵法砂浆贴疑片法位移计收敛拥计测缝贸计砂浆贴至片法多点位屋移计收敛致计测缝机计应力监趟测坡体学变形把发生发和发剥育的扩过程点，其息实际匀是坡隆体内丈部岩液土应认力变睬化和秃发展传的过兄程。为了深督入了解范坡体变幅形性质州、变形纯机制、剖稳定程阔度和发策展趋势于，在条吹件适当另和经费脊许可的摩情况下惕，可以咏考虑应露力监测努。包括称土中刘应力肠监测劲、接屈触应崇力监直测和保结构循应力浆监测蝇。查明猾坡体破内部传岩土底与整馆治工嘴程结痕构的匹应力牵分布狠、活拳动状璃态和塑发展猴规律以。应力监限测主要滔内容岩土破应力视监测国：土狮中应翼力、狼地应纱力等亚。接触应你力监测雪：岩土幻玉与结构好界面应遮力监船测浆、结构巾反力监哑测等。结构应姓力监测买：锚杆正(索)烫轴向应营力监测偷、混凝俊土结构迹应力应躬变监测咳等。岩土应爪力监测监测仿坡体袖内部丈岩土扔的应忌力变径化动信态。余通过塌土中损应力敌监测酒，了枯解坡撕体应脑力分念布状湿态，校定量花解析钩坡体跃变形磨破坏邻机制速，帮已助工酷程技鹅术人菌员认原识坡纹体变瘦形性假质和慰规模绸，准键确把耐握其虚稳定示程度初和发渴展趋撤势。土中锻应力鸣监测地应力以监测a：炎测量登孔b：应紫力解除险孔c：番测量叼元件d：被呜解除应欺力的岩伴芯接触欺应力兽监测了解末岩土弓与结和构的身相互咏作用复动态伍与规李律。结构的职受力状法态与分豆布规律泪，为工露程设计衬奠定可掘靠的基喉础。反力顷状态挠量测齿。结构应肾力监测锚索应乌力计锚杆应隔力计钢筋应荒力计混凝犁土应养力计锚索应痛力计锚杆根应力糖计钢筋应费力计混凝踩土应龄力计其它监奥测地下水跟监测：驾水位、察水压、汗流速、璃流向等饥。气象监番测：降避雨量等补。特征量薯监测：葵声发射姨、地温玩等。地下言水监羽测地下从水是瞒坡体候变形梦发育疯、发道展、持或复豪活、颈破坏知成灾棍的重慌要作税用因岗素，裂特别娇是对利于大怕型复葬杂的禽滑坡柄，其赞水文场地质访条件提则更示为复盗杂。对滑阁坡区痕地下蠢水动炭态进筹行长杜期监土测，砌可以游明确棵地下美水活根动与困滑坡搭滑动琴的相孤关关如系和隙作用禁规律孤，并粱可检免验各伐种排股水工类程的两工程赖效果春。通过牛滑坡发地下砍水动逮态监针测，疫往往斗可以浓避免伯灾难泳性的泉滑坡粮事故援的发短生，菜如在屡滑坡印急剧拼大滑童之前俯，其抱地下胞水的肾水位盏和水刘质将眠会发烂生显笛剧的榜变化猎，同投时，皂滑坡暴前缘蹄随着羞滑坡廊趾部毯的前悬移将吴会流套出大捷量的举泥水咬，有股些常骄年泉岁眼可读能会辣变小敬或变鼓干，碌有些闸干涸制的泉怀水可贴能会忍重新廉出水好、变蛛浊。地下水桥动态监监测内容涌水量碧监测水位桨监测水温监词测水质沿监测流速魂流向孝监测孔隙恼水压搞力监候测孔隙济水压绍监测气象监匠测（降刊雨量）大气降降雨是边诞坡变形斧破坏的钓主要触条发因素梢之一。在每何年雨曲季或唐雨季宾过后辜，常掩有大艺量的棋滑坡伞灾害任发生贞和其接它类机型的僵坡体勒变形稀破坏饱，特兴别是病在丰坐水年垂份或降强暴壳雨期墨，滑起坡灾门害损拖失更勺为严倘重。对潜笔在滑利坡灾敞害发头生区愿域或土滑坡斩场地亡进行谱降雨没量监夜测，替可以步更清巡寿楚地够掌握演滑坡盖灾害跟的发屋生机析理、让活动银状态琴和发里展趋道势，叔并为炮滑坡贵灾害泰预警泻、预惑报服解务。其它竟特征陪量监桐测声发阿射监踪蝶测地温监鸟测声发射堪监测边坡产谷生变形侮破坏是脊建立在择坡体岩册土或滑貌带岩土症破坏的牌基础之那上。岩古土的破轿坏将产篮生地声钟，即声森发射信酬号。监测坡彼体内部心岩土的她声发射晓参数，磨其目的奏在于探挺测坡体算内部岩堤土的破柿坏部位亩和破坏详状态，兆为边坡东稳定性溜分析与语判断提斜供一种且辅助手棵段和方册法。较适用饿于岩质财边坡。岩体声薪发射监休测仪地温问监测地温唇监测嗓是一役种坡沫体地尝下内剂调查量方法统。测温扎方法吊是利扭用含趴水岩战土体同的热逝交换呢特性雄。包括浅炒层地温蒜法及温冤度检层执法。4.李主要闯监测坝技术慎方法大地恩测量锈法钻孔测凤斜法大地桶测量谷法布点与摩建网基线毁网建尝设误差评焦估数据分椅析成果整甲理测线布客置首先应集确定主遣要监测誉的范围饺，在谢该范围泽内按监艘测方案蹦的要求丸确定主筛要滑动旁方向。按主滑斧动方向患及滑动失面范围雾确定测敬线，腔然后选胳取典型维断面布旷置测线蛋，再按突测线布羽置相应削观测点旧。对于丝式不同帽工程幼的边树坡，界一般扑在布歌置测石点时扫，丙均有百所不眉同。突出所重点言，兼迅顾全是面。监测惹网的循形成考虑平旧面及空存间的展版开布置潮，各个岭测线按援一定规员律形成龙监测网撇。监测网劝的形成鸟可一次旧完成，哲也可分螺阶段按茅不同时各期和不衔同要求康形成。局部加侵强对于关挡键部位亭如可能逐形成滑面动带、弄重点监脑测部位罢和可疑茄点，靠应加强材监测工终作，口在这些耽点上加翁密测点暮。设站监估测法监测的区周期及五频率对于不冰同类型煎、不同争阶段的奇边坡，津根工豆程所处屠的阶段钩和规模效，以若及边坡余变形的途速率等设因素，缠边坡变暑形监测况的周期门及频率陈有所不腿同，帝应视具限体情况认而定。监测奶的周悲期及盗频率坡体地新表变形龙监测密草度，一首般是根祖据坡体胀地表裂搬缝的变陪形快慢艘决定。最初宜撕采用三砍天或一钟周监测冲一次。如果变秤形缓慢研，则采废用每隔玻一月或挪半月监旬测一次爸。如果游变形截进入泻加速衫变形恨阶段学，则头采取炮每天怪监测宰一次渣。如果睡变形胖进一馒步加避剧，裁或者秧由于耐结构第或工弹程的骗重要秤性及呢某些集特殊灯目的学和要亭求，俊尚需量加密搞监测竟，可劫以一观天几仆次定妇时监秒测。如果馋变形浓不明钻显，诸则可杠一月珍、一梁季或拥半年混监测嘴一次透。资料肃整理钻孔测扇斜法基本脊组成工作原反理安装虏技术测试技浮术资料整裙理误差蕉分析基本珠组成钻孔常测斜四仪由铲测斜枕管、寸传感肌器、范测读筒仪三徒部分与组成市。测斜全管在肢监测夸前埋撇设于候要测揭的坡病体内咳，测娱斜管哗内有减四条数十字扮型对周称分找布的秘凹型思导槽歪，作悬为测色斜仪慈滑轮距上下吓滑行孟轨道变，测分量时祝，使橡传感碌器的但导向崭滚轮父卡在藏测斜施管内限壁的泽导槽爽中，吊沿槽末滚动腰将传丢感器腰放入救测斜顿管，纠并由烘引出头的导歪线将万测得疤数据么显示尸在测示读仪昂上。工作锻原理测斜虽仪的启原理坟是通偿过摆燥锤受旗重力踢作用哪来测示传感抢器与兔铅垂舟线之钉间的钉倾角前，程进而煮计算现垂直赤位置阵各点链的水依平位伏移。只有绍当埋泡设好籍的测聋斜管柜的轴捡线是乐铅垂响线时浮，水波平偏我差才迷是对悬应的恭水平特位移闪值，裙但要挡将测鞋斜管吸的轴竞线埋世设成肺铅垂染线几肯乎是品不可蝴能的期，测胆斜管妻埋设屋好后拳，总蜡有一负定的悬倾斜带和挠淡曲。锣因此主首次贺测量匹值只挤能作善为基昨本值婚，其落后将杆传感阳器水案平转翁18踢0，灾后所饭得测鱼量值倒与首失次测鹊量值肾的水期平偏华差值零才是瓶各个痕测段煮的水纵平位副移值贷。原理示寄意图埋设技述术采用挣钻具链定位廊开孔悉，成额孔偏胁斜度渡不允首许1哭度，惑钻孔正应钻耽至下服卧硬壁土层唉或基嚼岩内肤3—妹5m聋，若大软土夺层深钻厚难拿以进锁入硬研土层急时，嫁钻孔效至足谢够深轰度不械产生荒水平竭位移芽，视翠管底锣端的斥水平纪位移补为零窜，作话为固喜定端称，否割则导症管顶征端应贯校正岸。第一薯根导仓管管英底用蒜塑料虾板封宪死，伤用芯系模将锈两管飘槽对煤准，耗涂抹顽粘合尚剂，策固定惕接头剑导管巡寿，减绩小槽蔽口纵允向扭肯曲。将接装动好的测匙斜管平宿直地移文向孔口末，底端怎朝向孔农口，用敞人力或伙机械拉会住两根狐护绳索象，对正眼施测的辫方向、巷均匀弯筑曲测斜矿管、绳长索随测款斜管同塌步放到律孔底。计埋设孔尾较深，来地面接往成全管取向钻孔限内放置掘有困难湾时，可万分段在肠地面接彩成，整幅体在孔映口埋设约时连接动。导管玩埋至乱预定锋深度敢后，描校正挠导向猫槽的毛方向纷后，味在导庙管与青钻孔卡壁之弱间用卷砂或述小瓜胜子片吨填充黄。导筑管埋偏设完讯成后问停留耐一段扎时间昨，使使钻孔袍中填艳土密昌实紧惯贴导根管，度进行眉零点赠读数敏测试片，并莲测量掘管口沉高程院。（赢考虑串回填亚料的齿压密璃过程司，一嘴般在倍安装井一月费后量京测初问读）埋设安抖装步骤在观遣测的领孔位迟处用呼测量稼方法时确定蚁其位弯置；在定烘位点援安装皂钻机茅进行固钻孔按；接长测凭斜管的耻方法分说一次接先成或连怎接成几玻段，或于逐节在王孔口接叉成所需姿的长度冷；用经纬申仪或地代质罗盘颠校正导脂向槽的财方向，戴使其对形准欲测旺的方向跃；回填孔示管间隙迹；进行园孔口斧保护牵；对已条埋设雨测斜竭管初傲始位叨置的性观测偶，所俭测结龄果视宪为基蹦准值涨记人户埋设莫记录材表。钻孔测斜管惕安装回填孔口保支护测斜管积安装示请意图观测济方法采用测助斜仪观培测边坡局体内部趣水平位碑移，每跃次观测哑时，从卫测斜管春底自下炒而上，泪用测斜服仪测头野，每0苹．5军m一乒个测点括，逐次蒸测量管偿轴线与美铅垂线缓的夹角陵，并记狠录测点怕至管口睛的距离帅。对于每贼次观测伏，测斜恭仪测头如轴线误详差必须退进行修摆正。对于垂链直测斜翠管，同幅一方向桥的观测庸应正反尤各测一谁次，取项其测值劲之差的斩平均值涌，以消求除轴线独的误差仔，同一陕测点正转反两次瞎测值之秧和的平吉均值为要一常数繁。国外有乎的测斜插仪读数惰仪自动矩记录每桨次正反野观测成猛果并进料行误差子修正。监测块周期钻孔冷深部隙位移卖监测伶的监然测周鸟期，局一般警要视孕坡体止变形谷速度伪及其愈重要疼性而倒定。一般为挡每月一析次，雨涂季加密航；如果变剧形急剧井、或者食其稳定陆与安全东非常重标要，应住加密监挎测，可沸以５至腔１０天蛮监测一丽次；如果桥变形春速度群缓慢粥，则胀可２艰至３薯月监雁测一丹次。如果马趋于昌稳定原，可云以半府年监摇测一挖次，箱直至璃稳定恐一至耍二年先后停胀止监萍测。资料尿整理深度搞位移妙变化熟