郭燈、陳保祥、張旭、謝貝貝

（1.中交一公局集團有限公司，北京100024；2.貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽550081）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，山區(qū)實施了大量高速公路建設，由此產(chǎn)生，出現(xiàn)大量邊坡路段。邊坡處理不善就有可能引發(fā)滑坡?；率侵冈谝欢ǖ匦蔚刭|條件下，由于外界條件發(fā)生變化，導致原狀邊坡土體應力場發(fā)生改變，破壞了原有的力學平衡條件，使邊坡在自重和其他荷載聯(lián)合作用下，沿滑裂面突發(fā)性地向下移動。由于山區(qū)地質條件的多樣性和外界環(huán)境的復雜性，邊坡在開挖過程中產(chǎn)生滑坡造成嚴重的危害，給國家和人民財產(chǎn)造成很大的損失。而由于地質條件的復雜性和巖土工程理論的不完善性，導致對于邊坡的穩(wěn)定性無法準確認識，從而在邊坡開挖中采取的一些防護措施在一定程度具有一定的隨機性和盲目性。

而邊坡體從開始變形到最后失穩(wěn)，有一個位移變形的發(fā)展過程，對于這種邊坡的變形過程，在施工過程中加強邊坡的動態(tài)監(jiān)測及穩(wěn)定性分析的研究具有顯著的實際意義。

1 工程概況

沿印松高速K5+975～K6+145右側邊坡為沿印松高速主線邊坡。邊坡為人工開挖形成，原始邊坡高約220m，坡度25～35。坡體植被發(fā)育，主要為喬木和灌木，坡體中部為林地，一條農(nóng)村道路沿邊坡走向分布。

邊坡總長170m，為路基修建時開挖形成。邊坡分三級開挖，每級開挖高度10m，坡比為1∶1.2，防護設計為三級邊坡采用人字形骨架植草防護，一級與二級邊坡采用三維掛網(wǎng)植草防護。

邊坡在開挖后，兩處產(chǎn)生裂縫。其中一處位于坡體上部，裂縫總體呈弧狀分布，位于K5+975～K6+145段右60～140m處，總長度約270m，裂縫最遠處離開挖線水平距離約80m。裂縫寬度約5mm，最寬處5cm，最寬位置位于K6+015右120m處。另一處裂縫位于K6+097右24m二級邊坡坡面處，裂縫沿邊坡走向發(fā)育，長度約6m，寬度約6cm。

2 邊坡地質條件

邊坡場區(qū)內表層覆蓋第四系全新統(tǒng)粉質黏土夾碎石土層（Q），黃褐色，可塑-硬塑，局部呈松散狀，含碎石，厚度不均勻。下伏基巖為二疊系上統(tǒng)吳家坪-長興組灰?guī)r（Pw-c），強風化灰?guī)r層節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，巖質軟，局部風化強烈，厚度分布不均，最大約9m。

區(qū)內地下水類型主要為基巖風化裂隙水，平時為地下水不發(fā)育。

3 邊坡監(jiān)測方法

根據(jù)現(xiàn)場走訪調查和現(xiàn)場踏勘，初步判定該邊坡為雨源型邊坡，邊坡變形與穩(wěn)定性受降雨量變化影響較大，因此對降雨量、地下水位、深部位移和地表位移進行監(jiān)測。其中降雨量監(jiān)測點1處，地下水監(jiān)測1處，深部位移監(jiān)測孔5個，地表位移監(jiān)測點2處，邊坡的監(jiān)測的布置方案見圖1。邊坡采用自動化監(jiān)測，監(jiān)測頻率為每0.5h采集一次數(shù)據(jù)，監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)较到y(tǒng)監(jiān)測軟件中進行分析。

圖1 邊坡監(jiān)測布置方案圖

4 邊坡監(jiān)測分析

邊坡于2019年6月開始監(jiān)測，到2021年6月結束，監(jiān)測時間經(jīng)歷兩個水文年。

監(jiān)測目的是監(jiān)測邊坡的穩(wěn)定性，一般情況下，邊坡的主剖面位移變形最能代表邊坡的整體穩(wěn)定性，此次監(jiān)測以邊坡的主剖面對邊坡的穩(wěn)定性進行分析。其中對監(jiān)測數(shù)據(jù)分析如下。

4.1 降雨量與地下水位監(jiān)測

4.1.1 降雨量監(jiān)測

雨量計布設于邊坡的二級平臺上。根據(jù)降雨量監(jiān)測結果，邊坡位置降雨主要發(fā)生于2020年5月至9月期間，其中最強的一次降雨發(fā)生在2020年6月，最大降雨量為200mm/d。降雨情況與當?shù)爻Ｄ杲y(tǒng)計降雨量相符，其中2020年降雨量較往年平均降雨量要高出很多。

4.1.2 地下水位監(jiān)測

地下水位監(jiān)測布設于監(jiān)測孔JCK3孔底內。監(jiān)測數(shù)據(jù)如下。

地下水為波動較大，水位最淺為11.2m，發(fā)生于2020年6月。其中，在5月至9月地下水位波動較大，平均最深水位發(fā)生于2020年10月至2021年2月，地下水位為22m。地下水位在10月至來年4月較穩(wěn)定。

根據(jù)地下水監(jiān)測結果表明，該邊坡地下水位與降雨量具有很強的相關性，地下水為潛水，潛水面位于強風化基巖和中風化基巖層內。邊坡地下水受降雨補給，當降雨量較大時，地下水通過坡體表層覆蓋層和強風化層滲透補給，致使邊坡內地下水位上升，潛水面位于強風化基巖內，汛期地下水位隨著降雨量的變化而波動。當降雨量減少和停止時，坡體內地下水通過滲流向場外地勢較低處排泄，導致地下水位下降，潛水面根據(jù)強風化基巖深部不同處于強風化基巖和中風化基巖層內。由于枯水期降雨量較小，地下水補給和排泄相對較小，處于平衡狀態(tài)，地下水位較穩(wěn)定。

4.2 位移變形

邊坡的主剖面一般為邊坡高度最大，覆蓋層和強風化層等力學性質不良土體厚度最大、邊坡區(qū)域穩(wěn)定性最小的剖面，邊坡主剖面的穩(wěn)定性代表了邊坡整體的穩(wěn)定性，以下主要對主剖面的位移變形進行分析。

邊坡主剖面上布設了3個深部位移點，分別為JCK2、JCK3和JCK4。在監(jiān)測周期內，邊坡變形累計最大位移為36mm，最大位移位置位于JCK4孔11.5m深處，變形速率為2.8mm/d?，F(xiàn)對每個監(jiān)測孔的變形情況分析如下。

監(jiān)測點JCK2：該監(jiān)測點位于人工開挖形成邊坡的二級平臺上，位移至大樁號位置。在監(jiān)測周期內，邊坡累計位移最大為12mm，位移最大位置位于孔深1m處，變形平均速率為1.1mm/d。對邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)進一步分析表明邊坡在兩年內的9月至第二年4月內，位移變化相對較小，邊坡變形曲線呈平緩式增長，從當年5月至9月內，邊坡明顯增大，變形曲線呈突變式和平緩式增長。該監(jiān)測孔位移變形突變點位于孔深15.5m和5.5m處，形成兩個滑面，其中一個滑面由于開挖形成淺層滑面，一個為在強風化層內形成的深層滑面。JCK2變形曲線見圖2。

圖2 JCK2監(jiān)測孔曲線圖

監(jiān)測點JCK3：該監(jiān)測點位于人工開挖形成邊坡上部的林地內，位移至大樁號位置。在監(jiān)測周期內，邊坡累計位移最大為23mm，位移最大位置位于孔深4.5m處，變形平均速率為1.9mm/d。根據(jù)對邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)進一步分析表明邊坡當年9月至第二年4月，位移變化相對較小邊坡變形曲線呈平緩式增長，從當年5月至9月，邊坡明顯增大，變形曲線呈現(xiàn)突變式和平緩式增長。該監(jiān)測孔位移變形突變點位于孔深20.5m處，該位置形成一個滑面。JCK3變形曲線見圖3。

圖3 JCK3監(jiān)測孔曲線圖

監(jiān)測點JCK4：該監(jiān)測點位于人工開挖形成邊坡上部自然邊坡上，位于農(nóng)村公路旁邊。在監(jiān)測周期內，邊坡累計位移最大為35mm，位移最大位置位于孔深11.5m處，變形平均速率為2.8mm/d。對邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)進一步分析表明邊坡當年9月至第二年4月，位移變化相對較小邊坡變形曲線呈平緩式增長，從當年5月至9月，邊坡明顯增大，變形曲線稱突變式和平緩式增長。由于該位置位于強風化層厚度較大，該監(jiān)測孔位移變形突變點位于孔深25.5m和15.5m處，形成兩個滑面。

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，邊坡變形與降雨和地下水有很強的相關性，邊坡在10月至來年4月枯水季節(jié)期間，邊坡變形位移都處于覆蓋層和強風化層內，變形滑動速率和累計變形量很小，處于微蠕狀態(tài)。在5月至9月汛期雨量較多時，降雨滲入邊坡體內，由于邊坡覆蓋層和強風化土層軟化導致巖土體材料的力學性質劣化，使邊坡體的抗滑力減少，同時由于中風化基巖的滲透性小于強風化基巖和覆蓋層，使?jié)B入邊坡的地下水在強風化和中風化的交界處匯集，順風化界面集中滲流，進一步加劇了邊坡的不穩(wěn)定性，這些因素使邊坡產(chǎn)生較大變形。當降雨停止后，地下水不再補給，地下水通過滲流作用排出坡體外，坡體巖土體由于重力固結作用使巖土體的力學性質逐漸恢復，坡體重新達到平衡狀態(tài)，邊坡變形逐漸收斂趨于穩(wěn)定。

4.3 小結

監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，該工程邊坡為雨源型滑坡，其穩(wěn)定性受降雨量影響較大，受邊坡地質條件和水文條件控制，邊坡現(xiàn)處于漸變型和穩(wěn)定型交替出現(xiàn)的階段。邊坡滑面處于邊坡體內強風化層內。

由于邊坡坡體的巖土呈可塑性，一方面通過塑性變形調整邊坡應力分布，使邊坡重新處于平衡狀態(tài)，另一方面巖土體的塑性變形為不可逆狀態(tài)，隨著累計變形的增大，使裂縫成為降雨量的集中匯集區(qū)和滲流區(qū)，進一步惡化了邊坡穩(wěn)定性的邊界條件，使邊坡受降雨影響越來越大，邊坡速率和邊坡變形越來越大，最終邊坡變形超過邊坡調節(jié)范圍時，邊坡會產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。

5 結論

根據(jù)沿印松高速公路K5+975～K6+145右側邊坡的地質條件、水文條件和邊坡現(xiàn)狀，采用綜合監(jiān)測方法，得出以下結論：

第一，邊坡為雨源型滑坡，受降雨量影響較大，降雨導致邊坡產(chǎn)生位移變形。

第二，邊坡滑面受地質條件和巖土體力學性質影響，處于覆蓋層和強風化巖體內。

第三，邊坡受周期性降雨影響，每個降雨周期內位移變形連續(xù)增大，邊坡現(xiàn)階段處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。在持續(xù)降雨條件下，邊坡累計變形過大，邊坡會產(chǎn)生失穩(wěn)。

通過對K5+975～K6+145右側邊坡采用綜合監(jiān)測方法，掌握了邊坡的滑動面、坡體變形情況和穩(wěn)定性狀況，對邊坡的防護設計提供了技術支持，為以后邊坡監(jiān)測和防護設計提供了經(jīng)驗和借鑒。