第5章邊坡工程監(jiān)測

1、 5.1 5.1 邊坡監(jiān)測概述邊坡監(jiān)測概述5.2 5.2 變形監(jiān)測變形監(jiān)測5.3 5.3 應(yīng)力監(jiān)測應(yīng)力監(jiān)測5.4 5.4 地下水監(jiān)測地下水監(jiān)測第五章第五章 邊坡工程監(jiān)測邊坡工程監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐由于邊坡內(nèi)部巖土力學(xué)作用的復(fù)雜性，從地質(zhì)勘察到處治設(shè)計(jì)均不可能完全考慮邊坡內(nèi)部的真實(shí)力學(xué)效應(yīng)，我們的設(shè)計(jì)都是在很大程度的簡化計(jì)算上進(jìn)行的。為了反映邊坡巖土真實(shí)力學(xué)效應(yīng)、檢驗(yàn)設(shè)計(jì)施工的可靠性和處治后的邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)，邊坡工程防治監(jiān)測具有極其重要的意義。 5.1 5.1 邊坡監(jiān)測概述邊坡監(jiān)測概述 學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 現(xiàn)場監(jiān)測的涵義現(xiàn)場監(jiān)測的涵義：反映邊坡巖土真實(shí)力學(xué)效應(yīng)、

2、檢驗(yàn)設(shè)計(jì)施工的可靠性和處治后的邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)。主要主要包含施工作包含施工作用和各類荷載對巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測、施工和運(yùn)營中的結(jié)構(gòu)用和各類荷載對巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測、施工和運(yùn)營中的結(jié)構(gòu)物監(jiān)測和對環(huán)境影響的監(jiān)測等方面物監(jiān)測和對環(huán)境影響的監(jiān)測等方面。 檢驗(yàn)與監(jiān)測所獲取的資料，可以反求出某些工程技術(shù)參數(shù)，檢驗(yàn)與監(jiān)測所獲取的資料，可以反求出某些工程技術(shù)參數(shù)，并以此為依據(jù)及時(shí)修正設(shè)計(jì)，使之在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面優(yōu)化。并以此為依據(jù)及時(shí)修正設(shè)計(jì)，使之在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面優(yōu)化。，但對有特殊要求的工程，但對有特殊要求的工程以及一些對工程有重要影響的不良地質(zhì)現(xiàn)象，應(yīng)以及一些對工程有重要影響的不良地質(zhì)現(xiàn)象，應(yīng)。 5.1 5.1 邊

3、坡監(jiān)測概述邊坡監(jiān)測概述 學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐監(jiān)測工作作用監(jiān)測工作作用: : (4)通過對邊坡加固工程的監(jiān)測，評價(jià)治理措施的質(zhì)量和效果。 (5)為邊坡的穩(wěn)定性分析、提供重要依據(jù)。 對不穩(wěn)定斜坡不穩(wěn)定斜坡的范圍、移動(dòng)方向和速度以及地下水、爆破振動(dòng)等取得定量數(shù)據(jù)，提供設(shè)計(jì)。 對防治工程的受力、變形防治工程的受力、變形等進(jìn)行量測，驗(yàn)證其是否達(dá)到預(yù)期的作用，如未達(dá)到即應(yīng)采取補(bǔ)救措施。(1)為邊坡設(shè)計(jì)提供必要的巖土工程和水文地質(zhì)等技術(shù)資料。(2)邊坡監(jiān)測可獲得更充分的地質(zhì)資料(應(yīng)用側(cè)斜儀進(jìn)行監(jiān)測和無線邊坡監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測等)和邊坡發(fā)展的動(dòng)態(tài)，從而圈定可疑邊坡的不穩(wěn)定區(qū)段。(3)通過邊坡監(jiān)測，確定

4、不穩(wěn)定邊坡的滑落模式，確定不穩(wěn)定邊坡滑移方向和速度，掌握邊坡發(fā)展變化規(guī)律，為采取必要的防護(hù)措施提供重要的依據(jù)。5.1 5.1 邊坡監(jiān)測概述邊坡監(jiān)測概述 學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐監(jiān)測工作內(nèi)容：監(jiān)測工作內(nèi)容：邊坡處治監(jiān)測包括施工安全監(jiān)測、處治效果監(jiān)測和動(dòng)態(tài)長期監(jiān)測。一般以施工安全監(jiān)測和處治效果監(jiān)測為主。施工安全監(jiān)測是在施工期對邊坡的位移、應(yīng)力、地下水等進(jìn)行監(jiān)測。施工安全監(jiān)測將對邊坡體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以了解由于工程擾動(dòng)等因素對邊坡體的影響，及時(shí)地指導(dǎo)工程實(shí)施、調(diào)整工程部署、安排施工進(jìn)度等。邊坡施工安全監(jiān)測包括地面變形監(jiān)測、地表裂縫監(jiān)測、滑動(dòng)深地面變形監(jiān)測、地表裂縫監(jiān)測、滑動(dòng)深部位移監(jiān)測、地下

5、水位監(jiān)測、孔隙水壓力監(jiān)測、地應(yīng)力監(jiān)測部位移監(jiān)測、地下水位監(jiān)測、孔隙水壓力監(jiān)測、地應(yīng)力監(jiān)測等內(nèi)容。監(jiān)測周期：施工安全監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集原則上采用24h自動(dòng)實(shí)時(shí)觀測方式進(jìn)行，如果邊坡穩(wěn)定性好，工程擾動(dòng)小，可采用824h觀測一次的方式進(jìn)行。5.1 5.1 邊坡監(jiān)測概述邊坡監(jiān)測概述 學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 邊坡處治效果監(jiān)測是檢驗(yàn)邊坡處治設(shè)計(jì)和施工效果、判斷邊坡處治后的穩(wěn)定性的重要手段。 一方面可以了解邊坡體變形破壞特征，另一方面可以針對實(shí)施的工程進(jìn)行監(jiān)測。例如，預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力值的變化、抗滑樁的變形和土壓力、排水系統(tǒng)的過流能力等，以直接了解工程實(shí)施效果。通常結(jié)合施工安全和長期監(jiān)測進(jìn)行，以了解工程

6、實(shí)施后，邊坡體的變化特征，為工程的竣工驗(yàn)收提供科學(xué)依據(jù)。 監(jiān)測周期：邊坡處治效果監(jiān)測時(shí)間長度一般要求不少于一年，數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔一般為710天，在外界擾動(dòng)較大時(shí)，如暴雨期間，可加密觀測次數(shù)。 5.1 5.1 邊坡監(jiān)測概述邊坡監(jiān)測概述 學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐邊坡長期監(jiān)測將在防治工程竣工后，對邊坡體進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，了解邊坡體穩(wěn)定性變化特征。長期監(jiān)測主要對一類邊坡防治工程進(jìn)行。邊坡長期監(jiān)測一般沿邊坡主剖面進(jìn)行，監(jiān)測點(diǎn)的布置少于施工安全監(jiān)測和防治效果監(jiān)測；監(jiān)測內(nèi)容主要包括滑帶深部位移監(jiān)測、地下水位監(jiān)測和地面變形監(jiān)測。數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔一般為l015天。邊坡監(jiān)測的具體內(nèi)容應(yīng)根據(jù)邊坡的等級、地質(zhì)及

7、支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行考慮，通常對于一類邊坡防治工程，建立地表和深部相結(jié)合的綜合立體監(jiān)測網(wǎng)，并與長期監(jiān)測相結(jié)臺；對于二類邊坡防治工程；在施工期間建立安全監(jiān)測和防治效果監(jiān)測點(diǎn)，同時(shí)建立以群測為主的長期監(jiān)測點(diǎn)；對于三類邊坡防治工程，建立群測為主的簡易長期監(jiān)測點(diǎn)。 5.1 5.1 邊坡監(jiān)測概述邊坡監(jiān)測概述 學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐斜坡監(jiān)測項(xiàng)目斜坡監(jiān)測項(xiàng)目: :變形監(jiān)測、應(yīng)力監(jiān)測、地下水監(jiān)測變形監(jiān)測、應(yīng)力監(jiān)測、地下水監(jiān)測地表監(jiān)測地表監(jiān)測l光電測距光電測距-經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀l地表位移伸長計(jì)地表位移伸長計(jì)l全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(GPS)地下位移地下位移l傾斜儀傾斜儀l鉆孔伸長計(jì)鉆孔伸

8、長計(jì)地表裂縫量測地表裂縫量測l仲縮儀仲縮儀l位錯(cuò)計(jì)位錯(cuò)計(jì)l千分卡千分卡變形監(jiān)測變形監(jiān)測5.1 5.1 邊坡監(jiān)測概述邊坡監(jiān)測概述 學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐邊坡內(nèi)部應(yīng)力監(jiān)測邊坡內(nèi)部應(yīng)力監(jiān)測 ：壓力盒、：壓力盒、地應(yīng)力測量地應(yīng)力測量巖石錨桿和錨索的荷載巖石錨桿和錨索的荷載 ：測力：測力計(jì)計(jì)應(yīng)力監(jiān)測應(yīng)力監(jiān)測5.1 5.1 邊坡監(jiān)測概述邊坡監(jiān)測概述 地下水監(jiān)測地下水監(jiān)測水壓力水壓力：壓力傳感式水位儀、水：壓力傳感式水位儀、水 壓計(jì)壓計(jì)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐光電測距光電測距- -經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀利用坡頂和坡面上設(shè)置的測點(diǎn)，測定移動(dòng)區(qū)的范圍、移動(dòng)速利用坡頂和坡面上設(shè)置的測點(diǎn)

9、，測定移動(dòng)區(qū)的范圍、移動(dòng)速度和方向；度和方向；確定破壞模式；確定破壞模式；進(jìn)行安全監(jiān)測。進(jìn)行安全監(jiān)測。5.2 5.2 變形監(jiān)測變形監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐數(shù)字式經(jīng)緯儀數(shù)字式經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀5.2 5.2 變形監(jiān)測變形監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀利用坡頂和坡面上設(shè)置的測點(diǎn)，測定移動(dòng)區(qū)的范圍、利用坡頂和坡面上設(shè)置的測點(diǎn)，測定移動(dòng)區(qū)的范圍、垂直位移垂直位移和移和移動(dòng)速度動(dòng)速度5.2 5.2 變形監(jiān)測變形監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐地表位移伸長計(jì)地表位移伸長計(jì)安裝在坡頂和平臺表面上，測量位移量和位移速度 固定點(diǎn)被測點(diǎn)恒力線位移轉(zhuǎn)換為角位移5.2 5.2

10、變形監(jiān)測變形監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐對斜坡變形和破壞進(jìn)行總體監(jiān)測對斜坡變形和破壞進(jìn)行總體監(jiān)測 GPSGPS（全球定位系統(tǒng)）（全球定位系統(tǒng)）5.2 5.2 變形監(jiān)測變形監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐傾斜儀傾斜儀探測相對于穩(wěn)定地層的探測相對于穩(wěn)定地層的地下巖土位移，證實(shí)和地下巖土位移，證實(shí)和確定正在發(fā)生位移的特確定正在發(fā)生位移的特征和部位征和部位 5.2 5.2 變形監(jiān)測變形監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 鉆孔傾斜儀由四大部件組成：測量探頭、傳輸電纜、讀數(shù)儀及測量導(dǎo)管，其結(jié)構(gòu)如圖11.3 所示。5.2 5.2 變形監(jiān)測變形監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐工作原理

11、：利用儀器探頭內(nèi)的伺服加速度測量埋設(shè)于巖土體內(nèi)的導(dǎo)管沿孔深的斜率變化。由于它是自孔底向上逐點(diǎn)連續(xù)測量的，所以，任意兩點(diǎn)之間斜率變化累積反映了這兩點(diǎn)之間的相互水平變位。通過定期重復(fù)測量可提供巖土體變形的大小和方向。根據(jù)位移一深度關(guān)系曲線隨時(shí)間的變化中可以很容易地找出滑動(dòng)面的位置，同時(shí)對滑移的位移大小及速率進(jìn)行估計(jì)。5.2 5.2 變形監(jiān)測變形監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐5.2 5.2 變形監(jiān)測變形監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 內(nèi)部位移監(jiān)測多點(diǎn)位移計(jì)。主要由內(nèi)部位移監(jiān)測多點(diǎn)位移計(jì)。主要由錨頭、錨頭、位移傳遞桿、護(hù)管、孔口安裝預(yù)埋管、位移傳感器、位移傳遞桿、護(hù)管、孔口安裝預(yù)埋管、

12、位移傳感器、測溫傳感器及保護(hù)罩測溫傳感器及保護(hù)罩等組成，側(cè)重監(jiān)測堆積體內(nèi)部等組成，側(cè)重監(jiān)測堆積體內(nèi)部的的。 錨頭傳遞桿支撐板預(yù)埋安裝管傳感器保護(hù)罩5.2 5.2 變形監(jiān)測變形監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 工作原理：工作原理： 以孔口安裝預(yù)埋管為相對基準(zhǔn)，將錨頭按觀測設(shè)計(jì)依次置于以孔口安裝預(yù)埋管為相對基準(zhǔn)，將錨頭按觀測設(shè)計(jì)依次置于欲測位置。依據(jù)設(shè)計(jì)需要布設(shè)溫度計(jì)后灌漿，錨頭與布置處基巖欲測位置。依據(jù)設(shè)計(jì)需要布設(shè)溫度計(jì)后灌漿，錨頭與布置處基巖固為一體。固為一體。 由于傳遞桿是剛性的，當(dāng)巖體沿孔軸產(chǎn)生位移時(shí)，錨頭將相由于傳遞桿是剛性的，當(dāng)巖體沿孔軸產(chǎn)生位移時(shí)，錨頭將相對巖體的變位傳遞到安裝

13、在孔口的位移傳感器，位移傳感器將傳對巖體的變位傳遞到安裝在孔口的位移傳感器，位移傳感器將傳遞的位移轉(zhuǎn)換為電信號輸出，檢測位移傳感器的電信號即可測出遞的位移轉(zhuǎn)換為電信號輸出，檢測位移傳感器的電信號即可測出各點(diǎn)的巖體變位量。各點(diǎn)的巖體變位量。 錨頭傳遞桿支撐板預(yù)埋安裝管傳感器保護(hù)罩5.2 5.2 變形監(jiān)測變形監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 地表裂縫位錯(cuò)監(jiān)測可采用仲縮儀、位錯(cuò)計(jì)或千分卡直接量測。測量精度0.11.0mm。對于規(guī)模小、性質(zhì)簡單的邊坡。在裂縫兩側(cè)設(shè)樁(圖a)、設(shè)固定標(biāo)尺(圖b)或在建筑物裂縫兩側(cè)貼片(圖c)等方法，均可直接量得位移量。5.2 5.2 變形監(jiān)測變形監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)

14、謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐測量爆破引起質(zhì)點(diǎn)速度和位移測量爆破引起質(zhì)點(diǎn)速度和位移分析控制爆破技術(shù)的效果分析控制爆破技術(shù)的效果建立震級、位移和邊坡破壞之間的關(guān)系建立震級、位移和邊坡破壞之間的關(guān)系地震儀地震儀5.3 5.3 壓力監(jiān)測壓力監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐測量錨固系統(tǒng)的載荷測量錨固系統(tǒng)的載荷 測力計(jì)測力計(jì)5.2 5.2 壓力監(jiān)測壓力監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐確定坡幫內(nèi)地下水的狀態(tài)確定坡幫內(nèi)地下水的狀態(tài)確定作用在破壞面上的水壓力確定作用在破壞面上的水壓力評價(jià)疏干系統(tǒng)的效能評價(jià)疏干系統(tǒng)的效能 水壓計(jì)水壓計(jì)5.4 5.4 水壓監(jiān)測水壓監(jiān)測學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 隨著科學(xué)

15、技術(shù)的飛速發(fā)展，在巖土工程勘察領(lǐng)域中隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，在巖土工程勘察領(lǐng)域中不斷引進(jìn)高新技術(shù)。不斷引進(jìn)高新技術(shù)。 例如，遙感例如，遙感(RS)(RS)、地理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng) (GIS)(GIS)和全球衛(wèi)星和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)定位系統(tǒng)(GPS)(GPS)即即“3S3S”技術(shù)技術(shù)的引進(jìn)；勘探工作中的引進(jìn)；勘探工作中地地質(zhì)雷達(dá)質(zhì)雷達(dá)和和地球物理層析成像地球物理層析成像技術(shù)技術(shù)(CT)(CT)的應(yīng)用等。的應(yīng)用等。學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 以監(jiān)測成果作為支護(hù)以監(jiān)測成果作為支護(hù)跟進(jìn)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測反饋的先跟進(jìn)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測反饋的先導(dǎo)信息。導(dǎo)信息。 分為分為地表變形監(jiān)測、地表變形監(jiān)測、內(nèi)部位移監(jiān)測、支護(hù)效果內(nèi)部位移監(jiān)測、支護(hù)效果監(jiān)測監(jiān)測三部分。三部分。學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)踐崇尚實(shí)踐 地表變形測量標(biāo)點(diǎn)能大范圍覆蓋地表變形測量標(biāo)點(diǎn)能大范圍覆蓋邊坡，掌握邊坡整體位移，實(shí)施快，邊坡，掌握邊坡整體位移，實(shí)施快，能在邊坡開挖先期即埋點(diǎn)測量，反映能在邊坡開挖先期即埋點(diǎn)測量，反映邊坡變形全過程。邊坡變形全過程。地表變形監(jiān)測表觀位移監(jiān)測點(diǎn)反射器地表變形監(jiān)測表觀位移監(jiān)測點(diǎn)反射器學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn) 崇尚實(shí)