高边坡防护及监测技术
一、前言
高边坡稳定问题是路基工程中经常遇到的问题，边坡的地质构造往往比较复杂，影响滑坡的因素也很多，高边坡加固和防护措施对边坡的稳定性影响非常大，边坡的稳定性直接决定着工程修建的可行性，影响着工程的建设投资和安全运行。
二、工程概况
白腊寨越行站位于云南省文山州广南县境内。在K394+130～
DK394+392段左侧为九级边坡，长262m,高达98m。边坡防护主要采用锚固桩、锚索框架梁内灌草护坡防护。
本段线路主要以挖方通过。属低中山剥蚀与溶蚀地貌，地形起伏大，地形坡度30～80°，自然横坡30～50°。山峰沟谷发育，沿线路方向地形波状起伏，冲沟基本沿垂直线路朝北方向发育。陡坡坡面上分部乔木和灌木林，植被覆盖率高；平缓处被开垦为旱地。地表上覆第四系全新统坡洪积粉质黏土与坡残积粉质黏土。下伏基岩为三叠系下统罗楼组粉砂岩夹页岩、泥岩。
三、高边坡防护技术
高边坡施工遵循“减载、固脚、强腰、排水”的原则，贯彻建“绿色通道、走环保之路” ，实现“恢复自然、水土保持、综合治理、因地制宜、技术先进、经济美观” 理念的目标。结合现场实际，遵循“强支挡、弱削方”的边坡加固原则，施工中采用锚式系统加固措施，并加强坡体排水，严格控制施工质量，确保高边坡安全。
白腊寨站场高边坡防护主要采用锚固桩、锚索框架梁内灌草护坡防护。
(一)锚固桩
锚固桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱，用以支挡滑体的滑动力，起稳定边坡的作用，适用于浅层和中厚层的滑坡，是一种抗滑处理的主要措施。
锚固桩对滑坡体的作用是利用锚固桩插入滑动面以下的稳定地层对桩的抗力（锚固力）平衡滑动体的推力，增加其稳定性。当滑坡体下滑时受到锚固桩的阻抗，使桩前滑体达到稳定状态。锚固桩埋入地层以下深度，按一般经验，软质岩层中锚固深度为设计桩长的三分之一；硬质岩中为设计桩长的四分之一；土质滑床中为设计桩长的二分之一。当土层沿基岩面滑动时，锚固深度也有采用桩径的2～5倍。锚固桩的布置形式有相互连接的桩排，互相间隔的桩排，下部间隔、顶部连接的桩排，互相间隔的锚固桩等。桩柱间距一般取桩径的3～5倍，以保证滑动土体不在桩间滑出为原则。
锚固桩开挖前需对坡脚桩位处做临时支护,采用钢管，用钢管作为主支撑,在主支撑间用木板作为临时挡土板，防止山坡滑落泥土及碎石块伤及坡脚施工工人。
开挖原则跳桩开挖。在孔内土方开挖前，先将地表层及坡脚土石清理掉，主要防止坡面的土石被机械振动造成滑坡。在进入桩身以前检查孔口四周做好孔口的清理，孔桩口四周处用沙袋错叠码放高出土平面20cm，进孔前检查孔口的支护和通风措施。把孔的十字线及标高引到护壁上。孔内的土、石方提升采用1t的卷扬机提升。孔内的土方出孔后，用车及时运走。
桩身钢筋就地加工,锚固桩因有4～6米的外露部分，为保证光洁度，为保证外露部分的美观，其一要做到该部分模板的垂直度。每次灌注砼前核对各方位尺寸。在外露部分模板钉上PVC橡胶板以保证拆除模板后的光洁度, PVC橡胶板钉在事先预制好的模板内。桩身砼采用采用串筒集中灌注。
(二)锚索框架梁
锚索就是高挖方路段为了减少对原状土的挖方数量,保护生态环境而设计的一种特殊挡防结构。主要解决破裂面至土体临空面之间破裂土体的稳定。预应力锚索框架梁为复合支护结构,将锚索这一柔性支护手段和框架梁结合起来,在实际工程中取得了良好的支护效果。在高边坡加固工程中,为了阻止岩土体随潜在滑移面滑动,多采用预应力锚索加固坡体,预应力锚索通过潜在滑动体,深入基层岩体,主动利用基层岩体来加固坡体,防止土体下滑。而表层岩土体的加固和水土保持,则主要依靠框架梁浅表护坡,框架梁不仅可以遏制滑动体的下滑,在框架梁的框格中还可以进行植被护坡,保持水土,提高工程的绿化率,恢复原来的生态环境。
钻孔前，作业面场地要平坦、坚实、有排水沟，场地宽度大于4m。钻机就位后，保持平稳，导杆或立轴与与钻杆倾角（20°）一致，并在同一轴线上。锚索钻孔采用干钻，按设计的孔位、孔径、方向及倾角钻孔，在地层松散、破碎时，采用跟管钻进技术，若遇坍孔采用固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后重新扫孔钻进。钻孔完成后使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）吹孔，严禁用水冲洗。钻孔时注意地层情况，以保证锚固段地层与设计相符。
锚索均采用φ15.2mm高强度、低松弛无粘结钢绞线制作，其抗拉强度不得低于1860MPa，锚索在锚固段，每隔1.0m设置一个对中支架，使锚索对中。自由段每隔1.0m采用钢丝绑扎。自由段套Φ20的PVC管，套管两端10～20cm长度范围内用黄油填充，外绕工程胶布固定。锚固段采用紧箍环和扩张环，自由段安装紧箍环和定位支架，保证钢铰线顺直地安放在钻孔中心。锚索束放入后及时灌浆，采用孔底反压注浆法一次完成注浆，灌浆压力0.6～0.8MPa。
框架梁为钢筋砼现浇，将锚具中的螺旋钢筋、锚垫板固定在地梁钢筋上，方向与锚孔方向一致，锚垫板与锚索垂直，再进行砼浇注、振
捣，在锚孔周围仔细振捣，保证质量。锚索孔预留排气管和补浆管。
孔内砂浆达到设计强度的80%后，进行锚索张拉，在锚索正式张拉前，取10%～20%的设计张拉荷载，对锚索张拉1～2次，使其各部位接触紧密，钢绞线完全平直。再分三级即设计荷载的50%、100%、120%进行逐级张拉，每次张拉间隔3～5天，每个循环均应对所有锚索张拉一次，且每孔锚索张拉间隔时间保持一致。锚索张拉中应对锚索伸长及受力作好记录，核实伸长与受力是否相符，然后锁定。
三维立体植被网、拱型骨架铺设好后，即向已铺设好的网垫内上撒草籽，撒播前先将种子与砂土混合，然后撒土进行覆盖，覆盖厚度以使网垫上面隆起的丝网微微露出为宜，再用土耙均匀拍实，最后用扫帚将网垫上的土扫平，并注意网垫下面要用填土充实，不能有空隙。定期洒水养护，在草发芽后及根系充分发达并完全固定于边坡土之前保证土体潮湿，确保成活率达90%以上。
四、高边坡监测技术
本工程根据现场实际情况及动态化设计和信息化施工的监测要求，主要采用坡顶水平位移和垂直位移监测、土体内部位移和垂直位移监测、支护结构变形监测、锚索监测和地表裂缝观测等措施进行监测。
(一)坡顶水平位移和垂直位移
在各级边坡顶部（平台）设置观测标，用精密水准仪配合水准尺进行沉降观测，用全站仪进行水平位移观测，通过观测各点的累积沉降量、沉降速率和累积位移量、位移速率变化来分析边坡顶部的变形情况。
1.监测网的布置
本边坡工程位移监测网分基准网、工作测点和监测点三级布设。基准网在远离边坡的稳定位置布设，用于检核工作测点的稳定性。工作测点在边坡体附近布设，用于观测边坡体各级坡面上的监测点。
2.监测点埋设与监测要求
(1)在堑顶及边坡平台按设计要求均匀布设位移（沉降）监测点，共布置23个测点。
(2)在开始监测前，用全站仪对各测点反复测量多次，待数值稳定后取平均值作为初始坐标值，以后每次测量时用全站仪强制对中测出各个观测点的即时坐标，记录在专用观测表内，与初始坐标相比，计算出累计位移量。前后两次累计位移量之差，即得前后两次的位移量。观测结果当天处理，根据实测结果及时提供边坡顶时间-水平位移曲线。
(3)在开始监测前，用高精度水准仪配合铟瓦尺，对各测点反复测量多次，待数值稳定后取平均值作为初始高程值，以后每次测量时用高精度水准仪配合铟瓦尺用观测高程的方法测出各个观测点的高程，记录在专用观测表内，与初始高程相比，计算出累计沉降量。前后两次累计沉降量之差，即得前后两次的沉降量。观测结果当天处理，根据实测结果及时提供坡顶时间-沉降曲线。
3.监测频率
观测时间应根据位移速率、施工现场情况、季节变化情况确定，原则上每月观测4次，雨季每10天观测2次，暴雨前后应增加观测次数，在沉降与位移加速期间和发现不良地质情况时逐日连续观测。
4.观测数据整理
每次外业观测结束后,整理并出检测成果资料。
(二)土体内部水平位移监测
主要为布设钻孔测斜仪，监测边坡岩体深部位移，孔深进入潜在滑动面以下3～5m。本工程边坡高度较大，地质情况较复杂，在各级边坡的平台上依据监控网的需要布置测斜孔，监控边坡的深层滑动。
1.测试仪器及测点埋设
测试仪器采用测斜仪和测斜管,测斜管埋设:直接在预埋位置钻孔，钻孔偏斜率不大于1%，钻孔深度以测斜管打入相对硬土层3m为控制标准（具体深度依据钻探资料中测斜管所在边坡横断面的潜在滑裂深度确定），测斜管的其中一组导槽应平行于边坡轴线方向。
2.测试方法及频次
测斜管应在正式测读5天以前安装完毕，并在3～5天内重复测量3次，以连续三次无明显差异的测试结果平均值作为初始值。测斜结果稳定之后，开始正常测量工作。测试时，将测斜仪探头放入测斜管（探头高轮指向边坡变形方向），测试从孔底开始，自上而下沿测斜管导槽滑移，每0.5m在读数仪显示屏上读得相应数据一次，至管顶后将测斜仪探头绕轴线在水平面内旋转180°（即探头高轮指向边坡变形的反方
向），插入同一对导槽中再次从孔底开始测试，取相应深度处两次读数数值的平均值作为该次监测值。观测频次与地表位移同步。
3.资料整理提交
每次量测后，提交孔深～绝对位移曲线、孔深～相对位移曲线；与相近的坡面位移点的监测结果相对比，提高监测数据的合理性；根据相对位移曲线，对比分析潜在滑动面地的深度位置，较准确地判断边坡的稳定性。
(三)土体内部垂直位移监测
在坡面上钻孔埋设分层沉降磁环，通过观测各磁环的沉降速率和累积沉降量来分析边坡土体内部垂直变形情况。
(四)支护结构变形
在支护结构（锚固桩顶、框架梁）上布置监测点，用全站仪和水准仪分别测量各监测点的位移和沉降情况，进而分析支护结构的变形情况。
(五)预应力锚索应力监测
选择一些有代表性的锚索，在锚头安装锚索测力计，通过对张拉过程中以及张拉完成后锚索应力的变化监测，来分析张拉过程中以及张完成后的预应力变化规律，进而分析边坡稳定性情况。
1.测试仪器及测点埋设
测试仪器采用预应力锚索测力计,测点安装与监测方法：锚索测力计的安装是伴随锚索施工进行的，它包括钻孔、编锚索钢绞线、穿索、内锚段注浆和张拉等工序都应严格要求，锚索测力计安装在张拉端，安装时钢绞线锚索从测力计中心穿过，测力计处于钢垫座和工作锚之间，整个张拉过程采用油压表控制加载，分级张拉，拉力达到设计值时进行锁定。在分级张拉过程中应随时对锚索计进行现场监控，并从中间锚索开始想周围锚索逐步加载以免锚索计的偏心受力或过载。张拉完成后取下千斤顶，裁除多余的锚索、埋出监测电缆侧头后用混凝土封住锚头，继续进行读数监测，观测预应力锚索张拉后预应力长期变化情况，对边坡开挖的稳定性进行判断。
2.资料整理提交
把预应力锚索应力监测结果与深层水平位移、坡面位移监测结果联合分析，作应力与相近位移时的时程对比曲线。
(六)裂缝观测
裂缝观测以人员巡视为主，在有裂缝出现的断面作为重点观测断面，结合深层水平位移和坡面位移观测成果综合分析。
裂缝监测以人工巡视为主，对于坡面地表发现裂缝应分条进行编号，每条裂缝的两端、拐弯、中部和最宽处的两侧，应设立成观测标志，并编号；用钢尺测定成对标志间的距离，变换尺位两次读数，读至0.5mm，其差值不应大于1mm，裂缝的观测周期，视裂缝的发展情况而定，一般每月观测1次，当裂缝发展较快时，应增加观测次数。把观察到的裂缝的走向同位移监测成果相对比，对出现裂缝的断面要格外引起重视。
结束语：白腊寨站场高边坡的加固防护治理方案是安全、经济
而有效的；同时对高边坡进行稳定性监测，实施动态设计、动态施工，确保安全、快速施工。
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