高边坡运行期变形监测实例

摘要：高边坡给道路和建筑以及人的生命财产都有不可估量的安全影响，故对高边坡进行变形监测以及高边坡周边安全评估是对人民生命财产最好的保障。 关键词：高边坡；变形监测；预警

引言

随着城市迅速扩张,道路修建和房屋建设等在丘陵和山区留下了不计其数的高边坡。较少的仅一、二级，多的三、四级边坡，总高10-30米，有甚者超50米。能形成高边坡的地质条件虽为良好，但是受暴雨、洪水的侵袭，周围大型机械施工等影响。高边坡给道路和建筑以及人的生命财产都有不可估量的安全影响，故对高边坡进行变形监测以及高边坡周边安全评估是对人民生命财产最好的保障。 一、监测目的

1、通过对该项目运行期的变形监测，对观测数据进行统计分析，以评价高边坡挡墙和边坡的稳定性和安全性，确保该项目高边坡施工期及运营期安全，对险情作出提前预警。

2、为防止边坡可能的滑动和蠕变提供及时支持，预测和预报滑坡的边界条件、滑动方向、发生时间及危害程度，如发现异常情况，及时向业主报告，以便采取相应措施，避免发生安全事故。

二、设备采用、技术方法及注意事项

监测设备如高精度全站仪、水准仪、GPS等测量精度应满足相关国家规范，设备每半年送交省市计量检验中心进行检核。

1.平面位移监测：常规精密大地测量方法（边角网法、双极坐标法、精密导线、小角法、视准线法等），具体采用何种方法，根据现场条件确定，可以采用一种方法或多种方法相结合。

平面位移设备采用：高精度测量机器人监测系统如徕卡1201+，设备标称精度：测角精度1秒；测距精度：1mm+1ppm*D,D为km.。

2.地表裂缝简易监测：采用游标卡尺和钢卷尺量取简易标志之间的读数。

监测过程注意棱镜朝向及遮挡情况，发现仪器读取困难应及时查明原因并采取措施。位于滑坡体上易变形地方布点完成后应尽量避免人员扰动，以免影响监测精度。 三、监测等级精度要求

根据本项目工程规模，监测等级均按《建筑变形测量规程》和《建筑基坑工程监测技术规范》等级划分的二级精度要求： 1、平面监测：

监测基准控制网点最弱点位中误差≤±2.5mm； 监测点观测位移量中误差≤±5mm。 2、沉降监测：

水准测量每公里高程中误差≤±1.0mm；

垂直位移观测中观测点测站高差中误差≤±0.5mm。 四、监测周期频率

经过业主组织相关单位、相关专业人员现场会议确定，在规范规定监测频率基础上，根据实际情况可适量加密监测次数，切实确保随时掌控边坡病害发生发展趋势，保证工程安全实施。结合相关规范，并经多方商定。

实施监测时间应避开中午11点至下午3点高温时间段。

基准网每半年进行复测。实际监测时，可以根据各种因素，如天气，气温，现场灾害情况等进行加密。

2、遇以下情况时，应加强监测，提高监测频率，并及时向业主及相关单位报告监测结果： a)监测数据达到报警值；

b)周边地面突发较大沉降或出现严重开裂；

c)建筑突发较大沉降、不均匀沉降或出现严重开裂； d)边坡底部、侧壁出现管涌、渗漏或流砂等现象；

e)出现其他影响边坡及周边环境安全的异常情况。

3、在观测周期内挡墙变形出现异常情况时，在征求业主意见后另行设计监测方案。 五、监测数据的整理、分析与上报 1、监测数据的整理

后期监测数据以抢险后复测完成后第一次监测数据为基准数据。

在变形监测中，观测中的错误是不允许存在的，系统误差可以通过一定的观测程序得到消除或减弱。

在变形监测中，由于变形量本身很小，临近于测量误差的边缘，为了区分变形与误差，提取变形特征，必须设法消除较大误差（超限误差），提高测量精度，从而尽可能地减少观测误差对变形分析的影响，因此对监测资料的检核是必不可少的重要工作内容。 ⑴监测资料检核的方法

①野外检核：任一观测元素（如高差、距离、方向值、PDOP值等）在野外观测中均具有本身的观测检核方法，如限差所规定的往返较差、闭合差、两次读数差等，此部分内容以各种规程、规范中要求的技术指标为依据。 ②室内检核：主要包括三个方面的内容。

1）校核各项原始记录，检查各次变形值的计算是否有误；

2）原始资料的统计分析：包括监测资料奇异值的检验与插补、对数据的筛选等内容，它涉及到用数学方法来计算与检验；

3）原始资料的逻辑分析：根据监测点的内在物理意义来分析原始实测值的可靠性，主要用于工程建筑变形的原始实测值。 ⑵观测结果的平差计算

采用固定基准进行经典平差，可采用条件平差法或间接平差法，平差后的精度评定应满足各项精度指标要求。 ⑶平差成果的整编

为便于对变形监测成果的分析，需要将变形值绘制成各种图表，一般采用变形监测位移增量成果表和变形过程线来分析。

边坡变形监测所要求的是相对变形，因此在对观测数据进行整理时，以各观测点的零周期值为初始值，计算出以后的每次观测值对初始值及上次观测值之差，求得观测点从开始监测至监测周期内的累计变形量和观测点每相邻周期间的变形量，形成位移增量成果表，并依此绘制出变形过程线图。变形过程线图以时间为横坐标，以累积变形值为纵坐标绘制，它可以明显地反映出变形的趋势、规律和幅度，对于初步判断高切坡的稳定性是非常有用的。 2、变形值的统计规律及变形成因分析

根据实测变形值整编的表格和图形，可以显示变形的趋势、规律和幅度，在经过长期的观测，掌握了变形规律后，可以绘制观测点的变形范围图。变形范围图，绘制时可先绘变形过程曲线，然后用两倍的变形值的中误差绘制变形值的变化范围，变形范围图可以用来初步检查观测是否有粗差，同时也可以初步判断边坡是否有异常变形。但对异常情况，如违规加载、坡底违规临空开挖等引起的变形值超过变化范围时，再用变化范围图来判断高切坡是否正常就缺乏理论根据，这时，就需要进行变形分析。 ⑴变形的几何分析

变形的几何分析是对变形体的形状和大小的变化作几何描述，其任务在于描述变形体变形的空间状态和时间特征，其主要内容包括参考点的稳定性分析、观测值的平差处理和质量评定，以及变形模型参数估计等内容。 ⑵变形的物理解释

变形的几何分析仅对变形体的形状和大小的变化作几何描述，还不能对变形的原因作出解释。确定变形体的变形和变形原因之间的关系，是变形物理解释的任务。

变形的物理解释应确定变形体变形与变形因子之间的函数关系，并对引起变形的原因作出分析和解释，以预报变形发展趋势。变形物理解释的基本方法有统计分析法、确定函数法和混合模型法三种。采用统计分析法中的回归分析法进行物理解释。

由于变形的物理解释涉及到多学科的知识，已远不是测量人员所能够独立完成的。因此，但在监测过程中出现异常变形时，还需配备结构、工程地质、岩土工程等方面的技术人员。 3、监测结果上报

监测数据依然当天外业工作完成后从仪器导出当日监测数据并进行计算、分析、对比。当变化速率超限、变化累计绝对值超限（7.2详解）应立即向相关各方进行上报。平时宜采用季报、半年报等形式向业主以及相关单位递交纸质监测数据资料及变化曲线图。 结语

通过对高边坡连续的变形监测，对高边坡形变进行连续追踪。当高边坡呈一定趋势发展，或者突然趋向危险，应及时地向业主或者相关部门进行通报。相关部分通过相关应急预案进行处置或者组织撤离，减少人员伤亡和财产损失。 参考文献：

[1]建筑变形测量规范JGJ_8-2007

[2]建筑基坑工程监测技术规范 GB50497-2009

[3]《全站仪坐标差分法在高边坡变形监测中的应用》 《土木建筑与环境工程》, 2005 , 27(3) :130-134