1 　問題的提出
一般認為高度大于30m 的巖質邊坡為高邊坡,土質邊坡大于20m 即為高邊坡。高邊坡的穩定性問題在鐵路、公路、礦山和水利建設中早已存在,近年來在高速公路建設中尤其突出。高邊坡的穩定性受控于邊坡所在巖土體的基本特性——地層巖性、地質構造、巖體結構、坡體結構及水文地質條件等,以及人為改造的程度——開挖高度、坡形和坡度。由于地質體的復雜性、多變性和不均質性,使得高邊坡設計也十分復雜,至今還作為一種特殊設計而無章可循。
低等級公路由于標準低,路基窄,開挖量少,高邊坡不多。但隨著山區高速公路的發展,路線等級高,路基寬,開挖量大,出現了大量高邊坡,也發生了眾多高邊坡變形和破壞,既增加了投資,又延誤了工期,甚至造成已有工程的破壞。如京珠高速公路,廣東北段高度大于30m 的邊坡近300 處,治理滑坡和高邊坡加固花費近8 億元。某高速公路長147km ,大于30m 的邊坡近300 處,治理滑坡和邊坡加固花費5 億多元,重慶市萬州至梁平高速公路有20 余公里設在砂泥巖順層地段,幾乎所有的高邊坡開挖后都發生了變形,加固邊坡花去近2億元。安徽省徽杭高速公路在開挖過程中產生大量高邊坡變形問題,成為制約投資及工期的最主要控制因素之一,如何設計使高邊坡穩定,如何正確認識影響高邊坡穩定性的因素已引起眾多技術人員的重視。
2 　影響高邊坡穩定的因素分析
根據邊坡工程從“產生原因”到“防治對策”的總體思路和原則,我們認識高邊坡,分析高邊坡,首先應從邊坡病害的形成條件、影響因素入手,分析影響路塹高邊坡穩定的主要因素,搞清邊坡病害的形成條件,使設計工程有的放矢,最終保證設計工程經濟合理,安全可靠。
概況而言,影響路塹高邊坡穩定的因素主要可歸納為以下3 個方面:
2. 1 　路塹高邊坡的工程地質特征工程地質特征是判斷邊坡穩定與不穩定的主要內因,它包括以下幾個方面:
(1) 地層巖性:地層巖性及其組合是構成高邊坡的物質基礎,巖性決定巖石的強度,抗風化能力,巖體結構及所能保持的邊坡高度。巖石軟弱,風化深度大,構造破碎嚴重,當切坡高度、陡度達到一定值時會發生失穩現象。
(2) 地質構造:地質構造決定巖層的產狀,節理裂隙的性質及發育程度,斷層破碎帶的性質等,這些因素又決定了路塹邊坡的巖體結構。受構造的影響,如高邊坡體上節理裂隙發育,巖體破碎,將嚴重影響路塹高邊坡的穩定性,局部邊坡的穩定主要受傾向臨空不利結構面的控制。
(3) 邊坡巖體的風化程度:巖體風化一方面破壞了巖體的完整性,另一方面使巖石物質成份發生變化,導致巖石物理力學性質的改變,直接影響巖體的強度及構造特性,進而影響路塹邊坡的穩定。風化程度一般分為四級,即全風化、強風化、中風化、微風化。不同的風化程度表示著巖石受改造的程度及其力學屬性的差異,同時也預示著其變形特征及主要影響變形因素的改變。如殘積層及全風化呈砂土狀巖體構成的高邊坡的穩定性,節理裂隙已不起作用,起控制作用的是土狀巖體的強度能否支撐設計的坡度、坡高;強風化碎裂結構巖體或風化呈碎石夾砂土狀巖體,由巖體強度、破碎程度及構造面的組合及其與臨空面的關系等共同控制邊坡的穩定性;中～微風化軟質巖石,主要由巖體結構面及巖性控制邊坡設計,中～微風化硬質巖石,主要由結構、構造面組合及其與臨空面的關系控制坡形、坡度的設計及其加固工程措施。
(4) 水文地質條件:水是造成邊坡失穩的重要因素,地下水軟化巖(土) 體,降低其強度,增大容重而增大了下滑力,產生靜、動水壓力,產生邊坡的失穩。坡體內具豐富的地下水,巖性軟弱,往往導致大規模變形如坡體滑坡、邊坡滑坡的產生,是否具地下水及地下水發育程度是評價邊坡穩定的重要元素。
2. 2 　路塹邊坡的設計措施
路塹邊坡的開挖是對自然應力狀態的重大改變,是造成邊坡失穩的直接原因,因此路塹邊坡的設計措施是否合理是決定路塹邊坡穩定的關鍵,它包括確定坡形、坡度、邊坡高度和防護結構的類型等。故在一定的工程地質條件下,路塹邊坡的穩定性取決于設計措施是否與地質條件相適應。
2. 3 　施工方法、工藝及施工順序
施工方法、工藝及施工順序對路塹邊坡的穩定也有很大影響,故應結合不同地質條件及工程特性,在設計合理的前提下,做好施工組織,選擇有效的施工方法及工藝,尤其做好開挖與支擋工程的有機配合。如對危重病害邊坡,必須分級開挖,隨即支擋,挖一級,支擋防護一級,再向下挖。若一挖到底再防護,可能發生新的變形,增加投資及影響施工進度。又如高邊坡加固采用錨固工程,近二十年來在國內外大量應用,比較成功。但錨固工程主體為地下隱蔽工程,且工程質量與施工技術密切相關,對錨固工程施工隊伍的專業技術水平要求較高,應選擇有經驗、責任心強的施工隊伍,并加強施工質量監督與管理,確保邊坡穩定和結構安全。