坡体下滑力的反向核查方法

在坡体下滑力计算中，由于滑面或潜在滑面，以及相应的力学参数难以准确确定，故造成了很多坡体的下滑力计算可能与实际情况存在较大出入。这种情况轻则造成工程经济性较差，重则造成工程处治失败。

基于此，笔者在此通过反向考虑问题，即通过既有坡体的稳定性和工程改造后的稳定性损失情况，以及既有坡体工程支挡加固工程的平衡力度，去反向核查坡体下滑力计算是否准确可靠。此方法是我国滑坡学的奠基人之一徐邦栋先生“地质八大法”中的一法，长期在工程实践大量采用，取得了良好的应用效果。在此，笔者通过几个案例对其进行说明，希望对大家有帮助。

一、边坡高度为32m，坡体由岩体比较完整的顺倾砂质泥岩构成。原设计采用面板式轻型锚杆挡墙进行加固。锚杆挡墙的锚杆设计水平向与竖向间距均为2.5m，锚杆设计抗剪力约100KN/根。

在使用约半年后挡墙开始出现变形和破坏，后部坡体出现开裂。设计依据地勘提供的坡体相关参数进行计算，所得的坡体下滑力为1453KN/m。故决定采用14排、长度为14m，设计拉力为700KN/孔，纵横向间距为2.5m的框架锚索进行加固。

图1-1 原设计工程地质断面图

而根据坡体和挡墙破坏形态分析，目前坡脚的锚杆挡墙已基本处于极限平衡或略小的状态，挡墙中的锚杆抗剪强度达到了极限强度，即此时稳定系数为1.0的情况下，即极限抗剪力约为220KN/m。因此，在确保边坡满足相关规范安全系数1.35的情况下，锚杆挡墙后部的坡体下滑力约为357KN/m。这与技术人所采用的坡体下滑力为1453KN/m相差了4.07倍。

因此，在防止坡体出现滑移或溃曲的情况下，在原既有挡墙部位设置决定采用3排、长度为14m，设计拉力为400KN/孔，纵横向间距为2.5m的框架锚索进行加固即可。

图1-2 优化设计后工程地质断面图

二、某稳定自然坡体主要由崩坡积碎石土和下伏的全风化花岗岩构成，公路修建时拟向内开挖宽度约13m。技术人员采用圆弧搜索法进行分析计算后得出坡体在安全系数为1.2的情况下，坡体下滑力约1567KN/m，故拟采用截面为2.4×3.6×36m@6m的锚索抗滑桩进行支挡。其中桩体上布置三孔锚索，设计拉力均为600KN/孔。

图2-1 原设计工程地质断面图

而考虑到原自然坡体处于稳定状态，故边坡支挡工程的力度只要能确保工程向线路内侧开挖宽约13m后造成的坡体稳定性损失能够了等效补偿就可以了。换句话说，开挖后边坡的采用圆弧搜索所得到的下滑力应与挖掉的坡体抗力相同。

基于此，依据挖掉的宽约13m坡体的抗剪力约为650KN/m或被动土压力约为535KN/m（依据半无限体理念，扣除一定宽度范围内的土体高度）的情况，依据安全的原则选取抗剪力与土压力的最大值作为支挡工程补偿的力。从而可以反向算出挖方后边坡采用圆弧搜索所得到的下滑力也宜为650KN/m。这与技术人所采用的坡体下滑力为1567KN/m相差了2.41倍。由此，原设计支挡工程可以优化采用截面为1.25×2.0×27m@6m的锚索抗滑桩进行支挡。其中桩体上布置五孔锚索，设计拉力均为400KN/孔。

图2-2 优化设计后工程地质断面图

三、某填方路堤采用路堤间距为5m的普通抗滑桩支挡，由于桩体锚固段设置欠合理，造成路堤填筑到位后桩体发生倾斜变形，路基出现贯通性裂缝。

病害处治时技术人员采用在填方体内的圆弧搜索法、填方依附于老地面的折线法进行分析计算后得出坡体在安全系数为1.35的情况下，其下滑力为875KN/m。故拟在原桩间挂板与桩后路堤上共设置11排、设计拉力均为400KN/孔的锚索进行补偿。

图3-1 原设计工程地质断面图

而考虑到路堤与抗滑桩的病害特征，可判定路堤坡体的稳定性为极限平衡状态，即坡体稳定系数为1.0。即抗滑桩锚固段的被动土压力与桩后填方坡体的下滑力处于极限平衡状态。

基于此，依据挖桩前土体的被动土压力约为260KN/m的情况，在确保填方体安全系数为1.35的情况下，病害处治的补偿加固力度应为351KN/m。这与技术人所采用的坡体下滑力为875KN/m相差了2.49倍。由此，原设计支挡工程可以优化在原桩间挂板上共设置4排、设计拉力均为440KN/孔的锚索进行补偿即可。

图3-2 优化设计后工程地质断面图

四、某路堑边坡主要Q3与Q2的黄土和下伏的泥岩构成。边坡开挖时技术人员采用1：0.75的坡率开挖后形成了高41.19m的高边坡。故决定采用在第一、二级边坡设置锚索框架对坡体的整体稳定性进行加固提高。

图4-1 原设计工程地质断面图

而考虑到原自然坡体处于稳定状态，以及原设计采用明显的“剥山皮”式不合理设计情况，故结合坡体地质条件，拟采用1：0.5的坡率进行设置，从而有效将边坡高度由41.19m大幅降低为11.2m。

在此基础上，考虑到收坡后原边坡挖掉的宽度约7.8m，故由于开挖损失的坡体抗剪力约为100KN/m左右，从而可以反向算出挖方后边坡所要补偿的抗滑力也宜为100KN/m。由此，在收坡后的坡面采用锚杆长度为12m的框架进行加固防护。

图4-2 优化设计后工程地质断面图

通过以上案例可以发现，岩土工程“定量计算，定性使用”的理念在贯彻“道常无为而无不为”理念中，通过多方面考虑、验证，就能得出合理的坡体下滑力计算值。正所谓“以正治国，以奇用兵”，坡体工程的计算莫不如是。当然， 这都是建立在合理考虑坡体地质模型基础条件上所得出的，一旦坡体地质模型出现偏差，那计算结论往往就存在太多的不确定性。