乡村边贸建设场地滑坡灾害桩板墙防治工程实践与分析

朱常侠

中化地质矿山总局明达海洋工程有限公司，北京 100013

中国自改革开放以来，积极的对外开放政策促进了边境贸易的发展和兴旺，边境贸易逐步发展成为中国边境省份沿边开放的重要特色经济，其不仅在加强国与国间边民联系、增进与毗邻国家的友谊和互信、促进边境稳定和睦邻合作等方面发挥着不可替代的作用，还有效地促进了边境乡村经济发展和社会进步，在边境乡村脱贫致富、劳动就业、兴边富民等方面发挥着重要作用[1-3]。

边民互市是边境贸易的重要场所，目前云南边陲共有105 个边民互市市场，其中大部分建设场地为斜（边）坡场地，斜（边）坡地质灾害往往对边民互市市场构成一定威胁，如麻栗坡县杨万乡长田村358 号界边贸互市市场建设场地区域内发育滑坡5 处和不稳定斜坡2 处，对长田村边民互市市场及1650 人（其中常驻人口550 人，流动人口1100 人以上）构成严重威胁，涉及固定资产约1600 万元[3-4]，滑坡地质灾害一旦发生，后果十分严重，确有必要进行边民互市市场建设场地斜（边）坡地质灾害排查和防治。

1 材料与方法

1.1 建设场地的基本情况

1.1.1 场地位置及其地形地貌特征

长田村358 号界中越边民互市市场（始建于2005 年9 月，2009 年9 月正式投入运营）位于中国云南省文州市杨万乡东北部者阴山脚下，西距麻栗坡县杨万乡政府驻地20km，南距中越南边境线约2km（图1）。

场地原为自然斜坡，总体东南高，西北最低。西北最低处高程为925m。东南邻一条北东-西南走向的山梁（梁顶平缓，海拔高度1020m，宽度20～50m，以荒草地为主，局部基岩出露），山梁东南侧紧邻越南。经挖填平整而呈斜坡-陡坎状建设场地，地面高程970～977m，比东南侧梁顶低25～45m。场地西北-东南向宽度约50～90m，东北-西南向长度约1000m，为市场建筑物布置区。

建设场地东南（上游方向）紧邻一组合型斜坡，自西北向东南方向划分为三段：西北段下游为工程边坡，坡度60°，高5～15m，坡脚距商铺2～5m；上游为自然缓坡，坡宽5～15m；中段工程边坡近垂直，长300m，高5～10m，边顶距脊顶10～30m，坡顶以上自然缓坡坡度5°～15°，荒草地为主，垂坡下面为一斜坡，坡度15°～30°，宽2～10m，多为村民菜地，斜坡坡脚处为一浆砌石挡土墙（高度2.5～3.0m，顶宽0.6m，背坡垂直，面坡1∶0.1），挡墙下方为市场商铺区。西南段局部呈陡坎状，坎高0.5～3m，坎顶距梁顶约50m，坎顶以下为坡度约为25°的自然斜坡，陡坎下方与市场间斜坡坡度约20°，局部修建挡墙，挡墙高1.8m，面坡、背坡均垂直。

图1 场地位置与地形地貌图[4]Fig.1 Map of site location and topography

建筑场地西北（下游方向）斜坡坡度20°～30°，局部为弃填土堆积而成的边坡，植被稀疏，水土流失严重，冲沟发育。弃填土堆积区外围以林地为主。斜坡区顶部由于地质灾害活动，呈陡坎状，坎高1～3m。

1.1.2 建设场地不稳定斜（边）坡及滑坡发育情况

因建设场地平整开挖而造成斜（边）坡7处失稳，其中滑坡5 处（图1）[4]。其中，在场地的西北斜（边）坡发育2 个滑坡（H1、H2）和1 个不稳定斜坡（BW1），坡体后缘明显开裂和下滑，威胁后部建筑及集市安全。东南斜坡发育3 个滑坡（H3、H4、H5）和1 个不稳定斜坡（BW2），坡脚修建有挡墙。不稳定斜坡和滑坡规模均为小型[4-5]。

1.2 研究方法

运用地质测绘和钻探法研究不稳定斜（边）坡和滑坡的地层结构、边界和滑动面位置[4-5]。依据现场和室内试验成果，运用理正工程勘察软件（V9.0）综合确定斜（边）坡与滑动带岩土的主要物理力学性质参数[4-6]。依据极限平衡理论和不衡力传递原理，运用理正边坡工程软件计算分析斜（边）坡的稳定性系数、剩余下滑力及抗滑桩和挡土墙结构构造设计[6-10]。

2 结果与分析

2.1 不稳定斜（边）坡和滑坡的基本特征与分析

2.1.1 H1 滑坡的基本特征与分析

H1 滑坡边界平面呈扇形。滑坡主滑方向315°，沿主滑方向，后缘高程973m，前缘高程931m，相对高差42m，表面坡度平均值为33°。滑体由两层构成，表层为碎石填土覆盖，厚度1.1～4.3m。其下为含砾粉质粘土层，厚度2.4～6.1m。滑坡床为基岩，由全风化至中风化的粉砂质泥石组成，产状160°∠30°，与坡向相反。碎石填土覆盖范围植被稀疏，不利于边坡稳定。

此坡面堆载而形成，滑坡后缘地面裂缝显著，裂缝东北-西南走向，宽度0.1～0.8m。滑体宽度50～90m，平均厚度约为8.5m，总面积6000 ㎡，体积为5.1×104m³。依据物质组分、滑面最大埋深和力学性质判断，该滑坡属小型浅层推移式土质滑坡[4-6]。含砾粉质粘土层的层顶和层底为滑动面。

2.1.2 H2 滑坡的基本特征与分析

H2 滑坡边界平面呈扇形。滑坡主滑方向289°，沿主滑方向，后缘高程977m，前缘高程939m，相对高差38m，表面坡度平均值为37°。滑体由两层构成，表层为碎石填土覆盖，厚度1.0～4.9m。其下为含砾粉质粘土层，厚度2.4～4.9m。滑坡床为基岩，由全风化至中风化的粉砂质泥石组成，产状160°∠30°，与坡向相反。碎石填土覆盖范围植被稀疏，不利于边坡稳定。

此坡面堆载而形成，滑坡后缘地面裂缝和错动显著，裂缝东北-西南走向，宽0.1～0.8m。滑坡右侧裂缝发育。滑体宽度30～50m，平均厚度约为9m，总面积3000m2，体积为2.7×104m³。依据物质组分、滑面最大埋深和力学性质，该滑坡属小型浅层推移式土质滑坡[4-6]。含砾粉质粘土层的层顶和层底为滑动面。

2.1.3 H3 滑坡的基本特征与分析

H3 滑坡边界平面呈扇形。滑坡主滑方向300°，沿主滑方向，后缘高程995m，前缘高程979m，相对高差16m，表面坡度平均值为30°。滑体为含砾粉质粘土层，厚度1.9～2.2m。滑坡床为基岩，由全风化至中风化的粉砂质泥石组成，产状160°∠30°，与坡向相反。

此坡面因开挖坡脚而形成，滑坡后缘地面裂缝和错动显著，滑坡壁和平台已经显现，前缘位于挡土墙处。滑体宽17～33m，平均厚度约为2m，总面积550m2，体积为0.165×104m³。依据物质组分、滑面最大埋深和力学性质，该滑坡属小型浅层牵引-推移式土质滑坡[4-6]。含砾粉质粘土层层底为滑动面。

2.1.4 H4 滑坡的基本特征与分析

H4 滑坡边界平面呈不规则矩形。主滑方向316°，沿主滑方向，后缘高程992m，前缘高程979m，相对高差13m，表面坡度平均值为35°。滑体为含砾粉质粘土层，厚1.5～2.1m。滑坡床为基岩，由全风化至中风化的粉砂质泥石组成，产状160°∠30°，与坡向相反。

此坡面因开挖坡脚而形成，滑坡后缘及两侧地面错动显著，前缘位于挡土墙顶部，部分土体已经越过挡墙而滑至市场规划商铺区。滑体宽30m，平均厚 2m，总面积 450m2，体积为0.09×104m³。依据物质组分、滑面最大埋深和力学性质，该滑坡属小型浅层牵引式土质滑坡[4-6]。含砾粉质粘土层的层底为滑动面。

2.1.5 H5 滑坡的基本特征与分析

H5 滑坡边界平面呈扇形。滑坡主滑方向355°，沿主滑方向，后缘高程997m，前缘高程976m，相对高差21m，表面坡度平均值为30°。滑体为含砾粉质粘土层，厚1.3～2.8m。滑坡床为基岩，由全风化至中风化的粉砂质泥石组成，产状160°∠30°，与坡向相反。

此坡面因开挖坡脚而形成，滑坡后缘地面裂缝和错动显著，滑坡壁呈陡坎状；前缘明显隆起。滑体宽24m，平均厚度约为2m，总面积650m2，体积为0.13×104m³。依据物质组分、滑面最大埋深和力学性质，该滑坡属小型浅层牵引式土质滑坡[4-6]。含砾粉质粘土层的层底为滑动面。

2.1.6 不稳定边坡BW1 的基本特征与分析

BW1 不稳定斜坡位于市场西北斜坡区中部，两侧分别与H1、H2 滑坡相邻，平面形态呈一弯曲矩形，潜在主滑动面方向300°～316°（图1）。沿主滑方向，不稳定斜坡后缘高程976m，前缘高程964m，相对高差12m，斜坡坡度平均值为42°。不稳定坡体由两层组成，斜坡上部表层为碎石填土覆盖，厚3.7～4.0m。其下为含砾粉质粘土层，厚2.4～3.2m。潜在滑坡床为基岩，由全风化至中风化的粉砂质泥石组成，产状160°∠30°，与坡向相反。碎石填土覆盖范围植被稀疏，对斜坡稳定性不利。

因坡面堆载而造成斜坡不稳定，斜坡后缘发育有拉张裂缝、建筑存在开裂变形迹象，前缘根据弃渣堆积范围以及浅井、钻孔揭露地层、软弱结构面深度综合确定。据此圈定BW1 不稳定斜坡宽度约为100m，滑体平均厚5.0m，总面积约2280m2，体积1.14×104m³。依椐物质组分、潜在滑面最大埋深和力学性质划分，该斜坡属小型浅层土质不稳定斜坡。含砾粉质粘土层的层顶和层底为滑动面。

2.1.7 不稳定边坡BW2 的基本特征与分析

BW2 不稳定斜坡位于市场东南侧切坡区，右侧与H3 滑坡相邻，平面形态呈条带状扇形，主滑方向300°（图1）。沿主滑方向，不稳定斜坡后缘高程996m，前缘高程980m，相对高差26m，斜坡度平均值为38°。潜在滑体为含砾粉质粘土层，厚度1.2～3.5m。滑坡床为基岩，由全风化至中风化的粉砂质泥石组成，产状160°∠30°，与坡向相反。

因开挖坡脚而使斜坡不稳定，后缘呈陡坎状，坎高3～10m，边界明显，左侧边界与H3 滑坡相邻，右侧边界根据陡坎发育及走向圈定；不稳定斜坡前缘位于下方平台处。因此圈定BW2 不稳定斜坡宽度200m，滑体平均厚度2.5m，总面积约为4300m2，体积1.075×104m³。依据物质组分、潜在滑面最大埋深和力学性质划分，该斜坡属小型浅层土质-风化岩不稳定斜坡。

2.2 不稳定边坡岩土参数与分析

2.2.1 坡体岩土参数与分析

表1 为各边坡和滑坡的岩土参数特征。依据表1，结合岩土野外观察描述结果，分析如下[4-10]：

（1）碎石填土，色杂，稍湿至干燥，松散，欠固结（堆积时间不足5 年），由建设场地平整开挖和工程施工等产生的弃土和弃渣组成，粒度成分以碎石为主，偶夹块石，碎石和块石岩性为粉砂质泥岩。工程性质差，易沿山坡滑动或滚动。

（2）含砾粉质粘土，残坡积成因，红褐色，稍湿，稍密，可塑，角砾含量约10%，粒径小于3cm，角砾岩性为粉砂质泥岩，钻孔揭露厚度1.5～6.0m。

（3）粉砂质泥岩，灰白色，薄层至厚层状，岩层产状160°∠30°，软岩至较软岩，易软（软化系数0.82）。岩体呈全风化、强风化或中风化状态，节理裂隙较发育。岩体中发育2 组节理，其中一组的产状为195°∠80°，闭合，无充填和胶结物，延伸0.2～0.5m，线密度2～3 条/m。另一组产状为50°∠75°，闭合，无充填和胶结物，延伸0.1～0.3m，线密度2～3 条/m。结构面倾向均与坡向相反或大角度相交，结构面组合对滑坡的贡献较小。

表1 坡体岩土参数特征值Table.1 Characteristic value of geotechnical parameters of slope

2.2.2 滑动带特征及岩土参数特征值

综合勘探工程、野外调查和理论计算分析确定各不稳定斜坡与滑坡滑动面的简化结果如表2所示[4-10]。

（1）滑坡与不稳定斜坡滑面呈圆弧-折线型，滑面后部稍陡，中前部较缓。

（2）H1、H2 滑坡与BW1 不稳定斜坡滑动面（潜在滑动面）均有两个。

（3）碎石填土层底面与含角砾粉质粘土顶面接触带构成浅部滑面I，厚2～3cm，滑带土由碎石土和粉质粘土组成，受降水影响，含水量、塑性、抗剪强度等随季节发生变化，持续降雨渗透使滑带土软化，强度降低，稳定性计算时取饱和状态下的残余抗剪强度。

（4）含角砾粉质粘土层顶面与基岩面接触带深部滑面II，厚2～5cm，滑带岩土含角砾粉质粘土和全风化岩组成，受季节降雨影响较小，饱和状态下的残余抗剪强度较高。

表2 滑动面特征与滑动带岩土参数特征值Table.2 Characteristics of Sliding Surface and Characteristic Values of Geotechnical Parameters in Sliding Belt

2.3 斜坡稳定性计算结果与分析

2.3.1 斜坡稳定系数与分析

结合上述滑坡与不稳定斜坡的基本分析，考虑工况Ⅰ（天然状态=自重）、工况Ⅲ（暴雨状态=自重+暴雨）和工况Ⅳ（地震状态=自重+地震）三种工况条件[5-7]。不同斜坡（包括不稳定边坡和滑坡）各个滑面的稳定系数计算结果如表3 所示[4-10]。由表3 可知：

（1）H1、H2、H3、H4、H5、BW1 和BW2均存在安全隐患，应采用必要的防治措施，避免滑坡造成灾害。

（2）在工况Ⅰ（即现状工况）下，H1、H2、BW1 对滑面Ⅰ不稳定，对滑面Ⅱ均基本稳定。

（3）在工况Ⅲ（即暴雨工况）和工况Ⅳ下，H1、H2、BW1 沿滑面Ⅱ形成深部滑动，滑坡规模增大，所造成的地质灾害更强。

（4）在上述三种工况下，H3、H4、H5 和BW2 可能沿滑面Ⅱ滑动形成滑坡地质灾害。

表3 不同工况条件下斜坡稳定系数计算结果Table.3 Calculation results of slope stability coefficient under different working conditions

续表3

2.3.2 滑坡余推力计算结果与分析

依据规范[5-7]，运用理正软件计算各不稳定斜坡和滑坡的滑动余推力，结果如表4 所示，由表4 可知：

（1）抗滑桩板墙设置位置选择，综合考虑了抗滑桩的使用功能及余推力的大小、滑动面的深度等因素[5-12]，H1、H2、BW1 选择在滑体后部第3 或第4 条块，余推水平力分别为452.51、423.48和248.71kN/m。H3、H4、H5、BW2 则设置在斜坡前缘，余推水平力分别为238.46、161.72、334.32和240.15kN/m。

（2）抗滑桩设计抗力取决于余推力，因此，A 型桩可选用500kN/m，主要用于H1 滑坡；B型桩可选用250kN/m，主要用于BW1 不稳定斜坡；C 型桩可选用450kN/m，主要用于H2 滑坡；D型桩可选用300kN/m，主要用于H3滑坡和BW2不稳定斜坡；E 型桩可选用300kN/m，主要用于H4 滑坡；F 型桩可选用400kN/m，主要用于H5滑坡。

表4 滑坡余推力计算结果Table.4 Calculation results of residual thrust of landslide

2.4 滑坡防治工程设计与分析

2.4.1 抗滑桩选型及其设计参数

经稳定性分析和余推力计算，共确定抗滑桩可选桩型六种，截面均为矩形，其中A 型和C 型桩的截面尺寸均为1.5m×2.0m，其余四种桩型的截面尺寸均为1.25m×1.5m，综合确定各桩型的设计参数如表5 所示。由表5 可知：

（1）悬臂抗滑桩的嵌固深度（滑动面以下的埋置深度）[5-12]与桩长之比为1:2。

（2）抗滑桩的抗力P 为设桩位置滑块余推水平力的1.005～1.855 倍，平均为1.213 倍。

表5 抗滑桩桩型及其设计参数Table.5 Pile type and design parameters of anti-slide pile

2.4.2 抗滑桩内力计算与分析

运用M 法分别计算各规格抗滑桩在滑坡推力和库仑力作用下的内力，计算结果如表6 所示。由表6 可知：

（1）两种作用力下计算的抗滑桩最大弯矩Mmax出现在桩顶以下位置均为0.6 倍桩长处，即最危险滑动面以下0.1 倍桩长附近[9-12]。计算的最大剪力Qmax出现位置存在差异，滑坡推力作用下最大剪力Qmax出现在桩顶以下0.40～0.84 倍桩长位置，受桩型影响较大，桩型不同滑坡推力的分布图形有所不同[9-12]；除D、E、F 三种桩型外，其它桩型在库仑力作用下，最大剪力Qmax出现在桩顶以下0.5 倍桩长，即最危险滑动面处[9-12]。

（2）两种作用力下，抗滑桩的最大弯矩Mmax相差很大，前者为后者的1.574～8.546 倍，而且桩长越短者差距越大，D、E、F 三种桩型为6.509～8.546 倍；桩长越长者差距越小，A、B、C 三种桩型为1.574～2.517 倍。抗滑桩的最剪应Qmax相差也很大，前者为后者的1.285～7.353 倍，而且桩长越短者差距越大，D、E、F 三种桩型为5.804～7.353 倍；桩长越长者差距越小，A、B、C 三种桩型为1.285～2.159 倍。

（3）两种作用力下，抗滑桩的最大剪切位移相差也很大，前者是后者的1.6～9.0 倍，而且桩长越短者差距越大，D、E、F 三种桩型为6.333～9.000 倍；桩长越长者差距越小，A、B、C 三种桩型为1.600～2.583 倍。

（4）总体上，库仑力作用较滑坡推力作用偏于不安全。因此，抗滑桩配筋应以滑坡推力作用下的内力计算结果为准[5-7]。

表6 抗滑桩桩型及其设计参数Table.6 Pile type and design parameters of anti-slide pile

2.4.3 滑坡治理效果分析

设置抗滑桩板墙后，各不稳定斜坡和滑坡的不平衡力传递法计算结果如表7 所示，由表7 可知：坡体稳定性显著提高，稳定系数提高到1.21～1.22，有效地保证当地居民生命财产安全，消除了边坡失稳而造成经济损失的可能；同时，可以提高土地利用率、有效保持水土，有效改善当地的生态环境。

表7 基于不平衡力传递的抗滑桩治理效果Table.7 Effect of anti-slide pile treatment based on unbalanced force transfer

3 讨论

3.1 斜（边）坡失稳形成滑坡的主要控制条件

斜（边）坡失稳形成滑坡，以及滑坡滑动发生与发展过程，有其内在基础条件和外在的诱发因素，其中内在基础条件主要受地形条件、地质构造等因素的控制；诱发因素是切坡和持续性强降雨[5-12]。

3.1.1 地形地貌的控制作用

项目区处于河谷地带，地形狭长、低凹、陡窄，河岸两侧山坡陡峭险峻；河岸两侧多为低、中山地形。地形坡度大多为20°～40°，局部地段形成悬崖峭壁。由于地壳的抬升作用，为地质灾害的发育提供了有利条件。结果与黄润秋[13]、刘传正[14]、刘志刚[15]等人的研究结果相一致，地面坡度为20°～50°情况下，自然工况下发生滑坡的概率为84.4%，地震工况下发生滑坡的概率为90.7%，比自然工况有所增加，地震对滑坡形成的影响作用也受地形地貌的控制。

3.1.2 地质构造的控制作用

有研究表明地质构造，包括地层结构、软弱岩土层、节理裂隙发育程度、结构面与坡面的组合关系对斜（边）坡失稳形成滑坡起主要控制和影响作用[9-15]。本项目研究结果与之相一致，层面和节理面与坡面倾斜方向相反或大角度相交，对斜（边）坡失稳形成滑坡的意义不大，而地层结构为主要的地质构造控制因素。

H1、H2、BW1 所发育两个滑动面及H2、H3、H4、H5、BW2 所发育一个滑动面均与地层界面相关，其中深部Ⅱ滑面滑体物质由第四系残坡积含角砾粉质粘土（Q4el+dl）和第四系人工弃填土块石土（Q4ml）组成，浅部Ⅰ滑面滑体物质有第四系人工弃填土块石土（Q4ml）组成。岩性为含角砾粉质粘土或粉砂质泥岩。

受歹字型构造的制约，研究区附近主要河流及山脉均沿断裂延伸，呈北西-南东向，地势总体北西高，南东低。斜坡区地形坡度20°～40°，局部为弃填土堆积区，植被发育较差，水土流失严重，弃填土堆积区外围以林地为主，斜坡区顶部由于地质灾害活动，呈陡坎状，坎高1～3m。

3.1.3 诱发因素的影响作用

斜（边）坡失稳形成滑坡多因人类不正确的工程活动所致[9-15]，主要是生产和工程活动中对坡脚和坡面不正开挖或坡面不正确堆载。H1、H2、BW1 发生在市场建设弃渣堆载区，堆载位置在坡面上游，增大了滑体的下滑力。H2、H3、H4、H5、BW1 分布在市场建设场地的切方区，切方形成了边坡新坡脚，降低了坡体的抗滑力。在未进行场地挖填平整前，研究区未发过滑坡地质灾害，之后出现滑坡迹象[4]，究其原因，过度的不正确的堆载和切坡是导致研究区内斜（边）坡多处失稳和滑坡的主要诱发因素，再次验证了前人研究结论[9-15]的正确性。

除生产和工程活动因素外，降雨对斜（边）坡失稳形成滑坡具有积极促进作用[9-15]。尽管降雨入渗对斜（边）坡稳定性影响作用与降雨强度、持时等相关，但降雨对斜（边）坡稳定性影响作用强度主要受地形、植坡、坡体地层结构与物质组成、坡体破碎程度等的控制。H1、H2、BW1分布在堆积区，表层碎石堆填土的渗透性良好[5-9]，地面植被稀疏，有利于降雨入渗到滑动带处，造成滑带岩土的抗剪强度降低。滑带岩土软化和抗剪强度降低是斜（边）坡失稳的内在原因[9-15]。

3.2 滑坡抗滑桩防治设计的关键技术问题

3.2.1 滑坡推力计算与分布图式问题

滑坡推力为作用在抗滑桩上的主要荷载，其大小通过计算确定。国内多采用不平衡力传递系数法进行计算，其作用方向平行于置桩位置的滑动面，且自滑动面到桩顶范围按矩形分布[5-8]。但实际上，滑坡推力分布图式远没有这样简单，受滑体岩土类型和结构的影响，滑坡推力分布图形的边界可能是复杂曲线，国外曾有将其简化为三角形分布或抛物线形、梯形等分布形式，但因这方面的实测资料太少而尚未能形成统一的认识。另外，国外也有采用库仑圆弧法对抗滑桩主要受力荷载进行计算的，其实质是选用了主动土压力，其作用方向与国内方法相同，只受力分布图补简化为滑动面以上至桩顶的三角形分布，库仑法所确定的抗滑桩主荷载要比不平衡余推力法小得多[12,15]，偏于不安全。目前国内规范采用不平衡力余推力和矩形分布是较合适的，有利保障工程安全。综合考虑两种方法优缺点，项目实践中在确定抗滑桩设计荷载时，主要遵循了以下原则[5-7]：

（1）当置桩位置余推水平力小于或等于该处的主动土压力与荷载系数的乘积时，或前部滑体的阻滑力因各种原因不予考虑、且该部位的滑坡不稳定斜坡水平推滑力小于或等于该处的主动土压力与荷载系数的乘积时，置桩部位设计阻滑力取主动土压力和荷载系数的乘积。

（2）当置桩部位的余推水平力大于该处的主动土压力与荷载系数的乘积时，则置桩部位设计阻滑力取该处的设计不稳定斜坡推力（换算为水平力）。

（3）如果置桩部位以前的滑体稳定性小于相应安全标准，则置桩部位设计阻滑力为零，设计支挡力取滑坡、不稳定斜坡推力（换算为水平力）。

（4）如果置桩部位以前的滑体稳定性大于相应安全标准，则支挡工程部位设计阻滑力为抗滑力与被动土压力的较小值，设计支挡力取不稳定斜坡推力减去设计阻滑力（换算为水平力）。

（5）抗滑桩受余推水平力与土压力作用，利用设计滑坡推力和主动土压力分别对抗滑桩进行内力和配筋计算（表6），两者不同时，则取两者中较大者作为抗滑桩配筋的依据。

3.2.2 抗滑桩设计与优化问题

目前，抗滑桩设计有很多标准，缺乏统一性[5-9]，如果设计方案偏于保守，其固然可以达到滑坡防治效果，但往往造成一定程度的浪费；反之，则很易造成工程安全隐患，其代价更加昂贵，后果更加严重[10-17]。因此，对抗滑桩设计进行优化具有重要意义和价值[18-21]。国内抗滑桩的截面主要是矩形桩，实践表明其对岩质滑坡体整体性较好的滑体的支挡效果较好[10-15]。近年来，通过抗滑桩设计优化研究，研发了多种联合抗滑形式，如变截面抗滑桩、推力传递桩、预应力锚索抗滑桩、板桩墙等[15-17]，在抗滑桩工程施工安全性能高、支挡效果好、抗滑能力大、桩位布置灵活等方面不断创新和提升，抗滑桩设计与施工方案不断完善，抗滑桩在滑坡防治中得到了较广泛的应用[17]。

项目实践中，首先对滑坡抗滑桩设计参数进行了科学的分析与计算，然后，与常规抗滑桩设计方案进行对比，新型抗滑桩设计方案则具有依据充分、布设合理和节省投资等优势，对滑坡抗滑桩防治实践具有重要意义[19-21]。在工程治理措施选择方面，按照安全经济原则进行设计优化，选用抗滑桩及挡土墙联合技术对滑坡进行防治，既满足抗滑桩工程安全要求，同时节省大量工程投资，经济效益非常显著。具体作法，在对滑坡区工程地质条件系统分析基础上，通过斜（边）坡稳定性的余推力法评价，确定设桩位置及滑坡推力的大小、作用方向和分布图式[5-12]。项目设计方案实施后，经现场监测实践证明，坡体位移变化很小，稳定性良好，滑坡治理效十分显著。

3.2.3 抗滑桩板墙土拱效应问题

Roberts 早在1884 年研究发现，当粮仓中粮食堆积达到一定高度时，粮仓基底受力达到最大且保持不变，时称“粮仓效应”[22]，其实质就是土拱效应。Janssen（1895）曾用连续介质模型对其进行了定量解释，在此基础上，Terzagh（i1943）运用活动门试验证实了土拱效应的存在，并认为土拱效应是土压力从屈服区域转移到临近刚性边界的一种现象[23-24]。自Handy（1985）首次描绘了土拱压力迹线为近似悬链线之后，国内外学者对其进行了较广泛的研究[25-27]，且被大量岩土工程和地下工程实践所证实，土拱效应广泛存于地基与基础、滑坡治理等护坡桩或抗滑桩工程[28-30]。目前，抗滑桩土或护坡桩后土拱效应研究主要集中于土拱形成机理、产生条件和影响因素、结构计算模型和方法等方面[30-34]。

项目设计过程充分考虑了抗滑桩桩间土拱效应，并依据土拱效应计算结果对抗桩截面尺进行了优化设计[18]，在原施工图设计基础上，抗滑桩截面尺寸、桩长、桩数及挡板高度、厚度、数量等均有所减少，节省工程投资12.5%，且工程运营近两年的实践表明考虑抗滑桩间土拱效应的抗滑桩治理方法效果良好[30-34]。

3.2.4 滑坡抗滑桩治理工程可靠度问题

由于斜（边）坡在其形态、结构构造及其组成岩土参数、环境影响要素等方面的随机不确定性和复杂性，各种方法对斜（边）坡稳定性分析都不是百分之百的可靠[35-41]，因此，往往造成边坡或滑坡各种加固治理工程也存在一定可靠性问题[42-43]。可靠度通常用失效（稳）概率pf或可靠度指标β 来衡量，研究表明可靠度指标β 为失效（稳）概率pf的标准正态分布函数的反函数（式1）[44]。求解可靠度指标β 属于复杂数学问题，随着计算机技术的发展，至今研究提出了一些科学方法，如响应面法、蒙特卡洛（Monte-Carlo）法、蒙特卡洛数值分析法、验算点法（JC）BP人工神经网络法、最大熵原理、随机有限元法等[44-49]。国际结构构造安全度委员会（JCSS）依据作用于结构上的可变荷和准永久荷载的偶然组合特点，建议各种工况下可靠度用式2 计算[44]，其中p0为设计基准期内偶然作用出现一次的概率。

可靠度分析原理在斜（边）坡灾害防治工程领域的应用主要包括斜（边）坡稳定性分析及其工程治理可靠度两个方面[48-52]，其中前者的探索研究较多，后者研究相对较少，在抗滑桩治理工程可靠度分析方面尚处在探索研究过程中[43,53-54]。该项目的工程实践中，运用式2 对规范法可靠性进行了评价，计算确定各不稳定斜（边）坡滑坡H1、H2、BW1、H3、H4、H5、BW2 抗滑桩治理工程的可靠度分别为1.15、1.05、1.08、0.98、1.04、1.11、1.06，均低于规范工程重要系数与分项系数的乘积，表明采用规范法[5-7]确定滑坡治理抗滑桩工程偏于安全，是适宜可靠的。

4 结论

（1）理论与实践证明，根据滑坡类型和滑动面（带）形态，选用不平衡力传递系数法斜（边）坡稳定性进行计算，以该法确定的滑坡余下滑力进行抗滑桩方案及结构计算，同时对比库仑土压力计算结果，不仅保证了工程安全性较好，而且降低了工程投资，总体达到预期效果。

（2）治理前，H1、H2、BW1 滑坡内部存在浅部Ⅰ滑面和深部Ⅱ滑面，采取治理措施后，残坡积含角砾粉质粘土堆积体和弃填土层碎石土堆积体内塑性应变集中处消失，滑移带向岩土体深处转移，边坡最大位移减小，安全系数提高，能确保滑坡的整体稳定，具有较好的社会效益，设计效果良好。H2、H3、H4、H5、BW2 坡体内只有深部Ⅱ滑面，同样因抗滑桩治理而达到消除应力集中和变形问题。

（3）抗滑桩受力情况能够反映边坡内部的应力、应变情况。抗滑桩、挡土墙等支护措施能够有效发挥加固作用，将较易滑动的松散堆积体嵌固在强度较大的底层稳定岩体上，降低松散堆积体的不利影响，预防滑坡，提高安全系数。确保周边建筑、居民、来往行人的安全，保证当地居民生活的稳定。对繁荣当地市场经济、城镇长远发展、人民安居乐业等具有重要的现实意义，对周边物资交流与经济发展有深远的积极意义，具有显著的、持续的社会效益、经济效益和环境效益。

（4）因斜（边）坡形态、结构构造、组成岩土的工程性能及各种环境要素的不均衡性、随机性和差异性等原因，明确其稳定性分析和治理工程可靠度，对保障工程安全具有重要意义。首先运用不平衡余推力传递系数法建立斜（边）坡滑动的功能函数，然后用式1 或式2 计算出斜（边）坡稳定或滑坡治理抗滑桩工程的可靠度指标，最后再利用反演方法修正抗滑栏设计参数，以减少滑坡认识的不确定性，从而有效提升滑坡抗滑桩治理的效果。