边坡抗滑桩或挡墙桩前后主被动土压力究竟该如何准确计算

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首先应该清楚一点：抗滑桩设桩处滑坡推力设计值应取考虑目标安全系数的桩后主动土压力与剩余不平衡推力（下滑力水平向分力）相比的较大值。

出处：《T/CAGHP003-2018抗滑桩治理工程设计规范》5.4。

其次应该清楚：承受主动土压力的支挡结构，应根据墙背或假想墙背反力与破裂棱体重力和破裂面反力的静力平衡进行主动土压力计算。这就是楔形体极限平衡计算。

出处：《铁路路基支挡结构设计规范TB 10025-2019》4.2.2。

在实际设计时有个比较棘手的问题，就是市面上计算主动土压力的程序不多，如果单分析桩后主动土压力时，桩顶上部如果是起伏不平的地形而不是规则的折线形，往往较难实现，但主动土压力的计算原理十分简单，根据《公路挡土墙设计》（陈忠达），大意可以理解为在固定的剪出口向坡面上布置多条射线，射线与垂直向夹角为θ，然后做垂直于破裂面上的反力R的方向上的力平衡公式，得到力三角形公式，但这里没考虑黏聚力与上部锚杆、锚索等支挡结构的贡献，但是道理是一样的，因此我们对公式进行了变化，同时一般夹角θ为破裂面与水平向夹角，所以我们把该点也一并修改。

并且考虑实际边坡滑坡有多个岩土层，所以重量应该是各岩土层分段重量和、内摩擦角为滑裂面上的各段加权内摩擦角、黏聚力为各段实际的黏聚力。

本公式中，对于抗滑桩桩后倾角为0，桩背内摩擦角可以参考以下取值，如果取0偏保守。

出处：《铁路路基支挡结构设计规范TB 10025-2019》6.2.2。

那么我们理论公式出来了，就是需要编写分块程序了，这比边坡圆弧搜索法简单多了，在书籍中是需要求导=0求出极值，但这可视化及在程序中实现有点黑色幽默意味，我们采用更好的滑裂面角度遍历方法,对破裂角在指定区间内逐步遍历，计算每个角度对应的主动土压力E(θ)，取最大值对应的破裂面为最不利直线破裂面。

操作流程依次是导入dxf→设定剪出口坐标→设定滑动方向→选择主动土压力计算→岩土参数输入→对支挡结构前部的土层不勾选参与计算→破裂角下限/上限角和遍历度数输入，一般大于内摩擦角，遍历度数选取0.1°→墙背内摩擦角倾角数据填写→开始搜索，即可获得答案。

可以看到最大主动土压力为521.283KN，会有提示迭代结果及结果输出，有最不利的结果直接展示，有详细的各个度数的计算结果导出，收敛曲线和最不利滑裂面导出。

桩前被动土压力也是一样，但是是遍历求最小值，公式也是相反的。这里就不赘述了。关于被动土压力需要明确几件事：

（1）如果抗滑桩设置位置在滑动段不是抗滑段不能考虑桩前反力，如果在抗滑段且桩前整体稳定无滑移位移，可计入抗滑反力

（2）桩前抗力取桩前土体剩余下滑力的水平力(负值)与桩前土压力两者中的较小值，这一句话其实是不太合适的，滑面以上土体达到被动土压力所需位移较大，普通抗滑桩尤其是锚索桩难以允许;故桩前土压力宜取被动土压力 1/4~1/2或静止土压力，避免计算抗力偏大带来风险，这里我们推荐稳定的硬质岩层可以取静止土压力或1/2，一般岩土层建议取0.3。

（3）桩前剩余水平向抗力我习惯采用安全系数设定为1.0下的桩后剩余推力反算，总之一定要看清桩所在的位置，否则会偏危险。