方玉樹

（1 陸軍勤務(wù)學(xué)院，重慶 401311； 2 巖土力學(xué)與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)重慶市重點實驗室，重慶 401311）

0 引言

全文強制的《建筑和市政地基基礎(chǔ)通用規(guī)范》（GB 55003—2021）（以下稱《地基通用規(guī)范》）對坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算作出了規(guī)定。 具體情況是：

第7.2.3 條由兩款構(gòu)成，其第1 款規(guī)定：“支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算應(yīng)符合下式規(guī)定：

式中：Rk——抗滑力、抗滑力矩、抗傾覆力矩、錨桿和土釘?shù)臉O限抗拔承載力等土的抗力標(biāo)準(zhǔn)值；Sk——滑動力、滑動力矩、傾覆力矩、錨桿和土釘拉力等作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；K——安全系數(shù)。 ”

第7.2.3 條第2 款規(guī)定：“懸臂式和單支點支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)驗算抗傾覆、整體穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)抗滑移穩(wěn)定性；多支點支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)驗算整體穩(wěn)定性。 ”

第2.2.2 條第3 款規(guī)定：“計算擋土墻、地基或滑坡穩(wěn)定……時，作用效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下作用的基本組合，但其分項系數(shù)均為1.0。 ”

第7.2.3 條規(guī)定來自“基坑工程”一章，是針對基坑工程的，“邊坡工程”一章第8.1.2 條有“邊坡工程設(shè)計應(yīng)根據(jù)不同的工況進(jìn)行整體穩(wěn)定性分析與驗算”的規(guī)定，第8.2.1 條有“支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計計算或驗算應(yīng)包括……支擋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算”的規(guī)定，但該章沒有與第7.2.3 條第1 款對應(yīng)的規(guī)定。 根據(jù)“邊坡工程”一章位于“基坑工程”一章之后這個排序和基坑工程與邊坡工程的相似性， 可以認(rèn)為邊坡工程穩(wěn)定性驗算要求與該規(guī)定相同。 如果不能這樣認(rèn)識，則意味著《地基通用規(guī)范》在邊坡工程穩(wěn)定性驗算要求方面未作規(guī)定，存在邊坡工程穩(wěn)定性驗算要求的缺項，此時，如果在邊坡工程穩(wěn)定性驗算方面采用與第7.2.3 條相同的做法，那是符合《地基通用規(guī)范》精神的。

本文對這些規(guī)定進(jìn)行討論并提出建議，關(guān)于《地基通用規(guī)范》第7.2.3 條第1 款在錨桿和土釘抗拔承載力驗算方面存在的問題和處理建議，筆者已另文論述[1]。

1 關(guān)于坡體抗滑穩(wěn)定性驗算

關(guān)于坡體穩(wěn)定性驗算，《地基通用規(guī)范》第7.2.3 條第1 款存在缺項。

坡體治理不僅僅是支護(hù)，還包括放坡。 設(shè)計坡形下坡體是否需要進(jìn)行抗滑治理需要通過設(shè)計坡形下的穩(wěn)定性驗算來確定， 巖質(zhì)坡體和高度不大且粘聚力不很低的土質(zhì)坡體尤其如此。 因此，規(guī)范中的邊坡工程和基坑工程章節(jié)包含坡體穩(wěn)定性驗算內(nèi)容是理所當(dāng)然的。 從所用“抗滑力、抗滑力矩……等土的抗力”和“滑動力、滑動力矩”詞句來看，該款似乎已包含或可以包含土質(zhì)坡體抗滑穩(wěn)定性驗算。 但是，該款開頭便將穩(wěn)定性驗算限定為支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算， 而坡體抗滑穩(wěn)定性驗算與支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算是兩回事，因此，該款不包含無支護(hù)或支護(hù)前的坡體抗滑穩(wěn)定性驗算。 《地基通用規(guī)范》 其他條款也未在坡體抗滑穩(wěn)定性驗算方面提出作用組合選擇要求和性質(zhì)同（7.2.3）式的坡體抗滑穩(wěn)定性滿足要求的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

該規(guī)范“基坑工程”一章及其他章節(jié)甚至未要求進(jìn)行基坑邊坡穩(wěn)定性驗算。

這些都表明該規(guī)范在坡體抗滑穩(wěn)定性驗算方面存在缺項。

根據(jù)上述分析，筆者主張：

（1） 要求對基坑工程進(jìn)行基坑邊坡抗滑穩(wěn)定性驗算；

（2） 提出坡體抗滑穩(wěn)定性驗算作用組合選擇的要求和性質(zhì)同（7.2.3）式的坡體抗滑穩(wěn)定性滿足要求的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 關(guān)于坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)地基穩(wěn)定性驗算

關(guān)于支護(hù)結(jié)構(gòu)地基穩(wěn)定性驗算，《地基通用規(guī)范》 第7.2.3 條存在兩類問題。

2.1 用語方面

（1） 第2 款采用“支護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性”的稱謂不妥。 支護(hù)結(jié)構(gòu)整體是與支護(hù)結(jié)構(gòu)局部相對的，它就是支護(hù)結(jié)構(gòu)外表面所包圍的部分。 簡單地說，“支護(hù)結(jié)構(gòu)整體”說的仍是支護(hù)結(jié)構(gòu)而不包含其他。 對于水泥土重力式擋墻，支護(hù)結(jié)構(gòu)整體就是墻頂、墻底、墻面和墻背所包圍的部分——墻體，支護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性驗算就是擋墻抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性驗算?！兜鼗ㄓ靡?guī)范》第7.2.3 條第2款對懸臂式和單支點支護(hù)結(jié)構(gòu)要求在抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性驗算之外進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性驗算，意味著：對于水泥土重力式擋墻，該款中的支護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性并非指擋墻抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性，而是指潛在滑面位于土體內(nèi)的擋墻與土體組合體穩(wěn)定性。既然如此，這種穩(wěn)定性就不應(yīng)稱作支護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。不難看出，這種穩(wěn)定性實際上是支護(hù)結(jié)構(gòu)地基穩(wěn)定性，只不過這里的地基表面不是平坦的，在整個支護(hù)結(jié)構(gòu)的后側(cè)也有地表高程一般不小于支護(hù)結(jié)構(gòu)頂面高程的巖土體，整體上是坡狀地形。 支護(hù)結(jié)構(gòu)地基穩(wěn)定性在性質(zhì)上與坡體穩(wěn)定性同屬于巖土體穩(wěn)定性，也是尺度有所擴大的坡體穩(wěn)定性。

（2） 第1 款“抗滑力、抗滑力矩……等土的抗力”提法不妥。第7.2.3 條中的“支護(hù)結(jié)構(gòu)”不排除巖質(zhì)坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)，“抗滑力”和“抗滑力矩”不排除巖質(zhì)坡體抗滑力和抗滑力矩，同時《地基通用規(guī)范》很多條款有“巖土”的提法，個別條款有“嵌巖樁”的提法，故在該規(guī)范中“土”不代表“巖土”。 但該條第1 款采用“抗滑力、抗滑力矩……等土的抗力”提法，卻導(dǎo)致不應(yīng)被排除的坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)巖質(zhì)地基穩(wěn)定性驗算被排除在外。

2.2 穩(wěn)定性驗算要求方面

（1） 對考慮條間力的非直線形滑動，因不引入抗滑穩(wěn)定系數(shù)概念、不給出不同于抗滑力（力矩）與滑動力（力矩）之比的抗滑穩(wěn)定系數(shù)定義，抗滑力（力矩）與滑動力（力矩）之比無法求出。

對于坡體滑動，公式（7.2.3）的要求就是抗滑力（力矩）與滑動力（力矩）之比不小于安全系數(shù)。 當(dāng)考慮條間力時，要求出抗滑力（力矩）與滑動力（力矩）之比需要建立各條塊力平衡方程，但不引入抗滑穩(wěn)定系數(shù)概念、不給出不同于抗滑力（力矩）與滑動力（力矩）之比的抗滑穩(wěn)定系數(shù)定義，各條塊力平衡方程便不能建立。

例如：對圓弧形滑面，當(dāng)假定條間力方向水平時，要求出抗滑力矩與滑動力矩之比，需要建立各條塊豎向力平衡方程，這就需要引入抗滑穩(wěn)定系數(shù)概念、給出不同于抗滑力矩與滑動力矩之比的抗滑穩(wěn)定系數(shù)定義。 若將抗滑穩(wěn)定系數(shù)定義為滑面抗剪強度與剪應(yīng)力之比（即滑面強度參數(shù)調(diào)整系數(shù)），便獲得簡化畢肖普法。

再如：對折線形滑面，當(dāng)假定條間力方向與上一條塊滑面平行時，要求出最末條塊累積抗滑力與累積滑動力之比，需要建立各條塊滑面切向力和法向力平衡方程，這就需要引入抗滑穩(wěn)定系數(shù)概念、給出不同于最末條塊累積抗滑力與累積滑動力之比的抗滑穩(wěn)定系數(shù)定義。 若將抗滑穩(wěn)定系數(shù)定義為滑面抗剪強度與剪應(yīng)力之比（即滑面強度參數(shù)調(diào)整系數(shù)），便獲得剩余滑動力法之抗滑力調(diào)整法。 若將抗滑穩(wěn)定系數(shù)定義為滑動力調(diào)整系數(shù)，便獲得剩余滑動力法之滑動力調(diào)整法，但這種方法不滿足力的分解和合成原理繼而不滿足力平衡，應(yīng)予放棄。 正因為不關(guān)注穩(wěn)定系數(shù)定義才讓不滿足力平衡的滑動力調(diào)整法作為坡體穩(wěn)定性計算方法在我國廣泛應(yīng)用了近40 年， 作為坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載計算方法在我國廣泛應(yīng)用了約50 年，該法至今仍在一些標(biāo)準(zhǔn)中存在。

要在不引入抗滑穩(wěn)定系數(shù)概念、不給出不同于抗滑力（力矩）與滑動力（力矩）之比的抗滑穩(wěn)定系數(shù)定義之條件下，求得抗滑力（力矩）與滑動力（力矩）之比，只得不考慮事實上存在的條間力，即：對圓弧形滑面采用瑞典法，對既非圓弧形也非直線形滑面采用投影和法（此法無名稱，系筆者為敘述方便暫用之名，在該法中，抗滑穩(wěn)定系數(shù)取不考慮條間力時的各條塊抗滑力投影和與滑動力投影和之比）。 瑞典法是世界上最早的用于圓弧形滑面的條分法， 投影和法是1970 年代以前在我國滑坡治理工程中曾用過的條分法[2]。 因沒有考慮事實上存在的條間力（后者還因抗滑力與滑動力之比無明顯物理意義且無確定值，見下面的幾點分析），前者已逐漸淘汰（房屋建筑和市政工程邊坡穩(wěn)定性驗算用簡化畢肖普法取代該法已有8 年之久），后者已淘汰四十多年（因使用年代久遠(yuǎn)，很多人不知曉我國曾使用過這種方法，筆者也是在查閱文獻(xiàn)后才獲知）。 雖然葛修潤先生在本世紀(jì)初由此發(fā)展出主要用于數(shù)值分析的矢量和法[3]，但未考慮事實上存在的條間力這個缺陷依然存在[4]。

（2） 對不考慮條間力的非直線形滑動，抗滑力與滑動力之比無明確的物理意義。 對這種滑動，因各條塊的抗滑力之間或滑動力之間方向不同，總的抗滑力或總的滑動力只能取投影和或矢量和，但各條塊的滑動方向是沿各自底面而不是統(tǒng)一沿投影面或矢量和方向滑動。 因此，這種投影和或矢量和是沒有明確的物理意義的， 相應(yīng)投影和之比或矢量和之比也是沒有明確的物理意義的。

（3） 對直線形滑動，因不明確抗滑力構(gòu)成，抗滑力與滑動力之比無確定值。

一個力平行滑面的分力對抗滑有利時， 既可視為抗滑力，又可視為負(fù)的滑動力； 一個力平行擋墻底面的分力對抗滑不利時，既可視為滑動力，又可視為負(fù)的抗滑力。 這將導(dǎo)致抗滑力與滑動力之比對不同的抗滑力構(gòu)成有不同的值。

舉一個簡單的例子：一個斜面上置有一個塊體，僅受重力作用時它有一個確定的穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)平行滑動方向?qū)K體施加一對相反的推力時，穩(wěn)定性應(yīng)無變化。 但在計算抗滑力與滑動力之比時，若不明確抗滑力構(gòu)成，那么這個比值是不確定的：將這對相反的推力均視為滑動力時，這個比值不變；將順滑向的推力視為滑動力而將逆滑向的推力視為抗滑力時，這個比值是另外一個值。

從力學(xué)上說，任何一個力均可視為兩個作用點相同而方向相反的力的代數(shù)和。 當(dāng)將滑動力視為絕對值大的正值力與絕對值小的負(fù)值力的代數(shù)和時，若將兩力均視為滑動力，則抗滑力與滑動力之比不變；若將絕對值大的正值力視為滑動力、將絕對值小的負(fù)值力視為抗滑力，抗滑力與滑動力之比將有不同值。 因代數(shù)和不變的兩力有無數(shù)個，后一種處理將使抗滑力與滑動力之比有無數(shù)個值。

也許有人認(rèn)為： 坡體抗滑穩(wěn)定性驗算不用考慮得那么復(fù)雜，作用在單個滑塊上的力（包括分力）大小和方向是明確的，它們中哪些力對抗滑有利，哪些力對抗滑不利也是明確的。 將各個平行滑面的對抗滑有利和不利的力分別求和， 便可得抗滑力和滑動力，從而可得抗滑力與滑動力之比。

但是，這樣做會導(dǎo)致力的分解和合成原理得不到遵守。

例如：對于壩基巖體沿傾向上游的結(jié)構(gòu)面滑動，設(shè)壩體迎水面直立，記抗滑力與滑動力之比為Fs，當(dāng)把由壩體和壩基巖體組成的潛在滑體重力平行反傾滑面的分力視為抗滑力時，不計壩體背水面水壓力和巖體結(jié)構(gòu)面水壓力條件下的Fs計算式為：

式中：W——由壩體和壩基巖體組成的潛在滑體重力；V——壩體迎水面水壓力；α——反傾滑面傾角；L——反傾滑面長度；c——滑面粘聚力；f——滑面摩擦系數(shù)。

該式可寫成下列二式：

因（2）式中同時出現(xiàn)FsVcosα 和Vsinα，兩者合力既不是V也不是FsV，（3）式中同時出現(xiàn)Vsinα 和Vcosα，兩者合力既不是V也不是，故（2）式和（3）式不滿足力的分解和合成原理，因而，（1）式不滿足力的分解和合成原理。 而不滿足力的分解和合成原理就意味著不滿足力平衡。

況且，在不明確抗滑力構(gòu)成的情況下，人們完全可以甚至更愿意采取另一種做法： 先計算某些對抗滑有利和不利力的差值，再根據(jù)差值的正負(fù)確定是對抗滑有利或不利的力。 例如：當(dāng)潛在滑面上存在水壓力時，該水壓力減小了潛在滑面正壓力使得摩擦力降低，因而對抗滑不利，但人們一般不是將該水壓力引起的負(fù)摩擦力視為滑動力，而是將其視為負(fù)值抗滑力。 這必然造成抗滑力與滑動力之比有不同的值。

抗滑力與滑動力之比無確定值的后果是，對于確定的穩(wěn)定安全系數(shù)，抗滑穩(wěn)定性是否滿足要求將是各說各話，這就造成執(zhí)行和監(jiān)督執(zhí)行（判斷是否違反強制性條文）的困難和混亂。

（4） 對非直線形滑動，無論是否考慮條間力，因不明確抗滑力構(gòu)成，抗滑力與滑動力之比無確定值。 1970 年代以前和以后我國先后用過的投影和法（不考慮條間力）和剩余滑動力法（考慮條間力）之滑動力調(diào)整法對滑面反傾條塊滑動力就曾有過視為抗滑力和視為負(fù)值滑動力兩種處理方式。

筆者的研究表明，對坡體滑動，無論是采用條分法是采用數(shù)值分析法，抗剪強度參數(shù)調(diào)整系數(shù)是唯一通用的抗滑穩(wěn)定系數(shù)定義，它是這樣的系數(shù)：滑面粘聚力和內(nèi)摩擦系數(shù)這兩個抗剪強度參數(shù)按除以該系數(shù)的方式調(diào)整后， 坡體剛好處于極限平衡狀態(tài)?；婵辜魪姸扰c剪應(yīng)力之比（即畢肖普等人定義）就是抗剪強度參數(shù)調(diào)整系數(shù)。

就直線形滑動而言，為使抗滑力與滑動力之比在確定的力系中有確定值， 需要明確抗滑力僅僅由摩擦力項和粘聚力項構(gòu)成。在此情況下， 不屬于摩擦力項和粘聚力項的各種力都?xì)w入滑動力。 因抗滑力與滑動力有相同的作用面積（即滑面面積），所以，對直線形滑動而言，滑面抗剪強度與剪應(yīng)力之比就是抗滑力僅僅由摩擦力項和粘聚力項構(gòu)成時的抗滑力與滑動力之比。

對各種滑面形態(tài)的滑動，滑面抗剪強度與剪應(yīng)力之比都是單位面積抗滑力僅僅由摩擦力項和粘聚力項構(gòu)成時的單位面積抗滑力與滑動力之比。 因此，如果想將抗滑穩(wěn)定系數(shù)定義表達(dá)為某種形式的抗滑力與滑動力之比，或者想了解抗滑穩(wěn)定系數(shù)定義同抗滑力與滑動力之比的關(guān)系，那么，抗滑穩(wěn)定系數(shù)就是單位面積抗滑力僅僅由摩擦力項和粘聚力項構(gòu)成時的單位面積抗滑力與滑動力之比。

關(guān)于坡體抗滑穩(wěn)定系數(shù)定義，拙著[4]有專章論述。

為此，筆者主張：

（1） 將支護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性改稱為支護(hù)結(jié)構(gòu)地基穩(wěn)定性；

（2） 引入抗滑穩(wěn)定系數(shù)概念；要求抗滑穩(wěn)定系數(shù)不小于抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)； 將抗滑穩(wěn)定系數(shù)定義為抗剪強度參數(shù)調(diào)整系數(shù)，即滑面抗剪強度與剪應(yīng)力之比。

其中，第二點主張對常規(guī)坡體穩(wěn)定性驗算同樣適用。

3 關(guān)于擋墻抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定性驗算

關(guān)于擋墻抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定性驗算，《地基通用規(guī)范》第7.2.3 條第1 款和第2 款存在兩類問題。

3.1 歸類和用語方面

（1） 第1 款將擋墻抗傾覆力矩歸為土的抗力是錯誤的。 擋墻自重引起的抗傾覆力矩不屬于土的抗力。

（2） 將擋墻抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性驗算擴展為支護(hù)結(jié)構(gòu)抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性驗算不妥。 擋墻類型很多，除了重力式擋墻，還有懸臂式擋墻、扶壁式擋墻、加筋土擋墻以及錨拉樁擋墻中的排樁部分、錨桿擋墻中的肋柱部分等等。對單支點支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性驗算，實際上是對其中的墻式部分（樁）進(jìn)行抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性驗算， 在計算中作為支護(hù)結(jié)構(gòu)組成部分的錨桿只視作一個后拉力，錨桿重力及其作用點并沒有也不應(yīng)參與計算。對單支點支護(hù)結(jié)構(gòu)而言， 進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性驗算將使驗算無法進(jìn)行。因此，不應(yīng)將擋墻抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性驗算擴展為支護(hù)結(jié)構(gòu)抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性驗算。

（3） 第1 款“抗滑力……等土的抗力”提法不妥。 第7.2.3 條中的“支護(hù)結(jié)構(gòu)”不排除巖質(zhì)坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)，“抗滑力”不排除巖質(zhì)坡體抗滑力，同時《地基通用規(guī)范》很多條款有“巖土”的提法，個別條款有“嵌巖樁”的提法，故在該規(guī)范中“土”不代表“巖土”。 但該條第1 款采用“抗滑力……等土的抗力”提法，卻導(dǎo)致不應(yīng)被排除的巖質(zhì)地基上擋墻抗滑穩(wěn)定性驗算被排除在外。

3.2 驗算要求方面

（1） 因不明確抗滑力構(gòu)成，擋墻抗滑移穩(wěn)定性驗算中的抗滑力與滑動力之比無確定值。

擋墻沿基底的滑移屬于直線形滑動。 在擋墻抗滑移穩(wěn)定性驗算中，潛在滑體為擋墻，潛在滑面為擋墻下端與巖土體接觸面而非巖土體內(nèi)的結(jié)構(gòu)面，潛在滑面強度為巖土體的外強度（與其他物體的接觸強度）而非巖土體的內(nèi)強度，如同背后填方的重力式擋墻之墻背摩擦角為土的外摩擦角而非土的內(nèi)摩擦角。

擋墻抗滑移穩(wěn)定性驗算中的抗滑力與滑動力之比在抗滑力構(gòu)成不明確時無確定值的道理與坡體抗滑穩(wěn)定性驗算相同，詳見上節(jié)所述。

當(dāng)前，在進(jìn)行擋墻抗滑移穩(wěn)定性驗算時，相關(guān)規(guī)范，如《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330—2013）和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007—2011）， 是將擋墻重力平行逆坡基底的分力視為負(fù)值滑動力的。 但如果不明確抗滑力的構(gòu)成，也可以甚至更愿意將此分力視為抗滑力，做如此變化后，抗滑力與滑動力之比將發(fā)生變化。 設(shè)墻背巖土荷載方向水平，記抗滑力與滑動力之比為Fs，當(dāng)把擋墻重力平行逆坡基底的分力視為抗滑力時，不計墻前反壓和墻底水壓條件下的Fs計算式將與（1）式相同（式中W相當(dāng)于擋墻重力，V相當(dāng)于墻背巖土荷載，α 相當(dāng)于逆坡基底傾角，L相當(dāng)于逆坡基底長度），相應(yīng)Fs表達(dá)式不滿足力的分解和合成原理，繼而不滿足力平衡。

對擋墻沿基底的滑動，與坡體滑動同理，抗剪強度參數(shù)調(diào)整系數(shù)是唯一通用的抗滑穩(wěn)定系數(shù)定義。 這意味著抗滑力僅僅由摩擦力項和粘聚力項構(gòu)成。 因此，對擋墻沿基底滑動這種直線形滑動，滑面抗剪強度與剪應(yīng)力之比就是抗滑力僅僅由摩擦力項和粘聚力項構(gòu)成時的抗滑力與滑動力之比。

（2） 因不明確抗傾覆力矩構(gòu)成，擋墻抗傾覆穩(wěn)定性驗算中的抗傾覆力矩與傾覆力矩之比無確定值。

一個力矩對抗傾覆有利時，既可視為抗傾覆力矩，又可視為負(fù)的傾覆力矩；一個力矩對抗傾覆不利時，既可視為傾覆力矩，又可視為負(fù)的抗傾覆力矩。 這將導(dǎo)致抗傾覆力矩與傾覆力矩之比對不同的抗傾覆力矩構(gòu)成有不同的值。

關(guān)于這一點，墻前、墻底和墻背有水壓力時，水泥土擋墻抗傾覆穩(wěn)定性驗算是一個典型的例子。 驗算中，墻面水壓力和墻底水壓力的定位有4 種組合供選擇，即：①墻面水壓力視為抗力，墻底水壓力視為作用；②墻面水壓力視為抗力，墻底水壓力視為負(fù)的抗力；③墻面水壓力視為負(fù)的作用，墻底水壓力視為負(fù)的抗力；④墻面水壓力視為負(fù)的作用， 墻底水壓力視為作用。 分別采用這4種組合時，抗傾覆力矩與傾覆力矩之比將有4 個不同值。 這4 種組合中，只有第4 種才符合“接觸面性質(zhì)不隨方向變化時接觸面一點的水壓不隨方向變化”這一基本規(guī)律，而這一規(guī)律是涉及水力時力平衡的基礎(chǔ)， 不遵守這一基本規(guī)律就意味著不滿足力平衡。由于忽視了這一基本規(guī)律，先后實施過的全部（3 部）基坑工程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》（YB 9258—97）、《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 120—99）和《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ 120—2012）》，選擇了所有（3 種）不正確的組合而恰恰放過了那一個正確的組合。

從力學(xué)上說，任何一個力矩均可視為兩個旋轉(zhuǎn)中心相同而方向相反的力矩的代數(shù)和。 當(dāng)將傾覆力矩視為絕對值大的正值力矩與絕對值小的負(fù)值力矩的代數(shù)和時， 若將兩力矩均視為傾覆力矩，則抗傾覆力矩與傾覆力矩之比不變；若將絕對值大的正值力矩視為傾覆力矩、將絕對值小的負(fù)值力矩視為抗傾覆力矩，抗傾覆力矩與傾覆力矩之比將有不同值。 因代數(shù)和不變的兩力有無數(shù)個，后一種處理將使抗傾覆力矩與傾覆力矩之比有無數(shù)個值。

也許有人認(rèn)為： 擋墻抗傾覆穩(wěn)定性驗算不用考慮得那么復(fù)雜，只要作用在擋墻上的力（包括分力）大小、方向和作用點是明確的，它們中哪些力引起的力矩對抗傾覆有利，哪些力引起的力矩對抗傾覆不利就是明確的。 將各個對抗傾覆有利和不利的力矩分別求和，便可得抗傾覆力矩和傾覆力矩，從而可得抗傾覆力矩與傾覆力矩之比。

但是，這樣做會導(dǎo)致力的分解和合成原理及“接觸面性質(zhì)不隨方向變化時接觸面一點的水壓不隨方向變化”的規(guī)律得不到遵守。

例如：當(dāng)前，在進(jìn)行重力式擋墻抗傾覆穩(wěn)定性驗算時，相關(guān)規(guī)范，如《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330—2013）和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007—2011），是將墻背巖土荷載豎直分力引起的力矩視為抗傾覆力矩的。 此時，如果記抗傾覆力矩與傾覆力矩之比為Ft，那么不計墻前反壓和墻底水壓條件下Ft的計算式為：

式中：G——擋墻每延米自重（kN/m）；Tzk、Txk——墻背每延米巖土荷載Tk的豎直分力、水平分力（kN/m）；x0——擋墻中心到墻趾的水平距離（m）；xf、zf——墻背每延米巖土荷載豎直分力、水平分力的力臂（m）。

上式可寫成下列二式：

或

因（5）式中同時出現(xiàn)Tzk/Ft和Txk，兩者合力既不是Tk又不是Tk/Ft，（6） 式中同時出現(xiàn)Tzk和FtTxk， 兩者合力既不是Tk又不是FtTk，故（5）式和（6）式不滿足力的分解和合成原理，因而，（4）式不滿足力的分解和合成原理。 而不滿足力的分解和合成原理就意味著不滿足力矩平衡。

況且，在不明確抗傾覆力矩構(gòu)成的情況下，人們完全可以采取另一種做法： 先計算某些對抗傾覆有利和不利力矩的差值，再根據(jù)差值的正負(fù)確定是對抗傾覆有利或不利的力矩。 這必然造成抗傾覆力矩與傾覆力矩之比有不同的值。

為滿足力平衡，需要將抗傾覆力矩明確為含有抗力參數(shù)的抗力項。 抗力參數(shù)的特點是：它是穩(wěn)定性驗算對象——潛在運動體自身或與周圍物體接觸面的性質(zhì)指標(biāo)不是力和尺寸，且僅在抗力項中出現(xiàn)。 對擋墻傾覆而言，擋墻重力引起的力矩是抗力項，它含有抗力參數(shù)——擋墻重度， 擋墻重度是抗傾覆穩(wěn)定性驗算對象——擋墻自身的物理性質(zhì)指標(biāo)不是力和尺寸，且僅在抗傾覆力矩中出現(xiàn)。 若引入抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)概念，那么，抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)定義為擋墻重度調(diào)整系數(shù)，它是這樣的系數(shù)：擋墻重度這個抗力參數(shù)按除以該系數(shù)的方式調(diào)整后， 擋墻剛好處于極限平衡狀態(tài)。這意味著抗傾覆力矩只能是擋墻重力引起的力矩。

根據(jù)上述可知，引入抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)概念對抗傾覆穩(wěn)定性驗算議題的分析要方便得多。

關(guān)于擋墻抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)定義，筆者另文有專門研究[5]，拙著[4]也有較多論述。

（3） 墻背巖土荷載未區(qū)別對待。 筆者的研究表明，坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載需分為抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載和抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載，抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載需采用按穩(wěn)定性公式反算法計算，其結(jié)果與穩(wěn)定安全系數(shù)有關(guān)，隨其增大而增大[4]。 因此，抗失穩(wěn)擋墻抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù)取值需小于抗變形擋墻抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù)，如同抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)中單樁水平承載安全系數(shù)取值需小于抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)中單樁水平承載安全系數(shù)，抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨桿承載安全系數(shù)取值需小于抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨桿承載安全系數(shù)[1，4]。

根據(jù)上述分析，關(guān)于擋墻抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定性驗算，筆者主張：

（1） 不將擋墻抗傾覆力矩歸為土的抗力，將支護(hù)結(jié)構(gòu)抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性改稱為擋墻抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性；

（2） 分別引入擋墻抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)概念；要求擋墻抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)分別不小于擋墻抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)；將擋墻抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)分別定義為墻底抗剪強度參數(shù)調(diào)整系數(shù)和擋墻重度調(diào)整系數(shù)；抗失穩(wěn)擋墻抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù)取值小于抗變形擋墻抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù)。

應(yīng)當(dāng)指出，對于巖土體抗滑穩(wěn)定性驗算、擋墻抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定性驗算以及其他穩(wěn)定性驗算，給出穩(wěn)定系數(shù)定義與安全系數(shù)法中安全系數(shù)是綜合考慮各種因素誤差的結(jié)果， 是不矛盾的，因為無論安全系數(shù)是什么，穩(wěn)定系數(shù)計算作為力學(xué)計算都必須滿足三個條件：一是力平衡，二是對確定的力系有確定的穩(wěn)定系數(shù)，三是同類型穩(wěn)定系數(shù)計算結(jié)果之間可以比較，即抗滑穩(wěn)定系數(shù)計算結(jié)果之間可以比較， 抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)計算結(jié)果之間可以比較。否則穩(wěn)定系數(shù)計算沒有意義。 因此，給出穩(wěn)定系數(shù)定義是必須的。

4 關(guān)于坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算的幾個共性問題

4.1 所用荷載是分項系數(shù)為1.0 的作用標(biāo)準(zhǔn)值還是作用設(shè)計值

關(guān)于坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算所用荷載是分項系數(shù)為1.0 的作用標(biāo)準(zhǔn)值還是作用設(shè)計值，《地基通用規(guī)范》第2.2.2 條第3 款與第7.2.3 條第1 款是矛盾的，第2.2.2 條第3 款要求是前者，第7.2.3 條第1 款要求是后者。 規(guī)定的矛盾將造成執(zhí)行和監(jiān)督執(zhí)行的混亂。

是統(tǒng)一采用第2.2.2 條第3 款的規(guī)定還是統(tǒng)一采用第7.2.3條第1 款的規(guī)定呢？ 地基承載力驗算和坡體、支護(hù)結(jié)構(gòu)地基、擋墻抗滑移穩(wěn)定性驗算都屬于巖土體強度驗算，當(dāng)?shù)鼗休d力驗算采用安全系數(shù)法時，可以獲得與邊坡地基承載力驗算等效的邊坡地基穩(wěn)定性驗算方法，不考慮埋深影響的擋墻抗滑移穩(wěn)定性驗算就是擋墻底面抗剪承載力驗算， 它類似于抗拔樁抗拔承載力驗算，只是受剪方向由豎直變成水平、受剪面由封閉的柱面變成一個平面。 因此，坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算中的作用效應(yīng)表述應(yīng)與地基承載力驗算中的相同。

為此，筆者主張，《地基通用規(guī)范》第2.2.2 條第3 款中的作用效應(yīng)表述改為與第7.2.3 條第1 款中的相同， 即采用作用標(biāo)準(zhǔn)值的提法。

需要說明的是，與完全由巖土體構(gòu)成的坡體抗滑穩(wěn)定性驗算和把支護(hù)結(jié)構(gòu)視為土體一部分的支護(hù)結(jié)構(gòu)地基抗滑穩(wěn)定性驗算不同，有支護(hù)坡體抗滑穩(wěn)定性驗算需考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)巖土荷載的能力——支護(hù)力。 在坡體抗滑穩(wěn)定性驗算中，抗滑穩(wěn)定系數(shù)是滑面強度參數(shù)調(diào)整系數(shù)（即滑面抗剪強度與剪應(yīng)力之比），故支護(hù)力是視為對坡體抗滑有利的作用（荷載）的。 但這個荷載情況特殊，它不是支護(hù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)坡體所傳巖土荷載的極限能力，而是在滿足安全度要求的條件下支護(hù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)坡體所傳巖土荷載的最大能力，這個安全度要求對分項系數(shù)法而言，就是考慮抗力分項系數(shù)、荷載分項系數(shù)（對抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)取1）和支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)（對抗失穩(wěn)和抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)均取1），對安全系數(shù)法而言，就是考慮承載或穩(wěn)定安全系數(shù)（抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)取值小于抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)取值）[1]。 支護(hù)力與在滿足安全度要求的條件下支護(hù)結(jié)構(gòu)所能承擔(dān)的最大巖土荷載大小相等、方向相反并在同一條作用線上。 這樣的支護(hù)力在有支護(hù)坡體穩(wěn)定性驗算中只是視為作用標(biāo)準(zhǔn)值，并非真正的作用標(biāo)準(zhǔn)值。

4.2 是否考慮地震工況

根據(jù)《地基通用規(guī)范》第7.2.3 條第1 款和該規(guī)范其他涉及坡體治理設(shè)計的條款，只出現(xiàn)“作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)”而未出現(xiàn)“地震作用效應(yīng)和作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合”這一情況，該規(guī)范未要求地震基本烈度為7 度以上地區(qū)永久坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)地基穩(wěn)定性驗算考慮地震工況。 這樣做是不正確的，因為一般工況與地震工況下作用組合情況及穩(wěn)定安全系數(shù)取值不同，一般工況下穩(wěn)定并不總是代表地震工況下穩(wěn)定。

該款也未要求地震基本烈度為7 度以上地區(qū)永久坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性驗算考慮地震工況， 但這并無不妥，坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計確實無需進(jìn)行抗震強度驗算，對此專題報告之一已有詳細(xì)論述。

為此， 筆者主張對地震基本烈度為7 度以上地區(qū)永久坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)地基進(jìn)行抗震穩(wěn)定性驗算。

4.3 安全系數(shù)取值

《地基通用規(guī)范》第7.2.3 條第1 款未給出坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算所需的穩(wěn)定安全系數(shù)的具體值或定性要求，這是不妥的。

（1） 在此情況下，穩(wěn)定安全系數(shù)即使取1.001 或者1.01 也沒有違反《地基通用規(guī)范》的規(guī)定，而這樣取值時，至少對坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)地基而言工程安全度是明顯不夠的。 也許有人認(rèn)為，穩(wěn)定安全系數(shù)取值可以由其他標(biāo)準(zhǔn)確定。 但這一認(rèn)識是不正確的。

一方面，《地基通用規(guī)范》留下坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全系數(shù)取值這個空白，意味著該規(guī)范對邊坡工程和基坑工程中用安全系數(shù)法設(shè)計的部分沒有給出其前言所稱的 “保障……工程安全……的控制性底線要求”， 給出不含安全系數(shù)具體值或定性要求的公式（7.2.3）只是要求坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算采用安全系數(shù)法而已，離保障工程安全的控制性底線要求還差得很遠(yuǎn)。 如果保障工程安全的控制性底線要求有賴于其他標(biāo)準(zhǔn)，那么，制訂《地基通用規(guī)范》是多余的。

另一方面，在《地基通用規(guī)范》對邊坡不劃分安全等級的情況下，《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50330—2013）按邊坡工程安全等級提供的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)無法繼續(xù)使用。

（2） 《地基通用規(guī)范》采用地基（樁基）承載力特征值概念和允許應(yīng)力法進(jìn)行地基（樁基）承載力驗算，而確定地基（樁基）承載力特征值都涉及由地基（樁基）極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值與安全系數(shù)相除，也就是說，《地基通用規(guī)范》對地基（樁基）承載力驗算基本上明確了承載安全系數(shù)。 因此，對錨桿和土釘承載力驗算不給出錨桿和土釘承載安全系數(shù)也與該規(guī)范地基（樁基）承載力驗算方面的做法不匹配。

為此，筆者主張給出坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算所需的穩(wěn)定安全系數(shù)取值要求，至少應(yīng)給出如下取值原則：

（1） 相同條件下，坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)地基抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)隨治理工程重要性等級的提高而提高；

（2） 相同條件下，永久坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)地基抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)大于臨時坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)地基抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；

（3） 相同條件下，一般工況坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)地基抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)大于地震工況坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)地基抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，且不應(yīng)小于1.1；

（4） 相同條件下，抗變形擋墻抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)大于抗失穩(wěn)擋墻抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù)；

（5） 擋墻抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù)不應(yīng)隨治理工程重要性等級、設(shè)計使用年限和工況的變化而變化。

5 結(jié)論與建議

5.1 《地基通用規(guī)范》在坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)抗滑穩(wěn)定性驗算方面存在的問題

（1） 在巖土體（坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)地基）抗滑穩(wěn)定性驗算方面：對基坑工程未要求進(jìn)行基坑邊坡抗滑穩(wěn)定性驗算；未提出坡體抗滑穩(wěn)定性驗算作用組合選擇要求和驗算結(jié)果滿足要求的標(biāo)準(zhǔn)； 將支護(hù)結(jié)構(gòu)地基穩(wěn)定性驗算誤稱為支護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性驗算；對直線形滑面巖土體，排他性地推行沒有確定值的抗滑力與滑動力之比不小于安全系數(shù)的驗算要求； 對圓弧形滑面巖土體，事實上排他性地推行已逐步淘汰的唯一不考慮條間力的條分法——瑞典法；對既非圓弧形又非直線形滑面巖土體，事實上排他性地推行已經(jīng)淘汰四十多年、抗滑力與滑動力之比無明顯物理意義且無確定值的投影和法；不要求對地震基本烈度為7 度以上地區(qū)永久坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)地基進(jìn)行抗震穩(wěn)定性驗算。

（2） 在擋墻抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性驗算方面：將擋墻抗傾覆力矩歸入土的抗力；將由墻式部分與錨桿組成的支護(hù)結(jié)構(gòu)中墻式部分抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性稱為支護(hù)結(jié)構(gòu)抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性；排他性地推行沒有確定值的抗傾覆力矩與傾覆力矩之比和抗滑力與滑動力之比不小于安全系數(shù)的驗算要求。

（3） 在上述兩個方面即巖土體（坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)地基）抗滑穩(wěn)定性驗算及擋墻抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性驗算方面：對所用荷載是分項系數(shù)為1.0 的荷載設(shè)計值還是荷載標(biāo)準(zhǔn)值作出矛盾的規(guī)定；不給出坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算所需的穩(wěn)定安全系數(shù)取值要求。

上述情況有的有工程安全之憂，有的強制性要求技術(shù)人員犯概念性錯誤和采用落后甚至早已淘汰的技術(shù)，有的造成執(zhí)行和監(jiān)督執(zhí)行（判斷是否違反強制性條文）的困難和混亂。 這些都是在全文強制的規(guī)范中不應(yīng)出現(xiàn)的。

5.2 筆者主張

（1） 對基坑工程要求進(jìn)行基坑邊坡抗滑穩(wěn)定性驗算；提出坡體抗滑穩(wěn)定性驗算作用組合選擇要求；將支護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性改稱為支護(hù)結(jié)構(gòu)地基穩(wěn)定性； 不將擋墻抗傾覆力矩歸為土的抗力；將支護(hù)結(jié)構(gòu)抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性改稱為擋墻抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性； 將穩(wěn)定性驗算所用荷載是分項系數(shù)為1.0 的作用設(shè)計值還是作用標(biāo)準(zhǔn)值的矛盾規(guī)定統(tǒng)一為作用標(biāo)準(zhǔn)值。

（2） 對巖土體（坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)地基）抗滑穩(wěn)定性驗算，引入抗滑穩(wěn)定系數(shù)概念；定義抗滑穩(wěn)定系數(shù)為抗剪強度參數(shù)調(diào)整系數(shù)即滑面抗剪強度與剪應(yīng)力之比；要求抗滑穩(wěn)定系數(shù)不小于抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；要求對地震基本烈度為7 度以上地區(qū)永久坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)地基進(jìn)行抗震穩(wěn)定性驗算。

（3） 對擋墻抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定性驗算，分別引入擋墻抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)概念；要求擋墻抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)分別不小于擋墻抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)；分別定義擋墻抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)為墻底抗剪強度參數(shù)調(diào)整系數(shù)和擋墻重度調(diào)整系數(shù)。

（4） 給出坡體及其支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算所需的穩(wěn)定安全系數(shù)取值要求，至少給出如4.3 節(jié)所述的取值原則。

（5） 對擋墻背后全為低粘聚力土且不視為坡體的情形，要求擋墻抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)隨擋墻重要性等級變化，并要求進(jìn)行永久擋墻抗震穩(wěn)定性（包括地震工況下抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定性）驗算。