2. 计算说明
在对设计过程进行详细介绍之前，需要对GEO5抗滑桩设计的一些基本知识进行说明。GEO5中抗滑桩设计主要分为两步，初步设计（或概念设计）和详细设计。
初步设计采用「土质边坡稳定分析」模块（以下简称「土坡」模块）进行，目的是分析当抗滑桩发挥其全部承载力时，边坡可以达到的稳定安全系数。通过该分析，工程师可以初步判断需要布置多大承载力的抗滑桩和需要布置多少排抗滑桩，以及是否需要增加其他支护措施，例如锚杆（索）、挡土墙等。同时，根据边坡的设计安全系数和抗滑桩分布，还可以计算得到剩余下滑力在抗滑桩之间的分布，进一步帮助工程师对设计方案的合理性进行判断。
详细设计采用「抗滑桩设计」模块（以下简称「抗滑桩」模块）进行，目的是根据抗滑桩所受荷载，分析其变形、抗剪承载力、抗弯承载力和嵌固端岩土体的承载力，并进行配筋验算。通过该分析，即可以最终确定设计方案，并绘制施工图。
根据初步设计，基本确定设计方案后再进行详细设计，从而避免了反复在细节上对方案进行调整而缺少整体宏观把握，提高了设计效率和设计方案的合理性。
2.1 最危险滑面的确定
一般而言，对于滑面确定的滑坡，不需要再确定最危险滑面，只需要对已有滑面进行分析即可。当然，有时为了防止成功支护已有的滑面后产生其他滑面，例如仍有低于设计安全系数的其他潜在滑面，我们则需要对小于设计安全系数的滑面进行进一步的搜索。
对于滑面不确定的滑坡或滑面只能大致判断其位置的滑坡，则需要确定最危险滑面的位置，并对其进行支护。通常的做法是，在不添加抗滑桩的情况下对边坡最危险滑面进行搜索，然后固定最危险滑面，加入抗滑桩，分析安全系数，并计算作用在抗滑桩上的剩余下滑力。这种做法对于嵌固段相对确定，且滑面不可能产生在嵌固段以下的滑坡是适用的，例如本案例。但是当抗滑桩的嵌固段处于土体中时，则需要考虑滑面下移时引起的抗滑桩承载力的降低。下面通过一个简单的例题（非工程实例）对此进行说明。
如下图（图2-1）所示均质土坡中一根抗滑桩A，穿过未添加抗滑桩时搜索得到的最危险滑面S。此时，由于抗滑桩的加入，最危险滑面必定会下移，如果穿过桩底的滑面安全系数仍然小于设计安全系数，则说明抗滑桩长度不足，但是如果滑面仅仅高于桩底0.1m呢？这时则不能采用桩身最大承载力（抗剪力）作为施加在滑面上的抗滑力，而应当以嵌固段土体的承载力作为依据，即抗滑桩提供给滑面的抗滑力沿桩身应当是变化的。GEO5「土坡模块」中可以假设其为线性分布，即当抗滑桩嵌固段较小时（穿过滑面的桩长较短），抗滑承载力由嵌固段的滑床承载力确定，随嵌固深度的增加而增大。当嵌固深度达到一定程度时，抗滑承载力由桩自身的受剪载力确定，即达到最大抗滑承载力Vu，此时随嵌固深度的增加，抗滑承载力不再变化。这样，滑面在搜索过程中才能自动调整其受到的抗滑力大小。
因此，对于需要搜索最危险滑面的边坡抗滑桩设计而言（嵌固段较难确定），最大抗滑承载力Vu和最大承载力桩长比K的确定就尤为重要，其中最大承载力桩长比K，即达到最大抗滑承载力Vu（桩身受剪承载力）时抗滑桩嵌固段长度和总桩长之比（图2-2）。
注：关于参数Vu和K的取值，在「设计过程说明」章节将予以讨论。更多说明请查阅软件自带帮助文档。
图2-1 均质土坡中的抗滑桩
图2-2 抗滑桩承载力Vu沿桩身的分布–均布分布和线性分布
2.2 桩身荷载（剩余下滑力+剩余抗滑力）的确定
根据《铁路路基支挡结构设计规范 TB10025-2006（2009局部修订版）》、《公路路基设计规范 JTG D30-2015》、《滑坡防治工程设计与施工技术规范 DZ/T 0219-2006》和《建筑边坡工程技术规范 GB50330-2013》等滑坡相关规范，很容易确定作用在单排抗滑桩上的滑体剩余下滑力和剩余抗滑力。简单说明：即在抗滑桩处将滑体分为两部分，使桩后滑体达到设计安全系数的抗力Fb即为作用在抗滑桩后的剩余下滑力，使桩前滑体达到设计安全系数的推力Ff即为作用在抗滑桩前的剩余抗滑力。这两个力的引入，使得整个滑体达到设计安全系数状态。可以看出桩身滑坡荷载的计算和桩身承载力无关，而仅和边坡本身及其设计安全系数有关。
注：关于作用在抗滑桩上的滑坡推力和滑体抗力的详细计算理论说明，请查阅软件自带帮助文档。
除了单排抗滑桩，GEO5「土坡模块」中允许添加多排抗滑桩（非近距离带连梁的抗滑桩），并将各排抗滑桩的承载力Vu代入滑面安全系数计算中得到最终的计算安全系数SFc。而在计算各排抗滑桩受到的滑坡推力时，则不能直接使用Vu计算，因为边坡处于设计安全系数状态（临界状态）时，抗滑桩不一定完全发挥了其承载力。
图2-3多排抗滑桩受到的滑坡推力和抗力
图2-3中A桩所受滑体抗力FA' 和B桩所受滑体推力FB很容易由单排抗滑桩的荷载计算原理计算得到。难点为如何确定桩间力FA和FB' 。如果直接带入B桩的最大承载力VuB计算FA，那么当VuB非常大时，FA=0，并不符合实际情况。这里的问题在于当边坡达到安全系数SF时，B桩所发挥的承载力实际上并没达到VuB。同理，计算FB'时，直接将VuA带入B桩滑体抗力的计算也是不正确的。
因此，首先需要确定边坡安全系数为设计安全系数SF时，A桩和B桩实际所发挥的承载力大小。这里，通过折减（增大）VuA和VuB的大小来实现，即找到一个折减（增大）系数K，使得折减（增大）后的VuA' 和VuB' 带入边坡计算时，计算安全系数SFc=SF，此时的的VuA'=VuA/K 和VuB'=VuB/K 即为A桩和B桩在边坡达到临界状态时所需实际发挥的承载力。这样做的好处在于，最终A桩和B桩所受滑体荷载的大小与的VuA 和VuB 的大小不再相关，仅与其比值R=VuA/VuB 有关，这和单排抗滑桩滑坡推力计算时滑坡推力的大小和抗滑桩的最大承载Vu无关的特点保持一致。
这种计算方法虽然简单，但是在确定A桩和B桩最大承载力的比值R时，并不完全由桩身截面尺寸、桩间距等确定，还需要根据计算结果和经验进行判断。例如，这里取R=1，最终计算得到FB+FA < FAtotal，其中FAtotal为不考虑B桩时得到的作用在A桩上的滑坡推力，实际上FB+FA ≈ FAtotal 。此时说明VuB' 大于FB，而多余的抗力对桩间滑体产生了拉力，而这实际上是不可能的，也就是说B桩实际并没有发挥VuB' 这么大的承载力。此时，需要增大R值的大小，即提高A桩发挥的承载力，使得FB+FA ≈ FAtotal 。
对于判断R值是否合理，有一个较为简单的方法，即无论如何，B桩对桩间滑体肯定会产生一定的推力FB'，那么当FB' 不等于零且不大于FB时，R值即是合理的。和推断合理R值类似，还可以借此判断前后排桩应当采用何种截面尺寸和桩间距，从而实现多排抗滑桩的优化设计。
当抗滑桩的排数大于两排时，其计算思路和上面所阐述的两排抗滑桩的计算思路相同。
注：关于作用在多排抗滑桩上的滑坡推力和滑体抗力的详细计算理论说明，请查阅软件自带帮助文档。
