顺层（层面控制）、顺倾（结构面控制）边坡在开挖后常出现依附于层面的平面型顺层滑坡，因此，顺层边坡预加固显得非常重要。因为只有设置了合理的预加固工程，就可以有效控制潜在滑面的力学参数在工程开挖扰动以后的下降幅度，也就可有效减小顺层边坡的工程补偿力度。否则，一旦顺层边坡发生变形或破坏，将导致滑面的力学参数大幅下降，这不但造成后期加固支挡工程规模力度的大幅提升，也可能导致滑坡的范围的不断牵引扩大。因此，顺层边坡的预加固在工程中是非常重要的。但顺层边坡预加固中最为关键的预加固边坡长度是技术人员最为头痛的问题之一。预加固范围过大，甚至是“一坡到顶”，将导致工程的经济性偏差；预加固范围过小，将可能导致加固工程力度偏小而出现边坡失稳。基于此，笔者将近年来工程中常用的、有效确定顺层边坡的预加固长度的几种方法在此汇总，供大家参考选用。岩土工程治理中，合理有效的工程经验是至关重要的，尤其是来自于大量工程实践的经验总结，并且经过长期工程实践所证明是可行的工程经验。滑坡专家王恭先先生经过五十多年的工程经验总结，对于贯通性良好的沉积性顺层边坡预加固长度一般取开挖高度的5~10倍，对于似层面或外倾贯通性较好的结构面边坡预加固长度一般取开挖高度的3~6倍。
图1 顺层边坡预加固经验取值示意图 图1 似层面和外倾结构面边坡预加固经验取值示意图
此法的预加固长度取值原则是，对于结构面为硬性、无夹层时取小值；结构面为软弱、泥化夹层时取大值。这种方法的好处是简单、方便、快捷，但总的来说偏于安全一些，技术人员可根据现场的详实地质资料合理选用预加固范围。
算例：1）某顺层边坡开挖高12m，坡体由砂泥岩构成，层面为泥化夹层，故可取边坡预加固长度为开挖高度的10倍关系，即120m。
2）某砂岩反倾坡体外倾结构面微张有泥膜，边坡拟开挖高15m，可取边坡预加固长度为开挖高度的4倍关系，即60m。顺层坡体在开挖以前应力是平衡的，当坡体开挖后由于失去前缘支撑从而导致后部支体松弛、变形。故笔者通过计算开挖坡体失去的抗滑力或被动土压力，试算开挖面后部坡体多大范围内的下滑力能与其的方法去确定顺层边坡的加固范围。即下滑力T=Max（被动土压力Ep、抗滑力F）。当滑面以上的岩层破碎时，可采用被动土压力进行近似计算。而当滑面以上的岩层完整性较好时，则采利用岩体结构面抗剪强度进行抗滑力进行计算。且考虑到工程实践中的扰动等因素，经以上计算的预加固体的加固范围宜在计算后取1.2~1.3的安全系数，这种方法在笔者处治过的大量边坡中应用是成功的。
图2 试算确定顺层边坡预加固范围
算例：1）某顺层边坡开挖高12m，坡体由砂泥岩构成，层面为泥化夹层，开挖损失的岩体抗剪力为800KN/m，开挖损失的岩体被动压力为1047KN/m。故依据平衡法试算求得拟预加固顺层边坡的加固范围为92m，然后乘以扰动安全系数1.3后的预加固长度为120m。3、极限坡高计算法（根据孙玉科院士的稳定性分析方法，笔者略做调整和延伸）依据抗滑力F与下滑力T之比的坡体稳定系数K=1时确定开挖顺层坡体极限高度3.1、当边坡顶坡度小于10°为近水平，且自然坡面较小时，可通过求出预加固体的竖向高度得出预加固体的加固范围。
图3 坡顶平缓且坡长较小确定顺层边坡预加固范围
经以上公式计算的预加固体的加固范围，考虑到工程实践中的扰动等因素，建议预加固范围宜在计算后取1.2~1.3的安全系数，且不得大于开挖脚至坡顶的自然边坡总长度（若大于则取开挖脚至坡顶的自然边坡总长度）。该法的缺点是结构面的C，Φ很难获得真实值，可能造成计算误差较大。算例：某顺层边坡层面倾角=25°,重度为22KN/m3，层面分别为（15Kpa）和23°，开挖边坡的综合坡度为45°。经计算可得出=43.5m，然后乘以扰动安全系数1.2后的预加固长度为125m。3.2、当边坡坡度较大且自然坡面延伸很远时可通过近似求得顺层极限竖向高度后乘以安全系数求出预加固体的加固范围。
图4 坡面较较陡且坡长较大确定顺层边坡预加固范围
在结构面上取单位长度，其极限平衡条件为
经以上公式计算的预加固体的加固范围，考虑到工程实践中的扰动等因素，建议预加固范围宜在计算后取1.2~1.3的安全系数。该法的缺点是结构面的C，Φ很难获得真实值，可能造成计算误差较大。算例：某顺层边坡层面倾角=25°,重度为22KN/m3，层面分别为（15Kpa）和23°，经计算可得出=43.5m，然后乘以扰动安全系数1.3后的预加固长度为57m。在工程中最常用的是首先对开挖坡体进行数值仿真分析，得到坡体开挖后的位移场。然后根据在距坡顶面不同深度处作适当的参考线，根据各参考线位移曲线上的水平分量，找出曲线变化的拐点，将不同深度同一位移曲线上的拐点依次顺序连接起来，即形成松动区的内边界，它与坡体开挖临空面之间的部分即为坡体开挖产生的潜在松动区范围。算例：山西省长晋高速公路的K31+160~+460段顺层滑坡，笔者则采用Geo-slope软件数值模拟了坡体的松动区，进行了很好的模拟，并为工程有效的补偿或提高坡体的稳定性进行模拟，用以指导工程的加固，依据18年来坡体的良好稳定性证明，通过数值模拟指导顺层挖方边坡的工程治理是有效的，对顺层挖方边坡松动区及坡体在工程加固前后的稳定性数值模拟分析是合理的，可行的。此方法是笔者在工程实践中最为常用的预加固体的加固范围确定方法。这是由于在拟开挖坡体附近，大自然多为给出其自然状态下类似岩体的松弛变形范围，只要我们仔细进行现场调查，就可以获得很好的类比模型，继而根据其松弛变形的高度与长度之比，应用于拟开挖边坡的预加固范围确定。当然，考虑到工程实践中的扰动等因素，建议预加固范围宜在计算后取1.2~1.3的安全系数。算例： 某顺层坡体主要由巨厚层砾岩和薄～中厚层状的泥质粉砂岩夹泥岩地层，产状为242°∠30°。原设计采用1:0.5~1:1坡率开挖后对高约45m，工程实施后发生大规模滑坡。现场调查时，笔者发现相邻类似地层的边坡有一小型变形模型，其厚长比为5.3,在与该大型滑坡的厚长比4.7相比发现有很好的参考价值。以上几种方法，在工程实践中并不是单一应用的，往往需要通过几种方法相互校核综合治理应用。
