坡地建筑結構設計的探討

牛發運

身份證號：410901197812243731

坡地建筑結構設計的探討

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近年來，隨著經濟的發展與人民生活水平的提高，個人住宅也越來越趨于高檔化發展，這促使了大量坡地工程的興建。本文以煙臺萬科御龍山工程為例，探討了關于坡地建筑結構設計的相關問題和措施要點，希望對該方面的工程有所幫助。

坡地建筑；建筑結構；結構設計

所謂坡地建筑，就是指的那些在高差較大的坡地形上興建的建筑物，其最大的特點是建筑物底部的嵌固端不在同一個水平面上［1］。將坡地修整成為多個連續的臺地，在各層臺地上興建多高層建筑，由于坡地的地形地貌比較特殊、地質條件比較復雜，所以在上面興建建筑物的難度也較大，對建筑結構設計的要求非常高。筆者以煙臺萬科御龍山工程為例，結合該工程的實際情況，簡單談一談關于坡地建筑結構設計的相關問題和措施要點。

1　坡地建筑的基礎設計

坡地建筑的基礎設計應當滿足《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2002）中的相關要求，即上部建筑的承載能力要求、沉降變形要求以及建筑整體的穩定性要求。坡地建筑持力層分布不均。一般在持力層埋藏較淺并且分布均勻的情況下，首先可以考慮天然淺基礎，天然淺基礎具有開挖深度小、經濟性好等優點，當坡地建筑的上部結構傳至基礎的荷載較小時這是一種最為經濟合理的基礎選擇；在持力層埋藏較深并且分布起伏變化較大的情況下，由于坡地建筑的上部結構傳至基礎的荷載較大，所以天然淺基礎不能夠滿足其承載力要求，此時可以選擇人工挖孔墩基礎，造價較低、質量較好。而在持力層埋藏很深的情況下，人工開挖基礎的施工難度增大，需要穿越較厚的巖土層，建議采用沖孔灌注樁，不過其工程造價要比較高，成樁質量不穩定［2］。另外，為了防止基礎沉降不均勻，原則上同一結構單元的基礎不能夠設置在性質相差較大的地基上，也不能夠部分采用天然地基、部分采用樁基。不過在實際建筑設計之時，受坡地地形的影響，當基巖面起伏較大時常常不得不采用多種土層作為持力層，這造成很多坡地建筑工程出現大部分基礎落在土層、另外一小部分基礎落在巖石層的情況，從而導致土層上的基礎沉降遠大于基巖上的基礎沉降，進而引發不均勻沉降問題，嚴重者更可能會使建筑

結構遭到破壞。對此，解決方法主要有兩種：①采用褥墊層對基礎與巖石接觸區域進行處理，褥墊主要由中砂、粗砂、爐渣等組成，厚度以300～500mm為宜；②采用天然淺基礎與人工挖孔墩基礎結合的形式，將持力層引至基巖上，同時還可以通過在基礎下布設巖石錨桿來解決基礎滑移的問題［3］。

2　坡地建筑的擋土墻設計

在坡地建筑的結構設計中，擋土墻的設計意義重大，因為擋土墻的設計直接關系著建筑上部結構的整體設計，是上部結構設計的關鍵。坡地建筑擋土墻的設計應當遵循安全、合理、經濟的原則，從工程場地的實際情況出發，結合當地的地形地質條件，遵循其使用要求，因地制宜地進行設計［4］。

坡地建筑擋土墻的設計有兩種方法：

1）將擋土墻與建筑的主體結構分開脫離，這種方法的優點是受力明確，并且有利于建筑防水防潮，缺點會增加巖石的開挖量，從而增加工程造價、延長施工工期，并且還會使建筑的使用空間縮小，達不到業主的要求。

2）結合建筑的主體結構布置擋土墻，也就是說對擋土墻與相應部位的主體結構進行聯合設計，將擋土墻和底板、頂板等組成合理的建筑空間結構，從而既減少工程造價、縮短施工工期，又增大空間面積［5］。

坡地建筑的擋土墻本身就對設計要求較高，必須要滿足如下要求：

1）強度要求：在靜止土壓力和水壓力的雙重作用下，坡地建筑擋土墻的計算模型應當按照一米板帶寬度，下端固定、上端簡支的單向板進行計算，其中土壓力值以靜止土壓力取值，K以0.5取值。

2）剛度要求：為了增加坡地建筑擋土墻的剛度，可以選擇在框架柱位置上設置鋼筋混凝土扶壁柱，或是增加地下室頂板和底板的厚度。

3）穩定性要求：在覆土、自重、土壓力及水壓力等的共同作用之下，坡地建筑擋土墻必須要滿足一定的穩定性要求，在進行墻身設計時通過增加墻趾的外挑尺寸來增加擋土墻的抗傾覆力矩和抗滑移摩阻力，并同時穩定土壤性質、緩解墻背土壓力，要在背面底部和中部設置排水盲溝。

3　坡地建筑的上部結構設計

在對坡地建筑的主體結構進行計算時，首先要考慮到側向上壓力的影響，對結構整體進行計算分析。坡地建筑的結構設計不但要滿足承載能力極限狀態，還應當滿足正常使用極限狀態。除卻基礎不均勻沉降外，在風荷載、地震作用等水平荷載的作用下也容易產生局部滑坡、失穩等破壞［6］。煙臺位于環渤海地震帶，故而煙臺萬科御龍山工程的建筑結構設計更要重點關注抗震設計。綜合考慮各種不利因素，在坡地建筑的上部結構設計中，建筑場地盡量避開不穩定的邊坡，并嚴格控制施工質量；加強對底部的設計，從概念設計上重視抗震措施；增強建筑上部結構與基礎之間的協調性；加強對基礎的監測，及時發現沉降、滑移等情況，并采取有效的措施進行處理。隨著土地資源越來越緊缺，興建坡地建筑是必然趨勢，但由于坡地建筑對結構設計的要求較高，所以還應當找出更加有效的坡地建筑結構設計方案，以提高坡地建筑質量。

［1］王博.某在建坡地建筑結構設計分析［J］.福建建筑，2015，07：46-47.

［2］陳圓.關于坡地建筑結構設計的探討［J］.江蘇建筑，2015，05：47-49.

［3］曾偉，賀渝，黃江.一種坡地建筑結構的設計方法［J］.重慶建筑，2013，03：55-57.

［4］凌瑜，彭超.論坡地建筑設計研究［J］.門窗，2014，02：205.

［5］彭玉萍.淺析坡地建筑結構設計問題與相應防護措施［J］.科技創新與應用，2012，21：249.

［6］林捷.坡地建筑的結構設計分析［J］.福建建材，2011，05：21-22.