探討坡地多高層建筑地基基礎設計及地質災害防治

張文卿

（昆明工程勘察公司，云南 昆明 650000）

2021年以來，城市建設又迎來了新一輪的高峰，城市建設范圍持續擴大，建筑工程技術不斷發展。由于建筑用地的減少，很多建筑不得不向多高層發展，向坡地轉移。坡地具有一定的優勢，其地基的承載力一般較高，但同時，坡地的地質條件一般比較復雜，建筑施工也會邊坡也會承擔更高的負荷，增加滑坡等地質災害問題的發生概率。此外，基礎施工、邊坡施工、暴雨滲漏等都可能造成邊坡地質災害，危及人員安全，影響建筑安全及質量。為了減少坡地上多高層建筑的不利影響，必須做好前期地質調查評價、檢測、總圖設計工作，邊坡處理和支護結構的設計要在科學選型設計和合理施工的基礎上，為安全施工和科學施工提供技術支持，從而保證工程質量和人員安全。

1 坡地多高層建筑地基基礎設計的必要性

地基基礎關系著建筑物的安全，是建筑物的基石。若建筑地基基礎出現問題，輕則造成建筑工程質量問題，影響建筑物的使用功能，重則造成重大的安全事故，給人民生命財產帶來巨大損失。因此建筑地基基礎設計是整個建筑設計的基礎環節，其重要性不言而喻。坡地多高層建筑因其處于斜坡地段，地質條件相對于平地更為復雜，人為施工對原生地貌、地質的影響也更明顯，地基基礎的施工難度也更大，施工費用占整個建筑施工費用的比例更大。因此，要求在做坡地多高層建筑地基基礎設計時，要全面考慮，不僅考慮到設計科技性、實用性、經濟性，還應考慮到對周圍地質、環境的影響。不但要節省工程造價，還應減少人為地質災害的發生。因此，對坡地多高層建筑地基基礎設計進行深入的研究是非常必要的。

2 坡地多高層建筑地基基礎設計常遇到的問題

2.1 地基漏水等滲漏問題

地基是指建筑物下面支撐基礎的土體或巖體。地基有天然地基和人工地基（復合地基）兩類。天然地基是不需要人加固的天然土層，坡地上地下水有比較大的水頭差異，比較容易造成地基的滲漏。滲漏會影響建筑的質量和后續使用。當滲透壓力超過臨界滲透壓力時，地基土會被水流帶走和侵蝕，在管道作用下會造成嚴重損失，造成整個地基的破壞。地表滲水可在坡頂設置截水溝攔截，建筑物周圍可設置集水井、明溝或盲溝，及時收集排水。地基、地下室底板和側墻可采用防滲混凝土處理，增加混凝土厚度和粘貼防水材料，確保不滲水。

2.2 地基的下沉問題

坡地大多數傾斜的角度非常大，且層次沒有規律而言，在地層中間還有較軟弱的層面，特別是山坡的凹處容易出現軟弱土層。在地基中有這類軟質的土層的情況下，地基就有發生下沉和傾斜的可能。若當下沉或傾斜達到一定程度時，就會超過地基的最大承受能力，地基就有可能發生塌陷和滑動，造成上部建筑物的傾斜和開裂，極易對施工人員和居民造成安全問題。因此應選擇適宜的基礎形式，保證整個工程的順利進行和建筑的安全。

3 坡地多高層建筑地基基礎設計的具體內容

多高層建筑地質條件復雜，場地邊坡情況不佳。基礎設計的重要性比扁平場地更為突出。①地基承載力。斜坡上建筑物基巖層傾角大，巖層種類多，易存在軟弱夾層。在設計中，應詳細分析地質勘察報告，并進行軟弱下臥層和地基沉降變形的驗算。當地基承載力不足或沉降量較大時，可以選擇樁基礎作為基礎類型，適當延長樁長，將上部結構的荷載盡可能地轉移到邊坡的底部，可以減少邊坡的附加荷載，進而減少多層塔樓和裙房的沉降差和絕對沉降。應注意的是，當樁基礎為嵌巖樁時，樁端埋在巖石中的深度應根據邊坡下部位置的高度來確定。如此可以減少坡頂的荷載，地下室內部則呈空心狀，可以減少同體積土的重力荷載，相當于路塹的效果；②荷載可以盡可能傳遞到邊坡底部。當坡度較低時，可以直接將地基設置在邊坡的底部；增加地下室層數，使建筑物安全可靠地嵌入邊坡中，形成穩定組合，保證多層和高層建筑的抗傾覆和抗滑移能力，有利于結構的抗風抗震。當建筑物處于斜坡上時，不可避免地要承受巖土的側向壓力。在場地條件允許的情況下，擋土墻宜與塔架分離，設計成斜坡式擋土墻結構，如預應力錨索擋土墻。當多層及高層塔樓側墻必須與擋土墻合建時，應將側向主動土壓力與多層及高層建筑的不利水平荷載相結合，以驗算建筑物的抗滑和抗傾覆能力，通過驗算，保證了地基的安全可靠。如果建筑物的抗滑和抗傾覆驗算不過關時，可以通過增加工程措施，如在地基上增加預應力錨索錨或抗拔樁來加強地基的強敵，以保證建筑物的抗滑和抗傾覆能力。

4 坡地多高層建筑中容易出現的地質災害

地質災害通常由自然的和人為的兩種，自然的地質災害是在自然情況之下，由于地殼活動和地球板塊間的運動不受人的控制，如地震、山崩等情況。人為的質地災害是在人們進行工程建設過程中的作業引發的泥石流、滑坡、崩塌、地面凹陷等災害。坡地多高層建筑施工中，人為的地質災害往往是最主要方面，其影響最為嚴重。

4.1 泥石流災害

泥石流的群發性、突發性、爆發性強，持續的時間也較長。隨著社會發展，泥石流的人為因素加強。主要是不合理的修建、亂砍濫伐、棄土棄渣。因此坡地多高層建筑需要進行詳細的地質勘探，同時做到設計合理，將其對地質環境的影響降到最低。

4.2 滑坡災害

滑坡是指邊坡上的土體或巖體，受河流侵蝕、地下水活動、雨水浸泡、地震和人工削坡等影響，在重力作用下，沿某一軟弱面或軟弱帶整體或散落而下的自然現象。這也是建筑工地上比較容易出現的地質災害。自然坡地受到人工干預，其滑坡頻率也更加頻繁。

4.3 崩塌災害

陡坡上的巖土體突然脫離基質，迅速崩塌滾動，然后堆積在坡腳或谷底。崩塌有時破壞和掩埋房屋和其他工程設施，危及人民的生命財產安全。多高層建筑設置在斜坡上時，由于坡地上部荷載的增加，加上邊坡開挖的影響，往往誘發坡面失衡，造成山體圍巖崩塌。

4.4 地面沉降災害

坡地地基地質條件復雜，經常存在軟弱巖土層。坡地上施工多高層建筑，會人為增加地基上部荷載，加上人工施工對地基的擾動，造成地基承載力下降，從而引起地面沉降。

5 坡地多高層建筑地基基礎設計的解決措施

5.1 對地質的提前勘探和災害預估

設計師應當提前對施工場地進行地質勘探，預測潛在的地質災害。在坡地作業之前，要對以往的地質災害和遺留地質問題進行分析。對不可避免的地質災害則需要做好災害預估，做出相應的加固、預防措施。

5.2 坡地多高層建筑地基基礎設計與自然環境相結合

在多高層建筑邊坡基礎的設計和施工過程中，可以與周圍的地質環境相結合，合理科學的設計邊坡建筑物，優化總平面布置方案和邊坡處理方案。為了減少地質災害的發生，總平面設計應與前期的結構巖土工程設計相協調。總平面設計是對所有場地的總體規劃設計，涉及場地功能區布局、道路規劃等，經批準后原則上不得變更。坡上建筑與平地建筑最大的區別在于坡路的坡度控制和調整，應考慮山體整體布局，設計重點是建筑物和道路的布置、場地平整、挖填平衡分析。對于低緩的邊坡，可采用擋土墻對邊坡邊緣進行支護。對于支護面條件復雜、高填方、深基坑的場地，則采取相應的加固措施。

6 結論

我國城鄉建設規模不斷擴大，在坡地上的建筑也在隨之增加，尤其是今年來，多高層建筑不斷增加。在坡地多高層建筑基礎設計過程中，應進行詳細的地質勘察和分析，建筑方案規劃設計、總體布置設計和邊坡治理應充分結合場地地質條件、地形和坡度，基礎和上部結構設計要嚴格、科學地進行。充分分析工程地質和水文環境等因素的影響，根據不同的地形、地質情況采取相應措施，以減少安全隱患，保證工程質量。