山地建筑結構設計常見問題與處理措施

陳志博 曹文慧

【摘要】我國幅員遼闊，地理地質極為復雜，各類建筑項目實施時，常常會遭遇復雜的地質條件限制，一些建筑位于山地地區，加劇了結構設計的難度。與常規的建筑相比，山地建筑對于結構設計的要求更高，設計人員在設計時要綜合從山地的具體特征出發，做好結構加固設計，預防結構失穩所引起的工程事故。基于此，本文從山地建筑結構設計方面的常見問題著手，探析了相應的處理措施，對于提升山地建筑結構的耐久性、穩定性與安全性都有著重要的意義。

【關鍵詞】山地建筑;結構設計;常見問題;處理措施

山地建筑結構設計中，最為關鍵的就是要嚴格根據山體的具體形態、走向和坡度等，來形成更為穩定、安全的結構，在當前的山地建筑數量日漸增多的過程中，人們也對山地建筑提出了更高的設計標準，山地建筑必須要具備良好的抗震性、抗風性，以避免結構缺陷所引起的工程事故。現階段，很多的山地建筑中常常會存在諸多的結構設計問題，這些結構性問題不僅加大了施工的難度，還影響了施工作業的順利進行，因此，任何的山地建筑結構設計時，都應該依據山體形態來進行結構形式的有效選擇。

1、山地建筑結構設計的常見問題

1.1抗震能力不足

山地建筑由于面臨的地質條件比較復雜與惡劣，在地震作用力下建筑結構受到的沖擊力非常大，因此，在結構設計的過程中，往往對于抗震等級有著嚴格的標準。山地建筑結構的抗震設計中，與平地建筑的抗震設計有著明顯的區別，在設計的過程中，專業設計人員需要根據前期的巖土工程勘察結果，來確定最終的抗震地段類別，如果處于不良地段條件下，需進行地震動參數的相應調整。根據當前的山地建筑抗震設計要求，如果建筑面臨的是條狀突出山嘴、高聳孤立山丘等不良的山地條件時，在結構設計方面除了要保障結構在地震作用下的穩定性外，還需要分析不良地質條件下對地震動參數存在的放大效應。但是，顯然很多的山地建筑結構設計方面并未做到這一點，導致整體的結構設計中，抗震設計存在漏洞。

1.2抗風設計的缺陷

山地所處的自然地理條件比較特殊，山風非常大，如果建筑的抗風穩定性不足，強風力作用下可能會造成結構的破壞，因此，山地建筑結構設計中，對于抗風性也有著較高的要求，尤其是對于一些對風荷載比較敏感的高層建筑而言，在整個的設計過程中，尤其要注意對風荷載的計算和受力分析。但是，很多設計人員在山地建筑結構設計方面，常常會忽略抗風設計，導致建筑結構難以抵御較大的風力作用。

1.3周圍約束不對稱的結構問題

山地的坡度大，在結構設計的過程中，場地條件是非常關鍵的限制性因素，由于場地條件的特殊性，使得在結構設計的過程中，往往很難實現雙向均勻對稱，比如，可能會出現建筑物某面有土而其余面無土的現象，這種條件下，如果有關工程人員沒有及時對工程現場的場地加以適當處理，強大的地震作用和風荷載條件下，建筑結構的扭轉將難以避免，影響了整個建筑結構的美觀性和協調性。

2、山地建筑結構設計問題的處理

2.1采用天然地基建筑

在山地建筑的結構設計方面，如果選用的是天然地基建筑類型，將天然地基作為淺基來開展結構設計時，必須要綜合進行多種作用力的分析，使得基底可以順利傳力到持力層中，避免基底傳力過大所引起的邊坡塌陷等問題。根據我國現有的建筑結構設計規定，設計人員需在山地建筑結構設計時，詳細對土層的穩定邊坡坡角與基底傳力擴散角加以分析，根據最終的分析結果，有關人員就可以直接推算出建筑基底邊緣與擋墻墻背的最小水平距離，如果在條件允許的情況下，還應該逐步加深前排的基礎埋深，通過這一方式來消除設擋墻以后基礎對擋墻的附加力作用。對于建筑結構中的抗震設防區域，在抗震設計時要嚴格根據山地建筑物的抗震等級要求來進行，且在設計時還需要重點加強對基底地震水平附加推力對支擋結構作用力的影響分析。

2.2采用樁基礎建筑

山體建筑所處的環境比較特殊，淺基附加荷載下，山體建筑處于坡體環境中，發生失穩現象的概率非常高，而樁基礎的應用可以改善這一局面，通過樁基礎建設，建筑附加荷載可以被傳遞到更為穩定的下層持力土層中，且還可以有效改善淺層的不穩定坡層的情況，對該不穩定坡層起到了重要的抗水平滑移作用。但是，樁基礎施工的過程中，同樣需要注重對滑坡穩定問題的考慮，如果在工程現場的坡地存在滑坡隱患，需進一步進行結構優化設計。比如，以某山地建筑為例，該山地建筑處于6m高墻厚的頂面平臺上，雖然使用了樁基結構，但是擋墻地基的穩定性不足，存在前傾現象，墻后場地內的土體隨著該種失穩現象存在變形情況，基樁被水平力拖帶導致樁身上段存在變形、位移的威脅。針對這一現象，在結構處理的過程中，如果設計人員只進行了樁基豎向抗力的加固，難以完全消除該山地建筑中的結構威脅，還需要適當對樁側土體的穩定性加以適當考察，先解決樁側土體的穩定問題以后，再進行豎向加固，只有這樣，才是有效的結構設計方案。

2.3結構架空（吊腳樓）方式調整坡地建筑場地

針對一些特殊的山地建筑工程結構設計而言，在結構設計的過程中，專業的設計人員要嚴格根據現場的實際情況，按照抗震、抗風等結構設計標準，來開展有針對性的結構設計。一些山地建筑結構設計中，結構架空方式能夠有效進行坡地建筑場地的些微調整，因為僅僅采用挖填方方式下，很難達到場地平整度的要求，尤其是對一些框架結構而言，“±0.00”以下逐步下沉架空的結構方式非常實用，具體的應用過程中，就是直接利用建筑物自身的構件來形成新的使用環境，減少施工時的挖填方作業量，并有效利用地下架空層來實現空間結構的優化。

結語：

隨著山地建筑項目的增多，此類建筑的結構性問題越來越突出，因此，為了保障山地建筑結構的良好性能，有關設計人員在結構設計的過程中，就需要根據現場的實際情況，綜合山地建筑結構設計的抗風、抗震等結構標準，來進行結構的優化和加固，最大程度上保障山地建筑良好的結構質量，提升其結構耐久性。

參考文獻：

[1]趙孚洋.建筑結構設計中常見問題與解決措施分析[J].中外交流，2017，000（037）：32-33.

[2]劉宏.建筑結構設計中常見問題與解決措施分析[J].建材與裝飾，2018，511（02）：103.

[3]蔣立園，王曉鳳.建筑結構設計中常見問題與解決措施分析[J].百科論壇電子雜志，2019，000（008）：61.