斜山坡上多層建筑結構設計及基礎處理

杜智剛

【摘要】隨著我國建筑業的快速發展和土地資源的緊張，多層高層建筑的坡面建設勢在必行。同時也是突破土地利用困境、改造建筑環境的一次大膽的嘗試和實踐。對現場多層建筑結構進行改造，有利于出版獨具特色的作品，也會因設計不當而帶來嚴重的安全隱患。因此，加強邊坡地基處理優化設計具有十分重要的現實意義。

【關鍵詞】結構設計;多層建筑;斜山坡;基礎處理

近年來，我國經濟和社會快速發展，社會水平不斷提高。城鄉差距逐漸縮小，城市化規模不斷擴大;隨著城市化，山坡上出現了一些建筑。山坡上的建筑物和平原上的建筑物截然不同。因此，在斜坡上建造多層建筑，必須根據其特殊的結構形式和所能承受的重量來進行。因此，在坡面施工中，應提高施工質量，科學合理地設計最佳的施工方案，保證坡面在施工過程中無事故發生。本文著重從坡面結構設計、多層建筑地基處理等方面進行了全面的科學分析和研究，保證了坡面在設計過程中受力均勻，從而保證了建筑的質量和安全。

1、斜山坡多層建筑擬建場地的穩定性極其處理措施

1.1穩定性分析與結構設計

1.1.1穩定性

擬建場地坡面土層若為層狀基巖，會影響到原地基的穩定，甚至在多層建筑施工中引起土方滑落。從局部穩定性來看，挖填形成的臺階破壞了原始土體的穩定性;從填方穩定性來看，在雨水滲入和軟化的過程中，滑移了原始坡面。對此，在確定地面高度和地面臺階時，應考慮沿坡面地形的優化設計，以避免破壞原地基的穩定性，保證整體穩定。

1.1.2結構設計

工程實踐表明，擋土墻的使用對上部結構的穩定有重要影響。對擋墻進行優化設計，應充分考慮安全、經濟和科學合理的原則，并結合擬建工程現場的實際情況，因地制宜地采取措施。斜坡地質條件復雜，多層建筑有許多特點。根據建筑物的特點設計圍護結構;在工程實踐中，斜坡擋土墻的設計可采用兩種方法。擋土墻在主體結構區內分開布置;擋土墻為多層建筑的主體結構。擋土墻的剛度應足夠大，以防止土壓力引起轉動。在計算擋土墻強度時，在靜土壓力和水壓條件下，采用1米寬的條寬計算模型，上端簡支，下端固定，土壓力取靜土壓力。隔板內側為地下室，無排水孔。因此，排水溝應設在擋土墻的底部和中間，并與護墻坡面相連接。

坡地多層建筑的震害主要表現為：高架層軟化底層，對建筑物造成破壞;采用長柱法架空邊坡，短柱被剪切破壞;樓層間樓梯柱錯位，板塊損壞嚴重;多層建筑邊緣較陡，地震破壞嚴重。為在山口、孤山、非巖性陡坡、斜坡等地修建丙級及以上高層建筑，必須保證地震穩定性，并合理估計放大效應。多層擋土墻的總體設計應充分考慮擋土墻的側向土壓力。利用一米寬的擋墻上部簡支下固定模型，通過立正軟件計算出上部支承反力，并通過框架柱承載寬度的乘積獲得集中力。對上部結構的設計，應采取以下方法：選擇擬建場地，應避開穩定性差的邊坡;對斜坡上的建筑物，由于豎向剛度不均勻，有明顯的扭轉作用，應加強底板的強度，并采取有效的抗震措施，防止短柱、上剛下柔;對高差較大的建筑物，應在主體結構底板與廊道之間設置抗震縫，充分發揮其抗震作用。

1.2斜山坡多層建筑基礎處理

1.2.1優選基礎方案

該基礎的設計方案包括柱下獨立基礎，條形基礎和筏板基礎。如果僅僅從變形值的角度考慮，結合工程實際應該不成問題。但即使在地形平坦、地質條件良好的場地，理論變形與實測結果之間的誤差也較大。

1.2.2挖孔灌注樁計算與施工

（1）承載能力計算。該方法可在不超出樁的水平承載力的情況下，確保滑坡的安全可靠性。水平力的計算應充分考慮多方面的因素，使假定符合實際，力圖達到計算模型和構造要求。

（2）施工要求。坡面嵌巖樁施工時，護壁建筑材料為鋼筋混凝土，護壁內部采用水平環形鋼筋和垂直環形鋼筋。確定爆破施工方案時，選擇的爆破布孔必須合理，以最大限度地減小沖擊波對額部的破壞和對環境的影響。建議鉆井井口應采取可泄爆、阻碎碴飛濺等措施，并要求在實際施工中要有專人負責。在下井挖洞之前，要檢查一下爆炸后的井眼。在樁基形成孔后，施工過程中遇到不良地質條件時，應確保樁基上的持力層為完整的基巖層。當樁基位置垂直于軟弱裂隙帶時，可在樁的側向方向上進行補樁，適當增加樁身截面和支承力底面。如要通過土洞，應對護壁外側位置的土洞進行填土。如樁要穿過較大的溶洞，可采用噴漿加固、毛石填筑等方法。樁底溶槽、樁牙等局部，應根據樁底的實際情況，采用鋼筋加固的方法進行加固。

2、工程實例分析

2.1工況概述

某市一個建在坡地上的建筑工程，總建筑面積13000平方米，根據坡地的地形，選擇了庭院式的布局。該項目采用全框架結構和挖孔樁基礎，坡面坡度20°，坡面展布方向與巖層夾角340°。通過人為的改造，可以改變成多層不連續的臺階，并向坡的頂端攀爬。擬建場地坡底至坡頂的高度差為25.6米。

2.2場地穩定性極其處理措施

本工程項目擬建場地條件非常的復雜，該種地質條件會影響基礎穩定性。

（1）整體穩定性分析。工程建設過程中，斜坡土體下部為層片狀基巖，中段為夾砂層，土體在填土和重力荷載作用下受到破壞，土體發生滑坡。在施工中，破壞順坡基巖層的延展性會造成施工不穩定。

（2）局部穩定性分析。就局部穩定而言，主要有以下幾點。挖填過程中出現臨空臺階，會破壞原土的穩定狀態。由于施工緊湊，在回填土過程中未進行精修壓實加固，造成固結沉降。對于局部的臨空基巖，當加載時，臨空體發生滑移坍塌，巖體產生強烈的溶蝕風化作用，此時地表下土洞增多，沿巖體溶洞塌陷覆土。

（3）基礎穩定性分析。基礎穩定性主要是基礎承載力相對可靠，地基傾斜及不均勻沉降減小，能滿足多層建筑使用要求。

（4）處理方法。基于以上穩定性分析，筆者認為應該對人為行為進行統一協調。

為確保原地基穩定，建議在確定樓層、地面標高和臺階時，應充分考慮依地形順坡的設計，盡量減少挖方，不要將原地基切掉，這樣有利于避免坡度過大，使臺階全部在土中形成，保證場地不發生整體滑移;

采用挖孔樁基礎，樁端穿過基巖上部位置夾層、裂隙破碎層，進入整個基巖至少0.5米深，將上部位置荷載直接傳至穩定巖層，具有抗剪抗滑作用。

將現場鉆孔作為錨桿處理，保證鉆孔進入完整狀態。強化上下穩定層的位置，使其成為統一的整體。

優化地面排水設計，避免地基風化加劇、受溶蝕的影響;對前門弧形踏步等容易滑坡的部位，進行防滑計算，再采用橢圓形抗滑樁進行支擋。

結語：

斜坡多層建筑在施工過程中，為了提高建筑物的穩定性和安全性，減少誤差，需要重視建筑結構設計和地基處理。可多角度、多層次地準確把握影響建筑物穩定的因素，加強設計分析和計算，提高相關人員的專業水平，提高多層建筑施工的安全性。對今后具體的施工提供指導和參考，提高施工的準確性。

參考文獻：

[1]程加亮.斜山坡地建筑地基基礎及結構設計理論與應用核心探索[J].四川水泥，2016（05）.

[2]尹曉嬌，張璐.多層建筑結構設計中框架結構的問題分析與處理[J].信息化建設，2015（12）.