斜山坡上多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)處理研究

蔣學(xué)超

（重慶元筑土木工程設(shè)計(jì)有限公司 重慶渝北 401120）

斜山坡上多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)處理研究

蔣學(xué)超

（重慶元筑土木工程設(shè)計(jì)有限公司 重慶渝北 401120）

近年來，斜山坡上的高層建筑工程項(xiàng)目數(shù)量不斷增加，由于斜山坡上的地形條件比較復(fù)雜，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)防止因不均勻沉降等而造成的多層次穩(wěn)定性差等現(xiàn)象。本文主要對(duì)斜山坡多次建筑擬建場(chǎng)地的穩(wěn)定性極其處理進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上以某工程為例，就如何進(jìn)行設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)處理，談一下自己的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)，僅供參考。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；多層建筑；斜山坡；基礎(chǔ)處理

隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，土地資源緊缺，在斜山坡上進(jìn)行多層建筑建造不可避免，同時(shí)這也是突破用地困境、改造建筑環(huán)境的大膽嘗試與實(shí)踐。在改造場(chǎng)地上建造多層建筑結(jié)構(gòu)，有利于獨(dú)特風(fēng)格作品的問世，也可能因設(shè)計(jì)不當(dāng)而造成嚴(yán)重的安全隱患，因此加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化、斜山坡基礎(chǔ)處理，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 斜山坡多層建筑擬建場(chǎng)地的穩(wěn)定性極其處理措施

1.1 穩(wěn)定性分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1.1 穩(wěn)定性

擬建工程建筑場(chǎng)地內(nèi)若為層片狀基巖等斜坡土體，多層建筑施工過程中會(huì)對(duì)原地基穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，甚至造成土體滑坡。對(duì)于局部穩(wěn)定性而，主要是挖土、填土過程中形成的臨空臺(tái)階，對(duì)原土體的穩(wěn)定狀態(tài)造成了破壞；對(duì)于堆填土而言，其在雨水滲入軟化過程中，沿原坡面出現(xiàn)滑塌問題。對(duì)于該種問題，處理時(shí)為了不對(duì)原地基穩(wěn)定性產(chǎn)生破壞，在樓面與地面標(biāo)高、臺(tái)階確定時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮依地形順坡進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，又要保證整體穩(wěn)定性。

1.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

實(shí)踐中，應(yīng)當(dāng)充分考慮應(yīng)用擋土墻，這是影響上部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素。在擋土墻優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮其安全性、經(jīng)濟(jì)性以及科學(xué)合理性，從擬建工程所在地的工況條件出發(fā)，因地制宜。斜山坡地質(zhì)條件非常的復(fù)雜，多層建筑表現(xiàn)出一定的特殊性。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工況特點(diǎn)，確保擋土墻建筑物的有效組合。實(shí)踐中，設(shè)計(jì)斜山坡?lián)跬翂r(shí)，可采用以下兩種方法。①主體結(jié)構(gòu)域擋土墻分開；②結(jié)合多層建筑主體結(jié)構(gòu)對(duì)擋土墻進(jìn)行布設(shè)。擋土墻的剛度應(yīng)當(dāng)足夠大，墻身在土壓力下不轉(zhuǎn)動(dòng)。計(jì)算擋土墻強(qiáng)度時(shí)，靜止土壓力以及水壓力條件下，擋土墻的模型計(jì)算按照1米板帶寬度，其上端簡(jiǎn)支、下端固定，土壓力根據(jù)靜止土壓力進(jìn)行取值。因擋土墻內(nèi)側(cè)即為地下室，無法布設(shè)泄水孔，所以在擋土墻背面底部位置、中部位置，布設(shè)排水盲溝，并且沿?fù)跬翂樒屡c邊溝相連。

斜山坡地區(qū)多層建筑震害主要表現(xiàn)在以下方面：架空層過高，會(huì)導(dǎo)致柔弱底層，以致于結(jié)構(gòu)受到破壞；利用長短柱架空坡地，短柱可能會(huì)出現(xiàn)剪切破壞；錯(cuò)層位置樓梯柱，板破壞非常的嚴(yán)重；對(duì)于陡坎邊緣而言，多層建筑的震害影響非常的較重。當(dāng)需在山嘴、孤立山丘以及非巖陡坡和邊坡邊緣地帶，構(gòu)建丙類及以上多層建筑時(shí)，既要保證地震時(shí)的穩(wěn)定性，又要合理估計(jì)不利地段對(duì)地震參數(shù)產(chǎn)生的放大效果。因擋土墻、多層建筑主體結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)，計(jì)算過程中應(yīng)當(dāng)充分考慮側(cè)向土壓，結(jié)合理正軟件取1m板帶寬度擋土墻按上端簡(jiǎn)支下端固定模型計(jì)算出上端的支座反力，然后乘以框架柱受荷寬度，最后計(jì)算出集中力。上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)采取如下方法：擬建場(chǎng)地選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)避開那些穩(wěn)定性較差的邊坡；因斜山坡建筑的豎向剛度不統(tǒng)一，會(huì)產(chǎn)生較為明顯的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，在設(shè)計(jì)過程中底部應(yīng)當(dāng)予以加強(qiáng)，采取有效的抗震措施，防止短柱以及上剛下柔現(xiàn)象發(fā)生；同時(shí)，還要布設(shè)防震縫，并在高差變化相對(duì)較大位置布設(shè)防震縫，主體結(jié)構(gòu)域底層連廊之間，布設(shè)防震縫，能夠起到有效的防震效果。

1.2 斜山坡多層建筑基礎(chǔ)處理

1.2.1 優(yōu)選基礎(chǔ)方案

基礎(chǔ)方案包括柱下獨(dú)立、條形以及筏形等幾種類型的基礎(chǔ)。結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目進(jìn)行變形計(jì)算，若僅就變形值來看，應(yīng)當(dāng)問題不大。然即便是在地形較為平坦、地質(zhì)條件特別好的場(chǎng)地上計(jì)算理論變形與實(shí)測(cè)結(jié)果，誤差都比較大。

1.2.2 挖孔灌注樁計(jì)算與施工

（1）承載力計(jì)算。如果滑坡推力水平分力不超過樁水平承載力時(shí)，可確保其安全可靠性。計(jì)算水平力時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮多種因素，要讓假定均符合實(shí)況，力求符合計(jì)算模型以及構(gòu)造要求。

（2）施工要求。斜山坡上嵌巖樁施工過程中，護(hù)壁建材構(gòu)成材料為鋼筋混凝土，在護(hù)壁內(nèi)設(shè)水平環(huán)向以及豎向鋼筋。爆破作業(yè)方案編制過程中，選用的炸藥爆破布孔一定要合理，盡可能減小沖擊波產(chǎn)生的額破壞和對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響?？拙谖恢?，建議采用可泄爆、阻碎碴飛濺的措施，實(shí)際操作過程中需由專人負(fù)責(zé)。爆破以后，先下井進(jìn)行檢查，然后才能下井挖孔。在此過程中，如果遇到不良地質(zhì)，應(yīng)當(dāng)在樁基成孔以后，確保樁基底位置持力層基巖層完整。樁基位置處于豎向軟弱裂隙帶時(shí)，可在樁側(cè)位置進(jìn)行補(bǔ)樁，適當(dāng)加大樁截面、持力底面層。如果樁基需穿越土洞，則護(hù)壁外側(cè)位置的土洞應(yīng)當(dāng)進(jìn)行填實(shí)。如果樁基需要穿越較大溶洞時(shí)，建議利用噴漿對(duì)溶洞進(jìn)行加固，填砌毛石。樁底局部位置的溶槽、石牙等，應(yīng)當(dāng)對(duì)樁底位置結(jié)合實(shí)際放置鋼筋，目的是對(duì)其進(jìn)行加強(qiáng)。

2 工程實(shí)例分析

2.1 工況概述

某建筑工程建造于斜山坡地帶，總面積達(dá)1.3萬m2，該建筑工程順著山坡地形選用庭院式布局。該工程項(xiàng)目采用的是全框架結(jié)構(gòu)以及挖孔樁基礎(chǔ)，斜山坡坡角20°，山坡展布向與巖層之間的夾角340°。經(jīng)人工改造以后，將其改成多級(jí)不連續(xù)臺(tái)階，并且向坡頂方向攀援。擬建場(chǎng)地內(nèi)，坡底、坡頂高之差為25.6m，如圖1所示。

圖1 建筑結(jié)構(gòu)剖面圖

2.2 場(chǎng)地穩(wěn)定性極其處理措施

本工程項(xiàng)目擬建場(chǎng)地條件非常的復(fù)雜，該種地質(zhì)條件會(huì)影響基礎(chǔ)穩(wěn)定性。

（1）整體穩(wěn)定性分析。本工程所建斜山坡土體下是層片狀基巖，中間為夾砂層，土體受填土、重力荷載作用，原穩(wěn)定狀態(tài)被破壞，土體會(huì)因此而出現(xiàn)滑坡。在建筑施工過程中，如果破壞了順坡基巖層延伸性，則會(huì)導(dǎo)致失穩(wěn)。

（2）局部穩(wěn)定性分析。對(duì)于局部穩(wěn)定性而言，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。挖填土過程中產(chǎn)生的臨空臺(tái)階，對(duì)原土體穩(wěn)定狀態(tài)造成破壞。由于工期比較緊，因此回填土過程中沒有精修壓實(shí)固結(jié)，以致于出現(xiàn)固結(jié)沉降現(xiàn)象。對(duì)于局部臨空基巖體而言，臨空體被加載以后，導(dǎo)致滑移坍塌?；鶐r溶蝕以及風(fēng)化強(qiáng)烈，此時(shí)地表下土洞數(shù)量較多，地段覆土沿溶洞塌陷.

（3）基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析?；A(chǔ)穩(wěn)定性主要是地基承載力相對(duì)比較可靠時(shí)，傾斜以及不均勻沉降減少，可滿足多層建筑正常應(yīng)用極限要求。

（4）處理方法?；谝陨蠈?duì)穩(wěn)定性問題進(jìn)行分析，筆者人為應(yīng)當(dāng)進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，具體如下：

①為確保原地基穩(wěn)定性，建議在確定樓面、地面標(biāo)高和臺(tái)階過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮依地形順坡進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能減少挖填土方，不可切斷原基巖層，這有利于避免高大臨空陡坎出現(xiàn)，從而使臺(tái)階施工均在土體中形成，保證場(chǎng)地不出席整體滑移。

②采用挖孔樁基礎(chǔ)，樁端穿過基巖上部位置夾層和裂隙破碎層，進(jìn)入整個(gè)基巖至少0.5m，從而使上部位置的荷載可以直接傳至穩(wěn)定巖層，使其產(chǎn)生抗剪抗滑作用。

③將施工現(xiàn)場(chǎng)的鉆探孔視為錨桿，確保其進(jìn)入完整。對(duì)上部破碎層以及下部位置的穩(wěn)定層進(jìn)行加固，使其成為一個(gè)統(tǒng)一的整體。

④地面排水優(yōu)化設(shè)計(jì)，以免導(dǎo)致地基風(fēng)化加劇和受到溶蝕影響；對(duì)正大門弧形踏步臺(tái)階等易滑坡位置，計(jì)算抗滑，然后采用橢圓形抗滑樁進(jìn)行支擋。

3 結(jié)束語

斜山坡地帶地質(zhì)條件非常復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)不良地基進(jìn)行處理，以保證建筑工程施工質(zhì)量極其結(jié)構(gòu)安全可靠性。

[1]程加亮.斜山坡地建筑地基基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用核心探索[J].四川水泥，2016（05）.

[2]尹曉嬌，張璐.多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中框架結(jié)構(gòu)的問題分析與處理[J].信息化建設(shè)，2015（12）.

[3]江正榮.我國地基與基礎(chǔ)施工技術(shù)的新進(jìn)展——新版《建筑施工手冊(cè)》第12章內(nèi)容精選.

TU318

A

1004-7344（2016）23-0294-02

2016-7-18

蔣學(xué)超（1981-），男，工程師，本科，主要從事建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面工作。