斜山坡上多層建筑結構設計及基礎處理研究

蔣學超

（重慶元筑土木工程設計有限公司 重慶渝北 401120）

斜山坡上多層建筑結構設計及基礎處理研究

蔣學超

（重慶元筑土木工程設計有限公司 重慶渝北 401120）

近年來，斜山坡上的高層建筑工程項目數量不斷增加，由于斜山坡上的地形條件比較復雜，因此結構設計時應當防止因不均勻沉降等而造成的多層次穩定性差等現象。本文主要對斜山坡多次建筑擬建場地的穩定性極其處理進行分析，并在此基礎上以某工程為例，就如何進行設計和基礎處理，談一下自己的觀點和認識，僅供參考。

結構設計；多層建筑；斜山坡；基礎處理

隨著建筑行業的快速發展，土地資源緊缺，在斜山坡上進行多層建筑建造不可避免，同時這也是突破用地困境、改造建筑環境的大膽嘗試與實踐。在改造場地上建造多層建筑結構，有利于獨特風格作品的問世，也可能因設計不當而造成嚴重的安全隱患，因此加強結構設計方案優化、斜山坡基礎處理，具有一定的現實意義。

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

擬建工程建筑場地內若為層片狀基巖等斜坡土體，多層建筑施工過程中會對原地基穩定性產生影響，甚至造成土體滑坡。對于局部穩定性而，主要是挖土、填土過程中形成的臨空臺階，對原土體的穩定狀態造成了破壞；對于堆填土而言，其在雨水滲入軟化過程中，沿原坡面出現滑塌問題。對于該種問題，處理時為了不對原地基穩定性產生破壞，在樓面與地面標高、臺階確定時，應當充分考慮依地形順坡進行優化設計，又要保證整體穩定性。

1.1.2 結構設計

實踐中，應當充分考慮應用擋土墻，這是影響上部結構的關鍵因素。在擋土墻優化設計時，應當充分考慮其安全性、經濟性以及科學合理性，從擬建工程所在地的工況條件出發，因地制宜。斜山坡地質條件非常的復雜，多層建筑表現出一定的特殊性。在設計時，應當根據工況特點，確保擋土墻建筑物的有效組合。實踐中，設計斜山坡擋土墻時，可采用以下兩種方法。①主體結構域擋土墻分開；②結合多層建筑主體結構對擋土墻進行布設。擋土墻的剛度應當足夠大，墻身在土壓力下不轉動。計算擋土墻強度時，靜止土壓力以及水壓力條件下，擋土墻的模型計算按照1米板帶寬度，其上端簡支、下端固定，土壓力根據靜止土壓力進行取值。因擋土墻內側即為地下室，無法布設泄水孔，所以在擋土墻背面底部位置、中部位置，布設排水盲溝，并且沿擋土墻順坡與邊溝相連。

斜山坡地區多層建筑震害主要表現在以下方面：架空層過高，會導致柔弱底層，以致于結構受到破壞；利用長短柱架空坡地，短柱可能會出現剪切破壞；錯層位置樓梯柱，板破壞非常的嚴重；對于陡坎邊緣而言，多層建筑的震害影響非常的較重。當需在山嘴、孤立山丘以及非巖陡坡和邊坡邊緣地帶，構建丙類及以上多層建筑時，既要保證地震時的穩定性，又要合理估計不利地段對地震參數產生的放大效果。因擋土墻、多層建筑主體結構的整體設計，計算過程中應當充分考慮側向土壓，結合理正軟件取1m板帶寬度擋土墻按上端簡支下端固定模型計算出上端的支座反力，然后乘以框架柱受荷寬度，最后計算出集中力。上部結構設計過程中，應當采取如下方法：擬建場地選擇時，應當避開那些穩定性較差的邊坡；因斜山坡建筑的豎向剛度不統一，會產生較為明顯的扭轉效應，在設計過程中底部應當予以加強，采取有效的抗震措施，防止短柱以及上剛下柔現象發生；同時，還要布設防震縫，并在高差變化相對較大位置布設防震縫，主體結構域底層連廊之間，布設防震縫，能夠起到有效的防震效果。

1.2 斜山坡多層建筑基礎處理

1.2.1 優選基礎方案

基礎方案包括柱下獨立、條形以及筏形等幾種類型的基礎。結合實際工程項目進行變形計算，若僅就變形值來看，應當問題不大。然即便是在地形較為平坦、地質條件特別好的場地上計算理論變形與實測結果，誤差都比較大。

1.2.2 挖孔灌注樁計算與施工

（1）承載力計算。如果滑坡推力水平分力不超過樁水平承載力時，可確保其安全可靠性。計算水平力時，應當充分考慮多種因素，要讓假定均符合實況，力求符合計算模型以及構造要求。

（2）施工要求。斜山坡上嵌巖樁施工過程中，護壁建材構成材料為鋼筋混凝土，在護壁內設水平環向以及豎向鋼筋。爆破作業方案編制過程中，選用的炸藥爆破布孔一定要合理，盡可能減小沖擊波產生的額破壞和對環境產生的影響?？拙谖恢?，建議采用可泄爆、阻碎碴飛濺的措施，實際操作過程中需由專人負責。爆破以后，先下井進行檢查，然后才能下井挖孔。在此過程中，如果遇到不良地質，應當在樁基成孔以后，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，可在樁側位置進行補樁，適當加大樁截面、持力底面層。如果樁基需穿越土洞，則護壁外側位置的土洞應當進行填實。如果樁基需要穿越較大溶洞時，建議利用噴漿對溶洞進行加固，填砌毛石。樁底局部位置的溶槽、石牙等，應當對樁底位置結合實際放置鋼筋，目的是對其進行加強。

2 工程實例分析

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。該工程項目采用的是全框架結構以及挖孔樁基礎，斜山坡坡角20°，山坡展布向與巖層之間的夾角340°。經人工改造以后，將其改成多級不連續臺階，并且向坡頂方向攀援。擬建場地內，坡底、坡頂高之差為25.6m，如圖1所示。

圖1 建筑結構剖面圖

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。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，原穩定狀態被破壞，土體會因此而出現滑坡。在建筑施工過程中，如果破壞了順坡基巖層延伸性，則會導致失穩。

（2）局部穩定性分析。對于局部穩定性而言，主要體現在以下幾個方面。挖填土過程中產生的臨空臺階，對原土體穩定狀態造成破壞。由于工期比較緊，因此回填土過程中沒有精修壓實固結，以致于出現固結沉降現象。對于局部臨空基巖體而言，臨空體被加載以后，導致滑移坍塌。基巖溶蝕以及風化強烈，此時地表下土洞數量較多，地段覆土沿溶洞塌陷.

（3）基礎穩定性分析。基礎穩定性主要是地基承載力相對比較可靠時，傾斜以及不均勻沉降減少，可滿足多層建筑正常應用極限要求。

（4）處理方法。基于以上對穩定性問題進行分析，筆者人為應當進行統一協調，具體如下：

①為確保原地基穩定性，建議在確定樓面、地面標高和臺階過程中，應當充分考慮依地形順坡進行設計，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，從而使臺階施工均在土體中形成，保證場地不出席整體滑移。

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

③將施工現場的鉆探孔視為錨桿，確保其進入完整。對上部破碎層以及下部位置的穩定層進行加固，使其成為一個統一的整體。

④地面排水優化設計，以免導致地基風化加劇和受到溶蝕影響；對正大門弧形踏步臺階等易滑坡位置，計算抗滑，然后采用橢圓形抗滑樁進行支擋。

3 結束語

斜山坡地帶地質條件非常復雜，應當加強基礎結構的優化設計，對不良地基進行處理，以保證建筑工程施工質量極其結構安全可靠性。

[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）.

[3]江正榮.我國地基與基礎施工技術的新進展——新版《建筑施工手冊》第12章內容精選.

TU318

A

1004-7344（2016）23-0294-02

2016-7-18

蔣學超（1981-），男，工程師，本科，主要從事建筑工程結構設計方面工作。