高層坡地建筑基礎嵌固可行性論證分析

陳超逸

（中國市政工程西南設計研究總院有限公司，成都610000）

1 工程簡介

本工程位于斜坡地帶，邊坡高度23.5m，坡度約45°，基巖上填土覆蓋約2.0～4.5m，現狀穩定；擬建建筑無有效嵌固面，典型剖面如圖1 所示。

2 結構嵌固部位設計思路及可行性驗證內容

2.1 結構嵌固面設計思路

圖1 高層坡地建筑基礎嵌固剖面圖

通過修坡平場將主樓相應范圍統一到245.00m標高平臺的嵌固面，塔樓對應范圍內部分原始地表低于嵌固面處設露出地面的剛度較大鋼筋混凝土箱體，低于245.00m 平臺的裙房部分按附著于嵌固面的吊層考慮；結構整體計算時嵌固點標高選取為245.00m 層。

2.2 可保證嵌固面有效性所進行的驗算內容

1)包括嚴格控制箱體頂部位移，使其趨近于零；控制箱體所在樓層上下剛度比不小于2【1】；

2）大震作用下驗算箱體以下樁基水平承載能力是否滿足規范要求，并采用樁頂垂直等高線方向均加設水平錨桿的加強措施；

3）大震作用下結構吊層部分彈塑性分析；為使結構具有良好的整體性及足夠的延性對吊層結構采用一定的加強措施；

4）進行坡地加載后場地地震動穩定性計算。

3 箱體以下樁基大震作用下水平承載能力驗算

為保證樁頂水平力有效傳遞，基礎設計中考慮采用大直徑人工挖孔灌注樁，樁身配筋率提高到0.65%以上。設計考慮由樁基承擔地震水平力。

首先建立計算模型，SATWE 中大震（中震）設計選項勾選為“不屈服”，水平地震影響系數最大值取0.28（罕遇地震），特征周期取0.40s。

箱體單樁在罕遇地震作用下X向承擔的最大地震剪力為1 011.5kN，考慮吊層柱底剪力的分擔，故設計時樁頂地震剪力放大為FQ=1 011.5/0.8=1 264kN。

計算單樁水平承載能力：Rha=1 281.1×1.25=1 601kN＞FQ=1 264kN。

故設計滿足計算要求。

4 大震作用下結構吊層部分彈塑性分析及加強措施

對于底部的吊層結構，為了使該區域的豎向構件具備足夠的延性、水平構件具備足夠的承載能力，以確保結構即使整體破壞時也不在此區域出現塑性鉸，設計時應采用三維結構靜力彈塑性（PUSHOVER）分析計算，避免在罕遇地震作用下的結構破壞位置（出鉸部位）處于吊層區域，以保證結構吊層具備較強的結構整體性和較強的承載能力，結構在吊層區域不會首先破壞，如圖2 所示。

吊層加強措施具體如下：

吊層柱截面均放大為245.00m 以上相應柱截面尺寸的1.1～1.2 倍；嚴格控制軸壓比，提高柱縱筋及箍筋配筋率。

吊層區域每隔4～5m 加設120mm 厚現澆樓板，板筋適當加強，雙層雙向布置。

吊層結構樓層主梁截面均加大至350mm×700mm，配筋加強。

圖2 三維結構靜力彈塑性（PUSHOVER）

箱體頂部設180mm 厚結構板將樁與吊層結構連接為一個完整的結構體，最終由樁基與該吊層結構形成的組合體共同工作，為建筑底部提供有效的嵌固作用。

5 擬建建筑加載后場地穩定性計算

計算采用geo-studio 2007 slope/w 巖土環境模擬軟件，按實際位置建入建筑樁基礎（剖面中深藍色部分為樁基礎），樁徑樁長均按實模擬；地震峰值加速度取0.10g，綜合水平地震系數取0.025。

經計算可知，在地震工況下，邊坡穩定系數為2.002，滿足規范要求，由此判定場地邊坡在擬建建筑完成后在地震作用下處于穩定狀態。

6 結語

隨著當前建筑工程技術的不斷發展，坡地建筑的設計也在快速發展，其功能類型也是向多樣化發展。然而，對于坡地工程而言，其基礎性就是高層坡地建筑基地建設，保證建筑工程的安全性，解決工程后續可能出現的問題。本文以具體實例對坡地建筑基礎嵌固有效性進行了可行性分析，希望讀者能夠有所收獲。