坡地建筑结构设计的探讨

牛发运

身份证号：410901197812243731

坡地建筑结构设计的探讨

牛发运

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近年来，随着经济的发展与人民生活水平的提高，个人住宅也越来越趋于高档化发展，这促使了大量坡地工程的兴建。本文以烟台万科御龙山工程为例，探讨了关于坡地建筑结构设计的相关问题和措施要点，希望对该方面的工程有所帮助。

坡地建筑；建筑结构；结构设计

所谓坡地建筑，就是指的那些在高差较大的坡地形上兴建的建筑物，其最大的特点是建筑物底部的嵌固端不在同一个水平面上［1］。将坡地修整成为多个连续的台地，在各层台地上兴建多高层建筑，由于坡地的地形地貌比较特殊、地质条件比较复杂，所以在上面兴建建筑物的难度也较大，对建筑结构设计的要求非常高。笔者以烟台万科御龙山工程为例，结合该工程的实际情况，简单谈一谈关于坡地建筑结构设计的相关问题和措施要点。

1　坡地建筑的基础设计

坡地建筑的基础设计应当满足《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中的相关要求，即上部建筑的承载能力要求、沉降变形要求以及建筑整体的稳定性要求。坡地建筑持力层分布不均。一般在持力层埋藏较浅并且分布均匀的情况下，首先可以考虑天然浅基础，天然浅基础具有开挖深度小、经济性好等优点，当坡地建筑的上部结构传至基础的荷载较小时这是一种最为经济合理的基础选择；在持力层埋藏较深并且分布起伏变化较大的情况下，由于坡地建筑的上部结构传至基础的荷载较大，所以天然浅基础不能够满足其承载力要求，此时可以选择人工挖孔墩基础，造价较低、质量较好。而在持力层埋藏很深的情况下，人工开挖基础的施工难度增大，需要穿越较厚的岩土层，建议采用冲孔灌注桩，不过其工程造价要比较高，成桩质量不稳定［2］。另外，为了防止基础沉降不均匀，原则上同一结构单元的基础不能够设置在性质相差较大的地基上，也不能够部分采用天然地基、部分采用桩基。不过在实际建筑设计之时，受坡地地形的影响，当基岩面起伏较大时常常不得不采用多种土层作为持力层，这造成很多坡地建筑工程出现大部分基础落在土层、另外一小部分基础落在岩石层的情况，从而导致土层上的基础沉降远大于基岩上的基础沉降，进而引发不均匀沉降问题，严重者更可能会使建筑

结构遭到破坏。对此，解决方法主要有两种：①采用褥垫层对基础与岩石接触区域进行处理，褥垫主要由中砂、粗砂、炉渣等组成，厚度以300～500mm为宜；②采用天然浅基础与人工挖孔墩基础结合的形式，将持力层引至基岩上，同时还可以通过在基础下布设岩石锚杆来解决基础滑移的问题［3］。

2　坡地建筑的挡土墙设计

在坡地建筑的结构设计中，挡土墙的设计意义重大，因为挡土墙的设计直接关系着建筑上部结构的整体设计，是上部结构设计的关键。坡地建筑挡土墙的设计应当遵循安全、合理、经济的原则，从工程场地的实际情况出发，结合当地的地形地质条件，遵循其使用要求，因地制宜地进行设计［4］。

坡地建筑挡土墙的设计有两种方法：

1）将挡土墙与建筑的主体结构分开脱离，这种方法的优点是受力明确，并且有利于建筑防水防潮，缺点会增加岩石的开挖量，从而增加工程造价、延长施工工期，并且还会使建筑的使用空间缩小，达不到业主的要求。

2）结合建筑的主体结构布置挡土墙，也就是说对挡土墙与相应部位的主体结构进行联合设计，将挡土墙和底板、顶板等组成合理的建筑空间结构，从而既减少工程造价、缩短施工工期，又增大空间面积［5］。

坡地建筑的挡土墙本身就对设计要求较高，必须要满足如下要求：

1）强度要求：在静止土压力和水压力的双重作用下，坡地建筑挡土墙的计算模型应当按照一米板带宽度，下端固定、上端简支的单向板进行计算，其中土压力值以静止土压力取值，K以0.5取值。

2）刚度要求：为了增加坡地建筑挡土墙的刚度，可以选择在框架柱位置上设置钢筋混凝土扶壁柱，或是增加地下室顶板和底板的厚度。

3）稳定性要求：在覆土、自重、土压力及水压力等的共同作用之下，坡地建筑挡土墙必须要满足一定的稳定性要求，在进行墙身设计时通过增加墙趾的外挑尺寸来增加挡土墙的抗倾覆力矩和抗滑移摩阻力，并同时稳定土壤性质、缓解墙背土压力，要在背面底部和中部设置排水盲沟。

3　坡地建筑的上部结构设计

在对坡地建筑的主体结构进行计算时，首先要考虑到侧向上压力的影响，对结构整体进行计算分析。坡地建筑的结构设计不但要满足承载能力极限状态，还应当满足正常使用极限状态。除却基础不均匀沉降外，在风荷载、地震作用等水平荷载的作用下也容易产生局部滑坡、失稳等破坏［6］。烟台位于环渤海地震带，故而烟台万科御龙山工程的建筑结构设计更要重点关注抗震设计。综合考虑各种不利因素，在坡地建筑的上部结构设计中，建筑场地尽量避开不稳定的边坡，并严格控制施工质量；加强对底部的设计，从概念设计上重视抗震措施；增强建筑上部结构与基础之间的协调性；加强对基础的监测，及时发现沉降、滑移等情况，并采取有效的措施进行处理。随着土地资源越来越紧缺，兴建坡地建筑是必然趋势，但由于坡地建筑对结构设计的要求较高，所以还应当找出更加有效的坡地建筑结构设计方案，以提高坡地建筑质量。

［1］王博.某在建坡地建筑结构设计分析［J］.福建建筑，2015，07：46-47.

［2］陈圆.关于坡地建筑结构设计的探讨［J］.江苏建筑，2015，05：47-49.

［3］曾伟，贺渝，黄江.一种坡地建筑结构的设计方法［J］.重庆建筑，2013，03：55-57.

［4］凌瑜，彭超.论坡地建筑设计研究［J］.门窗，2014，02：205.

［5］彭玉萍.浅析坡地建筑结构设计问题与相应防护措施［J］.科技创新与应用，2012，21：249.

［6］林捷.坡地建筑的结构设计分析［J］.福建建材，2011，05：21-22.