嘉龙和·珑城的坡地建筑设计

曾小标

摘要：一般坡地建筑结合地形进行设计，形成了地下室四周至少有一面临空或半临空，本文通过实际工程计算分析坡地建筑单边临空地下室时，地震土压力对于整体建筑的影响，以及基础的抗滑移的计算。

关键词：地震土压力；滑移力；坡地建筑；支挡墙

中图分类号：TU201.5文献标识码：A文章编号：1674-3024（2017）08-0243-92

前言

坡地高层建筑的建设，一般结合地形进行设计，采用台阶放坡。这就形成了地下室四周至少有一面临空或半临空，使得建筑及结构设计具有一定的特殊性。在《建筑抗震设计规范》（GB50010-2010）6.1.14款的条文说明中建议：在山（坡）地建筑中出现地下室各边填埋深度差异较大时，宜单独设置支挡结构。但实际设计中因其他因素的影响，仍然存在主体建筑同时承担部分支挡功能的情况，即合二为一。本文通过嘉龙和·珑城项目的3#楼设计分析来论述土压力对建筑物的计算。

1.工程概况

本项目位于深圳市龙岗区龙岗街道八仙岭西侧山麓，场地东侧为八仙岭，南侧为深圳市龙岗区煤气公司，西侧为龙溪河，河对面为翠竹村，北侧为施工空地。其中3#楼建筑，地上14层，地下1层，其中地下室仅有一面与土接触，建筑室内设计标高±0.00相当于绝对高程49.300，地下室层高5.9米。

场地的地质条件：人工填土层①，松散一稍密，内摩擦角12°，粘聚力15kpa，天然重度18.4KN/m³；粉质黏土②1，可塑，内摩擦角15°，粘聚力18kpa，天然重度18.6KN/m³；淤泥质黏土②2，流塑～软塑，内摩擦角5°，粘聚力8kpa，天然重度16.8KN/m³；中砂②3，稍密，内摩擦角25。，天然重度19.2KN/m³；含卵石粗砾砂②4，稍密～中密，内摩擦角30°，天然重度19.5KN/m³；含碎石粉质黏土③，可塑～硬塑，内摩擦角22°，粘聚力25kpa，天然重度19.4KN/m³；粉质黏土④，可塑～硬塑，内摩擦角25°，粘聚力28kpa，天然重度18.7KN/m³；下伏基岩为石炭系砂岩、白云质灰岩。勘察期间，测得场地各钻孔地下水位埋深0.10～20.40m，标高介于27.37-48.53m。根据区域水文地质调查结果及场地的地形条件，场地多年地下水稳定水位变化幅度可按2.00-3.00m考虑。场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.01g，设计地震分组属第一组。场地对建筑抗震属不利地段。

2.地震土压力对建筑的影响

地下室与土接触面，土对建筑物产生了水平力。当地下室与土一面临空时，土压力对整个建筑物的影响是不可忽略的，所以必须对建筑四周不均衡的土压力进行详细的分析计算。

2.1地震土压力的计算

本工程的支挡墙背直立，高度5.9m；填土表面水平，地表均布荷载取10KN/m²；一般填土采用粘土，可根据经验粘土综合内摩擦角30度，取土对挡土墙背的摩擦角δ=0.33φ=9.9度，粘土重度为19.4KN/m³。因此通过式（1）～（8）计算，主动土压力系数Ka=0.38。每延长米的支挡墙主动土压力为：Z=0时，e_al=0KN/m；Z=5.9时，e_a2=43.5KN/m。

2.2地震土压力对上部结构的影响

将计算的地震土压力输入到整体计算模型中，本项目计算模型采用YJK结构分析软件。外挡墙用剪力墙输入，并在软件中选用与地震土压力方向一致的自定义工况（地震力工况）作为附加作用力，荷载形式按墙面外水平梯形荷载，准确的相应数值。通过软件计算，能较准确的计算出地震土压力对上部结构的影响。

通过与未加地震土压力的模型对比，竖向构件的内力变化还是较大，具体见表2：

从表2对比中发现，地震土压力对整体结构的影响表现：地下室的墙柱影响比较大，特别是剪力的变化；地面以上墙柱基本不变化。

2.3地震土压力对基础滑移的计算

本工程基础采用桩基础，所以土压力的产生的滑移力全部由桩基础承担，验算桩的抗剪承载力，可考虑抗震承载力调整系数，并认为全部桩均匀受力，乘以不均匀系数0.8。

地震土压力的对支挡结构的每延米的总土压力通过公式Ea=0.5yH2Ka计算可知，Ea=128.6KN/m。本工程的支挡结构长度为50.1米，地震土压力对基础的滑移力为H=6442.86KN。根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）5.7节，取最小桩直径1.2米的桩作为代表，计算出单桩水平力承载力特征值Rha=267KN，本工程总共有75根，总的水平力承载力特征值R=20025KN，则0.8R=16020KN。

以上計算所知，本工程桩基础的总的抵抗水平力能够满足地震土压力产生的滑移力。

3.结语

通过实际工程的计算分析，让我们知道单边临空的地下室设计，地震土压力对地下室支挡产生的不均衡力，对于建筑整体影响是不可忽略的。对于坡地建筑有条件时，首选与主体建筑在结构意义上分离的支挡结构。