高层坡地建筑基础嵌固可行性论证分析

陈超逸

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司，成都610000）

1 工程简介

本工程位于斜坡地带，边坡高度23.5m，坡度约45°，基岩上填土覆盖约2.0～4.5m，现状稳定；拟建建筑无有效嵌固面，典型剖面如图1 所示。

2 结构嵌固部位设计思路及可行性验证内容

2.1 结构嵌固面设计思路

图1 高层坡地建筑基础嵌固剖面图

通过修坡平场将主楼相应范围统一到245.00m标高平台的嵌固面，塔楼对应范围内部分原始地表低于嵌固面处设露出地面的刚度较大钢筋混凝土箱体，低于245.00m 平台的裙房部分按附着于嵌固面的吊层考虑；结构整体计算时嵌固点标高选取为245.00m 层。

2.2 可保证嵌固面有效性所进行的验算内容

1)包括严格控制箱体顶部位移，使其趋近于零；控制箱体所在楼层上下刚度比不小于2【1】；

2）大震作用下验算箱体以下桩基水平承载能力是否满足规范要求，并采用桩顶垂直等高线方向均加设水平锚杆的加强措施；

3）大震作用下结构吊层部分弹塑性分析；为使结构具有良好的整体性及足够的延性对吊层结构采用一定的加强措施；

4）进行坡地加载后场地地震动稳定性计算。

3 箱体以下桩基大震作用下水平承载能力验算

为保证桩顶水平力有效传递，基础设计中考虑采用大直径人工挖孔灌注桩，桩身配筋率提高到0.65%以上。设计考虑由桩基承担地震水平力。

首先建立计算模型，SATWE 中大震（中震）设计选项勾选为“不屈服”，水平地震影响系数最大值取0.28（罕遇地震），特征周期取0.40s。

箱体单桩在罕遇地震作用下X向承担的最大地震剪力为1 011.5kN，考虑吊层柱底剪力的分担，故设计时桩顶地震剪力放大为FQ=1 011.5/0.8=1 264kN。

计算单桩水平承载能力：Rha=1 281.1×1.25=1 601kN＞FQ=1 264kN。

故设计满足计算要求。

4 大震作用下结构吊层部分弹塑性分析及加强措施

对于底部的吊层结构，为了使该区域的竖向构件具备足够的延性、水平构件具备足够的承载能力，以确保结构即使整体破坏时也不在此区域出现塑性铰，设计时应采用三维结构静力弹塑性（PUSHOVER）分析计算，避免在罕遇地震作用下的结构破坏位置（出铰部位）处于吊层区域，以保证结构吊层具备较强的结构整体性和较强的承载能力，结构在吊层区域不会首先破坏，如图2 所示。

吊层加强措施具体如下：

吊层柱截面均放大为245.00m 以上相应柱截面尺寸的1.1～1.2 倍；严格控制轴压比，提高柱纵筋及箍筋配筋率。

吊层区域每隔4～5m 加设120mm 厚现浇楼板，板筋适当加强，双层双向布置。

吊层结构楼层主梁截面均加大至350mm×700mm，配筋加强。

图2 三维结构静力弹塑性（PUSHOVER）

箱体顶部设180mm 厚结构板将桩与吊层结构连接为一个完整的结构体，最终由桩基与该吊层结构形成的组合体共同工作，为建筑底部提供有效的嵌固作用。

5 拟建建筑加载后场地稳定性计算

计算采用geo-studio 2007 slope/w 岩土环境模拟软件，按实际位置建入建筑桩基础（剖面中深蓝色部分为桩基础），桩径桩长均按实模拟；地震峰值加速度取0.10g，综合水平地震系数取0.025。

经计算可知，在地震工况下，边坡稳定系数为2.002，满足规范要求，由此判定场地边坡在拟建建筑完成后在地震作用下处于稳定状态。

6 结语

随着当前建筑工程技术的不断发展，坡地建筑的设计也在快速发展，其功能类型也是向多样化发展。然而，对于坡地工程而言，其基础性就是高层坡地建筑基地建设，保证建筑工程的安全性，解决工程后续可能出现的问题。本文以具体实例对坡地建筑基础嵌固有效性进行了可行性分析，希望读者能够有所收获。