探讨坡地多高层建筑地基基础设计及地质灾害防治

张文卿

（昆明工程勘察公司，云南 昆明 650000）

2021年以来，城市建设又迎来了新一轮的高峰，城市建设范围持续扩大，建筑工程技术不断发展。由于建筑用地的减少，很多建筑不得不向多高层发展，向坡地转移。坡地具有一定的优势，其地基的承载力一般较高，但同时，坡地的地质条件一般比较复杂，建筑施工也会边坡也会承担更高的负荷，增加滑坡等地质灾害问题的发生概率。此外，基础施工、边坡施工、暴雨渗漏等都可能造成边坡地质灾害，危及人员安全，影响建筑安全及质量。为了减少坡地上多高层建筑的不利影响，必须做好前期地质调查评价、检测、总图设计工作，边坡处理和支护结构的设计要在科学选型设计和合理施工的基础上，为安全施工和科学施工提供技术支持，从而保证工程质量和人员安全。

1 坡地多高层建筑地基基础设计的必要性

地基基础关系着建筑物的安全，是建筑物的基石。若建筑地基基础出现问题，轻则造成建筑工程质量问题，影响建筑物的使用功能，重则造成重大的安全事故，给人民生命财产带来巨大损失。因此建筑地基基础设计是整个建筑设计的基础环节，其重要性不言而喻。坡地多高层建筑因其处于斜坡地段，地质条件相对于平地更为复杂，人为施工对原生地貌、地质的影响也更明显，地基基础的施工难度也更大，施工费用占整个建筑施工费用的比例更大。因此，要求在做坡地多高层建筑地基基础设计时，要全面考虑，不仅考虑到设计科技性、实用性、经济性，还应考虑到对周围地质、环境的影响。不但要节省工程造价，还应减少人为地质灾害的发生。因此，对坡地多高层建筑地基基础设计进行深入的研究是非常必要的。

2 坡地多高层建筑地基基础设计常遇到的问题

2.1 地基漏水等渗漏问题

地基是指建筑物下面支撑基础的土体或岩体。地基有天然地基和人工地基（复合地基）两类。天然地基是不需要人加固的天然土层，坡地上地下水有比较大的水头差异，比较容易造成地基的渗漏。渗漏会影响建筑的质量和后续使用。当渗透压力超过临界渗透压力时，地基土会被水流带走和侵蚀，在管道作用下会造成严重损失，造成整个地基的破坏。地表渗水可在坡顶设置截水沟拦截，建筑物周围可设置集水井、明沟或盲沟，及时收集排水。地基、地下室底板和侧墙可采用防渗混凝土处理，增加混凝土厚度和粘贴防水材料，确保不渗水。

2.2 地基的下沉问题

坡地大多数倾斜的角度非常大，且层次没有规律而言，在地层中间还有较软弱的层面，特别是山坡的凹处容易出现软弱土层。在地基中有这类软质的土层的情况下，地基就有发生下沉和倾斜的可能。若当下沉或倾斜达到一定程度时，就会超过地基的最大承受能力，地基就有可能发生塌陷和滑动，造成上部建筑物的倾斜和开裂，极易对施工人员和居民造成安全问题。因此应选择适宜的基础形式，保证整个工程的顺利进行和建筑的安全。

3 坡地多高层建筑地基基础设计的具体内容

多高层建筑地质条件复杂，场地边坡情况不佳。基础设计的重要性比扁平场地更为突出。①地基承载力。斜坡上建筑物基岩层倾角大，岩层种类多，易存在软弱夹层。在设计中，应详细分析地质勘察报告，并进行软弱下卧层和地基沉降变形的验算。当地基承载力不足或沉降量较大时，可以选择桩基础作为基础类型，适当延长桩长，将上部结构的荷载尽可能地转移到边坡的底部，可以减少边坡的附加荷载，进而减少多层塔楼和裙房的沉降差和绝对沉降。应注意的是，当桩基础为嵌岩桩时，桩端埋在岩石中的深度应根据边坡下部位置的高度来确定。如此可以减少坡顶的荷载，地下室内部则呈空心状，可以减少同体积土的重力荷载，相当于路堑的效果；②荷载可以尽可能传递到边坡底部。当坡度较低时，可以直接将地基设置在边坡的底部；增加地下室层数，使建筑物安全可靠地嵌入边坡中，形成稳定组合，保证多层和高层建筑的抗倾覆和抗滑移能力，有利于结构的抗风抗震。当建筑物处于斜坡上时，不可避免地要承受岩土的侧向压力。在场地条件允许的情况下，挡土墙宜与塔架分离，设计成斜坡式挡土墙结构，如预应力锚索挡土墙。当多层及高层塔楼侧墙必须与挡土墙合建时，应将侧向主动土压力与多层及高层建筑的不利水平荷载相结合，以验算建筑物的抗滑和抗倾覆能力，通过验算，保证了地基的安全可靠。如果建筑物的抗滑和抗倾覆验算不过关时，可以通过增加工程措施，如在地基上增加预应力锚索锚或抗拔桩来加强地基的强敌，以保证建筑物的抗滑和抗倾覆能力。

4 坡地多高层建筑中容易出现的地质灾害

地质灾害通常由自然的和人为的两种，自然的地质灾害是在自然情况之下，由于地壳活动和地球板块间的运动不受人的控制，如地震、山崩等情况。人为的质地灾害是在人们进行工程建设过程中的作业引发的泥石流、滑坡、崩塌、地面凹陷等灾害。坡地多高层建筑施工中，人为的地质灾害往往是最主要方面，其影响最为严重。

4.1 泥石流灾害

泥石流的群发性、突发性、爆发性强，持续的时间也较长。随着社会发展，泥石流的人为因素加强。主要是不合理的修建、乱砍滥伐、弃土弃渣。因此坡地多高层建筑需要进行详细的地质勘探，同时做到设计合理，将其对地质环境的影响降到最低。

4.2 滑坡灾害

滑坡是指边坡上的土体或岩体，受河流侵蚀、地下水活动、雨水浸泡、地震和人工削坡等影响，在重力作用下，沿某一软弱面或软弱带整体或散落而下的自然现象。这也是建筑工地上比较容易出现的地质灾害。自然坡地受到人工干预，其滑坡频率也更加频繁。

4.3 崩塌灾害

陡坡上的岩土体突然脱离基质，迅速崩塌滚动，然后堆积在坡脚或谷底。崩塌有时破坏和掩埋房屋和其他工程设施，危及人民的生命财产安全。多高层建筑设置在斜坡上时，由于坡地上部荷载的增加，加上边坡开挖的影响，往往诱发坡面失衡，造成山体围岩崩塌。

4.4 地面沉降灾害

坡地地基地质条件复杂，经常存在软弱岩土层。坡地上施工多高层建筑，会人为增加地基上部荷载，加上人工施工对地基的扰动，造成地基承载力下降，从而引起地面沉降。

5 坡地多高层建筑地基基础设计的解决措施

5.1 对地质的提前勘探和灾害预估

设计师应当提前对施工场地进行地质勘探，预测潜在的地质灾害。在坡地作业之前，要对以往的地质灾害和遗留地质问题进行分析。对不可避免的地质灾害则需要做好灾害预估，做出相应的加固、预防措施。

5.2 坡地多高层建筑地基基础设计与自然环境相结合

在多高层建筑边坡基础的设计和施工过程中，可以与周围的地质环境相结合，合理科学的设计边坡建筑物，优化总平面布置方案和边坡处理方案。为了减少地质灾害的发生，总平面设计应与前期的结构岩土工程设计相协调。总平面设计是对所有场地的总体规划设计，涉及场地功能区布局、道路规划等，经批准后原则上不得变更。坡上建筑与平地建筑最大的区别在于坡路的坡度控制和调整，应考虑山体整体布局，设计重点是建筑物和道路的布置、场地平整、挖填平衡分析。对于低缓的边坡，可采用挡土墙对边坡边缘进行支护。对于支护面条件复杂、高填方、深基坑的场地，则采取相应的加固措施。

6 结论

我国城乡建设规模不断扩大，在坡地上的建筑也在随之增加，尤其是今年来，多高层建筑不断增加。在坡地多高层建筑基础设计过程中，应进行详细的地质勘察和分析，建筑方案规划设计、总体布置设计和边坡治理应充分结合场地地质条件、地形和坡度，基础和上部结构设计要严格、科学地进行。充分分析工程地质和水文环境等因素的影响，根据不同的地形、地质情况采取相应措施，以减少安全隐患，保证工程质量。