坡地建筑的基礎設計探討

王麗婭　陳安妮　蘭波

摘要：隨著我國建設事業(yè)的不斷發(fā)展，建筑用地愈來愈緊張，將建筑設施建立在坡地之處能夠緩解建筑用地的壓力。所以現(xiàn)在越來越多的建筑是建在坡地上的。本文通過對陽朔碧蓮江景大酒店基礎設計的詳細分析，論述了坡地建筑基礎設計需要考慮的問題。

關鍵詞：坡地建筑；坡地利用；擋土墻；基礎設計

1.前言

選擇坡地作為建筑場地可以緩解我國建筑用地的壓力。但將建筑建造在需要考慮的問題較一般平地上建造建筑要多。由于坡地的地形、地貌以及工程地質(zhì)條件比較復雜，所以在這種場地上建造的建筑其基礎設計具有一定的特殊性，本文根據(jù)工程實例闡述坡地建筑基礎設計的合理性。

2.工程概況

陽朔碧蓮江景大酒店坐落于“山水甲桂林”的陽朔碧蓮峰下，漓江之濱，是一所融合山水之美及廣西濃郁的少數(shù)民族地方建筑特色、按國家五星級飯店標準設計建設的高檔豪華酒店，有客房333問，總用地面積為20295m²，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)。該酒店的建筑設計效果圖如圖1所示。

工程項目場地雖然環(huán)境優(yōu)美，交通便利，但是地理位置比較敏感，地形復雜，建筑用地與漓江江面具有12m高程差。為了充分尊重原生地貌和水體，其主體的設計方案為：充分利用場地與江面的高程差，在地下一層設計了酒店的多功能廳、中餐廳、康樂用房等公共用房以及機電室等后勤用房；地面以上的客房樓結(jié)合坡地，為了降低建筑實際高度，采用多棟分散、垂直于江面的退臺式布置設計，樓棟間連接體縱深后退并做虛化處理?；A設計采用了掉層、退臺、架空、吊腳等形式使建筑的基礎與坡地相連接（見圖2）。

3.坡地的利用

復雜坡地的工程地基大致可以分為以下三種情況：對于坡地坡度較緩，坡度為3～10°時，可以采取自然放坡；坡地坡度為10-25°時，可將坡地修整為局部平地，并在建筑場地的外圍采取防護措施，如設置擋土墻及支護樁等；坡地具有較大的坡度時，根據(jù)工程項目的實際情況以及使用的要求，可以將整體的工程進行靈活的分隔處理，分隔成幾段臺階式的地段，然后在建筑的內(nèi)部設置擋土墻結(jié)構(gòu)。坡地的開發(fā)利用與保護關系見表1。

本工程地基坡度根據(jù)地勘報告判定為中緩坡地基。

4.擋土結(jié)構(gòu)設計

4.1合理確定擋土墻布置方式

在坡地上建造房屋，其建筑場地通常都需要用擋土墻將場地周邊的土體支擋以進行基礎施工。擋土墻的平面布置形式主要有三種：直線形、折線形和弧形。在這些形式中比較常用的是直線形擋土墻，但是在建筑工程中應根據(jù)場地地質(zhì)，周邊環(huán)境及地下管道的敷設情況而選擇擋土墻的平面形式，其選擇的原則是減少挖填土方量以及有利于增加擋土墻的整體剛度。本工程選用的是直線形擋土墻。

4.2擋土墻結(jié)構(gòu)的形式

4.2.1重力式擋土墻

重力式擋土墻靠自身重力平衡土體，一般型式簡單、施工方便，但所需的施工場地較大。依據(jù)墻背型式不同，其種類有普通重力式擋土墻、不帶衡重臺的折線墻背式擋土墻和帶衡重臺的折線式擋土墻。

4.2.2錨定式擋土墻

錨定式擋土墻屬于輕型擋土墻，通常包括錨桿式和錨定板式兩種。錨定式擋墻主要由預制或現(xiàn)澆的鋼筋混凝土立柱和擋土板構(gòu)成墻面、與水平或傾斜的鋼錨桿聯(lián)合作用支擋土體，靠埋置土體中的鋼錨桿的抗拉力拉住立柱保證土體穩(wěn)定。

4.2.3薄壁式擋土墻

薄壁式擋土墻是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，包括懸臂式和扶壁式兩種主要型式。懸臂式擋土墻由立壁和底板組成，有三個懸臂，即立壁、趾板和踵板。當墻身較高時，可沿墻長一定距離立肋板（即扶壁）聯(lián)結(jié)立壁板與踵板，從而形成扶壁式擋土墻。

4.2.4加筋土擋土墻

加筋土擋土墻由土體、土體中的拉筋以及墻面板等三部分組成的擋土結(jié)構(gòu)。它是通過土體與拉筋問的摩擦作用把土的側(cè)壓力削減到土體中從而起到穩(wěn)定土體的作用。

4.2.5其它擋土墻

其他擋土墻還有柱板式擋土墻（沿河路堤及基坑開挖中常用）；樁板式擋土墻（基坑開挖及抗洪中使用）；垛式擋土墻（又稱為框架式擋土墻）等等，在此不再一一敘述。

4.3擋土墻結(jié)構(gòu)的設計

當選定擋土墻的布置形式后，即可對其進行相關的結(jié)構(gòu)計算。在計算時所需要考慮的作用包括土壓力（主動土壓力）以及填土或原坡土體可能產(chǎn)生的滑動推力和填土上的建筑設施荷載作用，具體的分析和計算應根據(jù)場地的實際情況進行。本工程根據(jù)場地的地質(zhì)條件在施工期間采用的是直線形重力式擋土墻，根據(jù)國標重力式擋土墻設計圖集選用。

5.基礎設計

5.1坡地基礎設計一般規(guī)定

坡地基礎設計首先應分析認定設計條件。即在自然條件下有無滑坡現(xiàn)象和影響場地穩(wěn)定的斷層、破碎帶等；在建設場地的周圍有無不穩(wěn)定的邊坡；施工過程中因挖方、填方、堆載和卸載等對山坡穩(wěn)定性的影響；地基內(nèi)的巖石厚度、基巖面的起伏及有無影響地基穩(wěn)定性的臨空面；有無出現(xiàn)危巖崩塌、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象的可能性；地面水、地下水對地基和場地的影響。

5.2坡地的基礎形式

根據(jù)建筑工程的結(jié)構(gòu)形式、基礎受力情況、場地土層的厚度及其承載力情況，坡地基礎可采用無筋擴展基礎、有筋擴展基礎、柱下條形基礎和樁基礎等。還可以利用復合地基作為坡地建筑基礎的持力層。

5.3基礎設計簡介

陽朔碧蓮江景大酒店工程采用多棟分散形式，多為2-5層建筑。在進行基礎設計時，依據(jù)依山就勢的原則，根據(jù)地形的不同標高，將整個工程基礎分成為三個部分，各部分的地底標高分別為-9.0m，-7.2m和-5.6m。根據(jù)柱底的內(nèi)力及地基持力層情況，基礎采用了柱下梁板式鋼筋混凝土筏基，柱下鋼筋混凝土獨立柱基及地下室側(cè)墻下鋼筋混凝土條形基礎。基礎持力層根據(jù)場地土層分布及土層深度，選用了硬塑狀紅粘土承載力特征值為f_ak=200kPa、硬塑粘土承載力特征值為f_ak=180kPa和可塑粘土承載力特征值為f_ak=140kPa作為該工程基礎的持力層。不同基底標高的基礎之間的距離均滿足基底土應力擴散角的要求。

6.結(jié)語

綜上所述，碧蓮江景大酒店屬于坡地工程，其基礎設計不僅能夠滿足建筑功能的要求，而且由于充分考慮了其坡地的基礎的特點，挖填方量都較小，基礎工程的成本相對較低，并且施工工期比較短，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益，該工程獲得國家優(yōu)秀設計三等獎。因此，在進行坡地建筑基礎設計時，應根據(jù)場地的實際情況，結(jié)合地形地質(zhì)條件及使用要求，做出合理的基礎設計方案，方能取得良好的經(jīng)濟效益。

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收稿日期：2013-4-17

作者簡介：王麗婭，女，大學本科，高級工程師，國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師，工業(yè)與民用建筑專業(yè)，從事建筑結(jié)構(gòu)設計及審圖工作30年，獲得過多項省級優(yōu)秀工程設計獎。

陳安妮，女，大學本科，高級工程師，國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師，工業(yè)與民用建筑，1986年至今在桂林市建筑設計研究院從事結(jié)構(gòu)設計與施工圖審查，現(xiàn)任院結(jié)構(gòu)副總工程師，所設計的工程多項獲得國家、省級優(yōu)秀工程設計獎。

蘭波，女，本科，副總建筑師、國家一級注冊建筑師、高級建筑師，建筑學專業(yè)，現(xiàn)從事建筑設計，施工圖審查工作，1982年至今，在桂林市建筑設計研究院工作，其間，1993年任建筑師，1998年任高級建筑師，所設計的工程多項獲得省級優(yōu)秀工程設計獎及入選中青年建筑師作品集。