斜山坡上多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)處理

摘要：近些年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市土地資源日益緊張，但商業(yè)樓、居民樓等建筑工程的土地需求量卻不斷增加，土地資源供需關(guān)系嚴(yán)重不平衡。為解決這一問(wèn)題，斜山坡等土地資源也開(kāi)始被人們關(guān)注，在斜山坡上建設(shè)的多層建筑也越來(lái)越多。本文就對(duì)斜山坡上多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)處理進(jìn)行了研究和分析，以給今后斜山坡上的多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：斜山坡;多層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);基礎(chǔ)處理

國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促進(jìn)了建筑工程的不斷進(jìn)步，但是土地資源的有限性卻給建筑工程發(fā)展造成了阻礙，這就迫使建筑工程向著斜山坡等地形上發(fā)展。但是，相對(duì)于平地而言，斜山坡的地形條件較為復(fù)雜，場(chǎng)地整體的穩(wěn)定性、局部與地基的穩(wěn)定性等都較差，這就給多層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性帶來(lái)了極大影響。為保證斜山坡上多層建筑的安全，必須對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，并做好基礎(chǔ)處理工作。

一、斜山坡上多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行多層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，首先要對(duì)斜山坡的場(chǎng)地情況進(jìn)行了解和處理，然后再進(jìn)行擋土墻和上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。所以，斜山坡上的多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要分為兩個(gè)階段進(jìn)行，其具體內(nèi)容分別如下：

（一）斜山坡場(chǎng)地情況分析和處理

1.斜山坡場(chǎng)地情況分析

首先，對(duì)斜山坡的整體穩(wěn)定性進(jìn)行分析，主要通過(guò)勘察斜山坡的土體情況，分析其土層的組成，進(jìn)而計(jì)算其在受到建筑物荷載、地震作用等外部荷載后，土體的穩(wěn)定性失衡情況，得到土體滑坡值的范圍^[1]。

其次，對(duì)斜山坡的局部穩(wěn)定性進(jìn)行分析，主要是分析多級(jí)臺(tái)階的挖、填土施工過(guò)程中是否會(huì)使斜山坡土體原有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的破壞、局部土體中是否有風(fēng)化土夾層受外部荷載或者水影響引起坍塌、斜山坡中是否有溶洞、溶蝕或風(fēng)化嚴(yán)重的基巖以及地表下土洞等。

第三，對(duì)地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，計(jì)算斜山坡多層建筑物的地基是否能能夠承載建筑物的自重，其沉降值是否低于建筑物正常使用時(shí)的限值等。

2.斜山坡場(chǎng)地的處理措施

上述穩(wěn)定性問(wèn)題在斜山坡中是同時(shí)存在的，彼此之間有著密切的聯(lián)系，在處理時(shí)，要綜合考慮，具體處理措施有：

首先，為保證地基原有穩(wěn)定性不受破壞，在設(shè)計(jì)標(biāo)高和臺(tái)階時(shí)，就要盡量順著地形的坡度來(lái)設(shè)計(jì)，并考慮最少的土方開(kāi)挖和回填量，且不會(huì)對(duì)基巖的順層產(chǎn)生破壞，降低臨空陡坎出現(xiàn)的概率，避免場(chǎng)地整體滑移問(wèn)題的發(fā)生。

其次，利用人工孔樁來(lái)加強(qiáng)地基的局部穩(wěn)定性，在設(shè)置人工孔樁時(shí)，要保證樁體的末端位于完整基巖中，其嵌入的深度不小于0.5m，并保證所有的上部荷載作用于穩(wěn)定的基層。

第三，采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)對(duì)不穩(wěn)定基層進(jìn)行加固，比如通過(guò)插入穩(wěn)定巖層的錨桿連接破碎層和穩(wěn)定層，使其重新成為穩(wěn)定的整體;或者可以通過(guò)排水措施，來(lái)避免地下水、地表水給不穩(wěn)定基層造成的進(jìn)一步侵蝕。

（二）斜山坡多層建筑擋土墻和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.擋土墻的設(shè)計(jì)

擋土墻對(duì)于多層建筑上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定有著重要影響，因此，必須保證擋土墻設(shè)計(jì)的合理。

首先，擋土墻的設(shè)計(jì)要與場(chǎng)地情況相適應(yīng)，不同的斜山坡在地基的穩(wěn)定性、土層的構(gòu)成等方面都會(huì)存在著不同程度的差異，固定的擋土墻設(shè)計(jì)模式無(wú)法適用于所有的斜山坡，應(yīng)根據(jù)斜山坡實(shí)際情況對(duì)擋土墻構(gòu)造、受力點(diǎn)等進(jìn)行設(shè)計(jì)，才能保證擋土墻性能滿足多層建筑的要求。

其次，在設(shè)計(jì)擋土墻時(shí)，要保證其在剛度上滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，受到土體的壓力后，墻體自身不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)等問(wèn)題;同時(shí)，擋土墻不能作為多層建筑的支撐體，所以要避開(kāi)建筑物的柱或墻體位置;另外，多層建筑的地下室位于擋土墻的內(nèi)部，如果將泄水孔設(shè)置在地下室內(nèi)，就會(huì)給擋土墻結(jié)構(gòu)造成破壞，因此，要設(shè)置專門的排水盲溝，將水沿著擋土墻順坡引入外側(cè)的邊溝中^[2]。

2.上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

斜山坡上的建筑物前后部位的高度差、層次上都會(huì)有著較大的差別，地基不均勻問(wèn)題容易使建筑物發(fā)生裂縫、傾斜等問(wèn)題，同時(shí)，地基又容易受建筑物水平荷載、地震作用等影響發(fā)生局部的穩(wěn)定性變化或者滑坡等問(wèn)題。因此，在設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)時(shí)，需要充分考慮這些問(wèn)題，做出針對(duì)性的設(shè)計(jì)。

首先，加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)整體性設(shè)計(jì)，通過(guò)在建筑開(kāi)間的部位設(shè)計(jì)合適的框架柱，來(lái)使多層建筑的結(jié)構(gòu)變?yōu)榭v橫向交叉的空間結(jié)構(gòu)，然后利用現(xiàn)澆樓面的方法，來(lái)使結(jié)構(gòu)在水平方向上連接的整體性得到增強(qiáng);同時(shí)，還可以在窗臺(tái)、門窗洞頂?shù)任恢迷O(shè)置連續(xù)拉梁，在空心磚砌墻內(nèi)加入鋼筋混凝土柱，從而提高多層建筑各個(gè)部位之間的連接性，達(dá)到改善上部結(jié)構(gòu)抗變形能力的目的。

其次，注意上部結(jié)構(gòu)與地基之間的協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì)，為降低建筑不均勻沉降問(wèn)題，可以通過(guò)采取樁基礎(chǔ)的方式來(lái)進(jìn)行控制，其措施有：（1）對(duì)樁基礎(chǔ)的密度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以提高樁體在水平方向和滑坡問(wèn)題的抵抗能力;（2）通過(guò)連系梁將建筑物下的人工孔樁連接成一個(gè)整體，將各個(gè)影響建筑物穩(wěn)定水平荷載力、地震作用力等分布到多個(gè)樁基礎(chǔ)上，如此一來(lái)，即使樁基礎(chǔ)中有個(gè)別樁發(fā)生損壞，也不會(huì)對(duì)整個(gè)建筑物的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響。

第三，在上部結(jié)構(gòu)中加入變形縫，在斜山坡的多層建筑中，有許多部位會(huì)存在較大的高度差變化，這些部位在遇到外力影響時(shí)，極容易出現(xiàn)裂縫等問(wèn)題，給建筑物穩(wěn)定性造成威脅，針對(duì)此問(wèn)題，可以在這些不穩(wěn)加入變形縫，提高其對(duì)溫度變化、地震作用等不利影響的抵抗能力，從而提升建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

第四，建設(shè)過(guò)程中的變形檢測(cè)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只是理論上的完善，在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，存在著許多不可控的、可能給建筑結(jié)構(gòu)造成不利影響的因素，因此，還需要通過(guò)對(duì)多層建筑的變形檢測(cè)，及時(shí)了解施工中地基沉降、滑移等變化情況，從而根據(jù)觀察的結(jié)果對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整，確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全。

二、斜山坡上多層建筑的基礎(chǔ)處理

（一）常見(jiàn)的斜山坡基礎(chǔ)處理措施

在近些年的斜山坡多層建筑施工中，常用的基礎(chǔ)處理措施主要有：柱下獨(dú)立、條形和筏形基礎(chǔ)三種。這三種基礎(chǔ)處理措施都能夠提高地基的承載能力，且不會(huì)給地基造成較大的反力，但獨(dú)立和條形基礎(chǔ)的方法在防水性上存在著先天不足，對(duì)于有地下室的多層建筑無(wú)法適用;梁板式筏形基礎(chǔ)雖然滿足了防水性的要求，但在變形值控制上僅能在理論上符合，在實(shí)際施工中經(jīng)常出現(xiàn)較大的誤差，給多層建筑的安全造成隱患^[3]。

（二）人工挖孔灌注樁

樁基礎(chǔ)是一種應(yīng)用較為普遍的基礎(chǔ)處理方法，根據(jù)其樁孔施工方式可以分為鉆孔灌注樁和人工挖孔灌注樁兩種。由于斜山坡基礎(chǔ)中地質(zhì)條件較為復(fù)雜，有許多巖土層并不適合作為樁基礎(chǔ)的持力層，還有一些地質(zhì)較為松散，經(jīng)常容易出現(xiàn)滾石等問(wèn)題，這就給鉆孔灌注樁方式造成了限制。因此在實(shí)際施工中，人工挖孔灌注樁應(yīng)用較多。

人工挖孔灌注樁施工過(guò)程中，要以實(shí)際層位控制為準(zhǔn)，保證樁長(zhǎng)能夠符合承載力標(biāo)準(zhǔn)。在挖孔過(guò)程中，要以鋼筋混凝土制成護(hù)壁，爆破孔的選擇要遵循沖擊波較小且對(duì)周邊環(huán)境影響不大的原則，并在孔口處采取有效的預(yù)防碎渣措施，以提高施工的安全性。

三、結(jié)束語(yǔ)

斜山坡上建設(shè)多層建筑是當(dāng)前建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，以后斜山坡上的多層建筑規(guī)模和數(shù)量還會(huì)不斷增加，所以加強(qiáng)斜山坡上的多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)處理的研究有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，首先要對(duì)斜山坡的實(shí)際情況進(jìn)行仔細(xì)調(diào)查，分析其中存在的問(wèn)題，為后期的擋土墻設(shè)計(jì)和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供有效的數(shù)據(jù)支持，同時(shí)要通過(guò)合理的處理措施提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定安全，從而為斜山坡上多層建筑物的安全提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖烽.斜山坡上多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)處理[J].中華民居（下旬刊），2013，05：4-5.

[2]楊雪寧，萬(wàn)修國(guó).斜山坡地多層磚混住宅建筑下部磚砌擋土墻設(shè)計(jì)方法探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2010，09：91-94.

[3]郝艷偉.多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中框架結(jié)構(gòu)的問(wèn)題與處理[J].四川水泥，2014，09：142.

作者簡(jiǎn)介：

柴青云（1984～），江西上饒，工學(xué)碩士，工程師，從事結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)與研究。