坡地建筑結構設計研究

胡琪磷

（海南華磊建筑設計咨詢有限公司貴州分公司 貴州貴陽 550001）

坡地建筑，簡單來說便是在地勢比較高，表面有很大起伏的地勢當中建造建筑物，這樣的地形對建造設計的各項工作都會帶來限制和影響，但也提供了更多的想象和創(chuàng)意空間。與地形和地貌進行結合的建筑，不但可以對建筑當中的各項功能需求進行滿足，還能與外部環(huán)境進行結合，非常符合生態(tài)建筑和綠色環(huán)保建筑的特征。從結構的角度進行分析，在坡地當中建造建筑物，會存在一定的安全隱患，需要支付的資金會更多一些。因此，本文針對坡地建筑結構設計做出了如下分析。

1 坡地建筑結構設計需要遵循的原則

1.1 遵循當?shù)氐牡匦翁卣?/h3>

在對坡地建筑物基礎結構進行設計的過程中，要先明確地形對建筑物可能會產(chǎn)生的不利影響，分析出之后可能會帶來的威脅，以便能夠設計出來的建筑物能夠更加合理，為之后的各項施工工作打好基礎。

1.2 充分考慮容積率

在對坡地建筑物進行設計的前期階段，要對容積率進行處理，以便將建筑的可靠性以及舒適程度進行提升，這也是保障建筑質(zhì)量的前提基礎。在對方案進行設計的過程中，一定要與坡度結構進行結合，保障結構設計的合理性[1]。以便強調(diào)在之后的坡度建筑當中，能夠為設計人員提供更好的服務。但是，如果容積率沒有控制好，會將之后的建筑物時效性進行降低。

1.3 遵循安全性的原則

任何建筑施工都要將安全性作為首要原則，而在坡地當中建筑工程更要遵守安全性原則。對坡地安全性原則造成影響的關鍵原因便是基礎結構的穩(wěn)定性較差。所以在實際設計的過程中，針對地形地貌條件要實際勘察，細致分析，運用好基礎機構當中的穩(wěn)定理念，將建筑物的抗震性能進行強調(diào)，以便將建筑物的穩(wěn)定進行提升。

2 坡地建筑結構設計

2.1 擋土墻設計

在坡地建筑工程當中，對于擋土墻的設計，一定要應用經(jīng)濟、合理以及安全的原則，將地形的實際情況作為設計的出發(fā)點，使建筑能夠與地形進行充分的融合，因地制宜對建筑進行構建，以便將建筑物的社會效益進行提升[2]。一般情況下，對于擋土墻的設計，可應用的方式包括：①分離主體和擋土墻，之后結合主體結構，對擋土墻景實施布置，并使擋土墻滿足其中的剛度需求，這樣在壓力的作用下，墻體不會產(chǎn)生任何的傾斜和滑移現(xiàn)象；②將擋土墻和主體一同進行設計，結合1m的板帶寬度的單向板，對擋土墻進行設計。

2.2 上部分的結構設計

在對坡建筑進行設計的過程中，會出現(xiàn)架空層比較高的情況，這樣會對柔軟底層進行破壞。如果使用長短柱將坡地架空，短柱會出現(xiàn)剪切破壞的情況[3]。因此，結合《建筑抗震設計規(guī)范》當中一系列規(guī)定。在對坡地建筑工程進行設計時，為了進一步提升工程的穩(wěn)定性，要注意在將擋土墻和主體進行整體設計的過程中，相關的計算過程一定要對側向土壓力產(chǎn)生的影響進行充分的考慮。

2.3 基礎設計

在對坡地建筑進行基礎設計的過程中，如果有持力層比較淺，地質(zhì)分布比較勻均，基礎承載的負荷比較小的地形，可應用性價比高，施工便利的淺基礎。針對較深的持力層，分布不規(guī)范并且承載負荷比較大的地形，可使用樁基礎的形式，應用鉆孔樁以及挖孔樁的形式，以便將基礎承載的能力進行提高。如果有埋藏比較深的基巖，基礎承擔的荷載比較大的情況，人工實施挖掘的難度會非常大。一般情況下，使用沖孔灌注樁的形式便可對基礎承載力的要求進行滿足。

3 坡地建筑結構設計應用實例分析

3.1 工程概況

某坡地建筑工程，其安全等級為二級，抗震防烈度為Ⅶ度。此外，設計的基本加速度值是0.05g。處于對建筑的安全性以及重要性考慮，抗震性類別為重點設防類。擬建的地勢高低起伏比較大，標高高差為22m。

3.2 基礎方案設計

由于工程的位置在坡地上，在施工的過程中會產(chǎn)生很多的限制。所以，在正式施工的過程中，有些機械設備是不能使用的。該建筑工程為一層和二層建筑，盡管樓層只差一層，但是之間的跨度比較大，所以柱網(wǎng)為25m。在實施天然基礎的過程中，開挖土方以及填方量會比較大，在全面并且綜合考慮安全性、變形情況以及穩(wěn)定控制之后，在對天然基礎進行選擇時，要將基礎面積進行增加，并將開挖的深度加深，把土方挖填量進行擴大。但是，在施工的過程中，一定要注意，開挖天然基礎的過程中，會使之前的狀土遭到破壞，產(chǎn)生一些不良地質(zhì)災害，特別是穩(wěn)定性問題[4]。在洪水季節(jié)，地下水極易進入到基礎下，產(chǎn)生軟弱帶。在對施工技術以及現(xiàn)場的實際情況進行充分的考慮之后，使用了人工挖孔樁的技術。人工挖孔樁基礎，可使用底部強風化砂巖層當作持力層，需要距離場地地坪大約8m左右，樁端端主力特征值為1700kPa，其厚度大約為4.2m，屬于比較理想的樁持力層。人工挖孔樁可在底部實施擴孔，在對相應的承載力要求進行滿足時，可在原場地當中直接進行施工，不需要對場地實施大開挖，有益于提升建筑的穩(wěn)定性。但是，人工挖孔樁與天然基礎進行比較，造價會更高一些，并且其中施工的施工工藝會比較復雜。

3.3 結構方案

在正式施工的過程中，使用了鋼框架-中心支撐結構體系。鋼框架主要應用的為焊接箱型鋼柱，其截面是500×500，架梁為焊接的H型鋼梁，截面為300×800，支撐使用的為焊接H型鋼，其截面為300×300。鋼結構柱腳應用的為埋入式剛接柱腳，地面以下使用的為外包鋼筋混凝土，將其埋入到基礎承臺當中，鋼框架梁和鋼框架柱會使用剛接、鋼框架梁以及鋼次梁之間進行鉸接的形式、并使用MIDAS-GEN復合計算，明確鋼結構的壁厚。

4 結束語

總之，我國的國土面積當中，很大一部分都是山地，并且我國的很多城鎮(zhèn)周邊都是山，在坡地之上建造建筑物已經(jīng)非常普遍。盡管坡地當中的建筑非常多，但內(nèi)部的設計結構與常規(guī)的建筑設計有著很大的區(qū)別，在對結構進行設計的過程中，要先明確地形對建筑物可能會產(chǎn)生的不利影響，分析出之后可能會帶來的威脅，以便能夠設計出來的建筑物能夠更加合理，并充分結合地貌以及施工條件等，在保障穩(wěn)定性以及安全性的基礎上，實現(xiàn)各項建筑功能。