高層坡地建筑基礎(chǔ)嵌固可行性論證分析

陳超逸

（中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司，成都610000）

1 工程簡介

本工程位于斜坡地帶，邊坡高度23.5m，坡度約45°，基巖上填土覆蓋約2.0～4.5m，現(xiàn)狀穩(wěn)定；擬建建筑無有效嵌固面，典型剖面如圖1 所示。

2 結(jié)構(gòu)嵌固部位設(shè)計思路及可行性驗證內(nèi)容

2.1 結(jié)構(gòu)嵌固面設(shè)計思路

圖1 高層坡地建筑基礎(chǔ)嵌固剖面圖

通過修坡平場將主樓相應(yīng)范圍統(tǒng)一到245.00m標(biāo)高平臺的嵌固面，塔樓對應(yīng)范圍內(nèi)部分原始地表低于嵌固面處設(shè)露出地面的剛度較大鋼筋混凝土箱體，低于245.00m 平臺的裙房部分按附著于嵌固面的吊層考慮；結(jié)構(gòu)整體計算時嵌固點標(biāo)高選取為245.00m 層。

2.2 可保證嵌固面有效性所進(jìn)行的驗算內(nèi)容

1)包括嚴(yán)格控制箱體頂部位移，使其趨近于零；控制箱體所在樓層上下剛度比不小于2【1】；

2）大震作用下驗算箱體以下樁基水平承載能力是否滿足規(guī)范要求，并采用樁頂垂直等高線方向均加設(shè)水平錨桿的加強措施；

3）大震作用下結(jié)構(gòu)吊層部分彈塑性分析；為使結(jié)構(gòu)具有良好的整體性及足夠的延性對吊層結(jié)構(gòu)采用一定的加強措施；

4）進(jìn)行坡地加載后場地地震動穩(wěn)定性計算。

3 箱體以下樁基大震作用下水平承載能力驗算

為保證樁頂水平力有效傳遞，基礎(chǔ)設(shè)計中考慮采用大直徑人工挖孔灌注樁，樁身配筋率提高到0.65%以上。設(shè)計考慮由樁基承擔(dān)地震水平力。

首先建立計算模型，SATWE 中大震（中震）設(shè)計選項勾選為“不屈服”，水平地震影響系數(shù)最大值取0.28（罕遇地震），特征周期取0.40s。

箱體單樁在罕遇地震作用下X向承擔(dān)的最大地震剪力為1 011.5kN，考慮吊層柱底剪力的分擔(dān)，故設(shè)計時樁頂?shù)卣鸺袅Ψ糯鬄镕Q=1 011.5/0.8=1 264kN。

計算單樁水平承載能力：Rha=1 281.1×1.25=1 601kN＞FQ=1 264kN。

故設(shè)計滿足計算要求。

4 大震作用下結(jié)構(gòu)吊層部分彈塑性分析及加強措施

對于底部的吊層結(jié)構(gòu)，為了使該區(qū)域的豎向構(gòu)件具備足夠的延性、水平構(gòu)件具備足夠的承載能力，以確保結(jié)構(gòu)即使整體破壞時也不在此區(qū)域出現(xiàn)塑性鉸，設(shè)計時應(yīng)采用三維結(jié)構(gòu)靜力彈塑性（PUSHOVER）分析計算，避免在罕遇地震作用下的結(jié)構(gòu)破壞位置（出鉸部位）處于吊層區(qū)域，以保證結(jié)構(gòu)吊層具備較強的結(jié)構(gòu)整體性和較強的承載能力，結(jié)構(gòu)在吊層區(qū)域不會首先破壞，如圖2 所示。

吊層加強措施具體如下：

吊層柱截面均放大為245.00m 以上相應(yīng)柱截面尺寸的1.1～1.2 倍；嚴(yán)格控制軸壓比，提高柱縱筋及箍筋配筋率。

吊層區(qū)域每隔4～5m 加設(shè)120mm 厚現(xiàn)澆樓板，板筋適當(dāng)加強，雙層雙向布置。

吊層結(jié)構(gòu)樓層主梁截面均加大至350mm×700mm，配筋加強。

圖2 三維結(jié)構(gòu)靜力彈塑性（PUSHOVER）

箱體頂部設(shè)180mm 厚結(jié)構(gòu)板將樁與吊層結(jié)構(gòu)連接為一個完整的結(jié)構(gòu)體，最終由樁基與該吊層結(jié)構(gòu)形成的組合體共同工作，為建筑底部提供有效的嵌固作用。

5 擬建建筑加載后場地穩(wěn)定性計算

計算采用geo-studio 2007 slope/w 巖土環(huán)境模擬軟件，按實際位置建入建筑樁基礎(chǔ)（剖面中深藍(lán)色部分為樁基礎(chǔ)），樁徑樁長均按實模擬；地震峰值加速度取0.10g，綜合水平地震系數(shù)取0.025。

經(jīng)計算可知，在地震工況下，邊坡穩(wěn)定系數(shù)為2.002，滿足規(guī)范要求，由此判定場地邊坡在擬建建筑完成后在地震作用下處于穩(wěn)定狀態(tài)。

6 結(jié)語

隨著當(dāng)前建筑工程技術(shù)的不斷發(fā)展，坡地建筑的設(shè)計也在快速發(fā)展，其功能類型也是向多樣化發(fā)展。然而，對于坡地工程而言，其基礎(chǔ)性就是高層坡地建筑基地建設(shè)，保證建筑工程的安全性，解決工程后續(xù)可能出現(xiàn)的問題。本文以具體實例對坡地建筑基礎(chǔ)嵌固有效性進(jìn)行了可行性分析，希望讀者能夠有所收獲。