探討坡地多高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及地質(zhì)災(zāi)害防治

張文卿

（昆明工程勘察公司，云南 昆明 650000）

2021年以來，城市建設(shè)又迎來了新一輪的高峰，城市建設(shè)范圍持續(xù)擴(kuò)大，建筑工程技術(shù)不斷發(fā)展。由于建筑用地的減少，很多建筑不得不向多高層發(fā)展，向坡地轉(zhuǎn)移。坡地具有一定的優(yōu)勢(shì)，其地基的承載力一般較高，但同時(shí)，坡地的地質(zhì)條件一般比較復(fù)雜，建筑施工也會(huì)邊坡也會(huì)承擔(dān)更高的負(fù)荷，增加滑坡等地質(zhì)災(zāi)害問題的發(fā)生概率。此外，基礎(chǔ)施工、邊坡施工、暴雨滲漏等都可能造成邊坡地質(zhì)災(zāi)害，危及人員安全，影響建筑安全及質(zhì)量。為了減少坡地上多高層建筑的不利影響，必須做好前期地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)、檢測(cè)、總圖設(shè)計(jì)工作，邊坡處理和支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要在科學(xué)選型設(shè)計(jì)和合理施工的基礎(chǔ)上，為安全施工和科學(xué)施工提供技術(shù)支持，從而保證工程質(zhì)量和人員安全。

1 坡地多高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的必要性

地基基礎(chǔ)關(guān)系著建筑物的安全，是建筑物的基石。若建筑地基基礎(chǔ)出現(xiàn)問題，輕則造成建筑工程質(zhì)量問題，影響建筑物的使用功能，重則造成重大的安全事故，給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來巨大損失。因此建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻。坡地多高層建筑因其處于斜坡地段，地質(zhì)條件相對(duì)于平地更為復(fù)雜，人為施工對(duì)原生地貌、地質(zhì)的影響也更明顯，地基基礎(chǔ)的施工難度也更大，施工費(fèi)用占整個(gè)建筑施工費(fèi)用的比例更大。因此，要求在做坡地多高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，要全面考慮，不僅考慮到設(shè)計(jì)科技性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性，還應(yīng)考慮到對(duì)周圍地質(zhì)、環(huán)境的影響。不但要節(jié)省工程造價(jià)，還應(yīng)減少人為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。因此，對(duì)坡地多高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的研究是非常必要的。

2 坡地多高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)常遇到的問題

2.1 地基漏水等滲漏問題

地基是指建筑物下面支撐基礎(chǔ)的土體或巖體。地基有天然地基和人工地基（復(fù)合地基）兩類。天然地基是不需要人加固的天然土層，坡地上地下水有比較大的水頭差異，比較容易造成地基的滲漏。滲漏會(huì)影響建筑的質(zhì)量和后續(xù)使用。當(dāng)滲透壓力超過臨界滲透壓力時(shí)，地基土?xí)凰鲙ё吆颓治g，在管道作用下會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p失，造成整個(gè)地基的破壞。地表滲水可在坡頂設(shè)置截水溝攔截，建筑物周圍可設(shè)置集水井、明溝或盲溝，及時(shí)收集排水。地基、地下室底板和側(cè)墻可采用防滲混凝土處理，增加混凝土厚度和粘貼防水材料，確保不滲水。

2.2 地基的下沉問題

坡地大多數(shù)傾斜的角度非常大，且層次沒有規(guī)律而言，在地層中間還有較軟弱的層面，特別是山坡的凹處容易出現(xiàn)軟弱土層。在地基中有這類軟質(zhì)的土層的情況下，地基就有發(fā)生下沉和傾斜的可能。若當(dāng)下沉或傾斜達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)超過地基的最大承受能力，地基就有可能發(fā)生塌陷和滑動(dòng)，造成上部建筑物的傾斜和開裂，極易對(duì)施工人員和居民造成安全問題。因此應(yīng)選擇適宜的基礎(chǔ)形式，保證整個(gè)工程的順利進(jìn)行和建筑的安全。

3 坡地多高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容

多高層建筑地質(zhì)條件復(fù)雜，場(chǎng)地邊坡情況不佳?；A(chǔ)設(shè)計(jì)的重要性比扁平場(chǎng)地更為突出。①地基承載力。斜坡上建筑物基巖層傾角大，巖層種類多，易存在軟弱夾層。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)詳細(xì)分析地質(zhì)勘察報(bào)告，并進(jìn)行軟弱下臥層和地基沉降變形的驗(yàn)算。當(dāng)?shù)鼗休d力不足或沉降量較大時(shí)，可以選擇樁基礎(chǔ)作為基礎(chǔ)類型，適當(dāng)延長(zhǎng)樁長(zhǎng)，將上部結(jié)構(gòu)的荷載盡可能地轉(zhuǎn)移到邊坡的底部，可以減少邊坡的附加荷載，進(jìn)而減少多層塔樓和裙房的沉降差和絕對(duì)沉降。應(yīng)注意的是，當(dāng)樁基礎(chǔ)為嵌巖樁時(shí)，樁端埋在巖石中的深度應(yīng)根據(jù)邊坡下部位置的高度來確定。如此可以減少坡頂?shù)暮奢d，地下室內(nèi)部則呈空心狀，可以減少同體積土的重力荷載，相當(dāng)于路塹的效果；②荷載可以盡可能傳遞到邊坡底部。當(dāng)坡度較低時(shí)，可以直接將地基設(shè)置在邊坡的底部；增加地下室層數(shù)，使建筑物安全可靠地嵌入邊坡中，形成穩(wěn)定組合，保證多層和高層建筑的抗傾覆和抗滑移能力，有利于結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)抗震。當(dāng)建筑物處于斜坡上時(shí)，不可避免地要承受巖土的側(cè)向壓力。在場(chǎng)地條件允許的情況下，擋土墻宜與塔架分離，設(shè)計(jì)成斜坡式擋土墻結(jié)構(gòu)，如預(yù)應(yīng)力錨索擋土墻。當(dāng)多層及高層塔樓側(cè)墻必須與擋土墻合建時(shí)，應(yīng)將側(cè)向主動(dòng)土壓力與多層及高層建筑的不利水平荷載相結(jié)合，以驗(yàn)算建筑物的抗滑和抗傾覆能力，通過驗(yàn)算，保證了地基的安全可靠。如果建筑物的抗滑和抗傾覆驗(yàn)算不過關(guān)時(shí)，可以通過增加工程措施，如在地基上增加預(yù)應(yīng)力錨索錨或抗拔樁來加強(qiáng)地基的強(qiáng)敵，以保證建筑物的抗滑和抗傾覆能力。

4 坡地多高層建筑中容易出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害

地質(zhì)災(zāi)害通常由自然的和人為的兩種，自然的地質(zhì)災(zāi)害是在自然情況之下，由于地殼活動(dòng)和地球板塊間的運(yùn)動(dòng)不受人的控制，如地震、山崩等情況。人為的質(zhì)地災(zāi)害是在人們進(jìn)行工程建設(shè)過程中的作業(yè)引發(fā)的泥石流、滑坡、崩塌、地面凹陷等災(zāi)害。坡地多高層建筑施工中，人為的地質(zhì)災(zāi)害往往是最主要方面，其影響最為嚴(yán)重。

4.1 泥石流災(zāi)害

泥石流的群發(fā)性、突發(fā)性、爆發(fā)性強(qiáng)，持續(xù)的時(shí)間也較長(zhǎng)。隨著社會(huì)發(fā)展，泥石流的人為因素加強(qiáng)。主要是不合理的修建、亂砍濫伐、棄土棄渣。因此坡地多高層建筑需要進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘探，同時(shí)做到設(shè)計(jì)合理，將其對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響降到最低。

4.2 滑坡災(zāi)害

滑坡是指邊坡上的土體或巖體，受河流侵蝕、地下水活動(dòng)、雨水浸泡、地震和人工削坡等影響，在重力作用下，沿某一軟弱面或軟弱帶整體或散落而下的自然現(xiàn)象。這也是建筑工地上比較容易出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害。自然坡地受到人工干預(yù)，其滑坡頻率也更加頻繁。

4.3 崩塌災(zāi)害

陡坡上的巖土體突然脫離基質(zhì)，迅速崩塌滾動(dòng)，然后堆積在坡腳或谷底。崩塌有時(shí)破壞和掩埋房屋和其他工程設(shè)施，危及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。多高層建筑設(shè)置在斜坡上時(shí)，由于坡地上部荷載的增加，加上邊坡開挖的影響，往往誘發(fā)坡面失衡，造成山體圍巖崩塌。

4.4 地面沉降災(zāi)害

坡地地基地質(zhì)條件復(fù)雜，經(jīng)常存在軟弱巖土層。坡地上施工多高層建筑，會(huì)人為增加地基上部荷載，加上人工施工對(duì)地基的擾動(dòng)，造成地基承載力下降，從而引起地面沉降。

5 坡地多高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的解決措施

5.1 對(duì)地質(zhì)的提前勘探和災(zāi)害預(yù)估

設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)提前對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行地質(zhì)勘探，預(yù)測(cè)潛在的地質(zhì)災(zāi)害。在坡地作業(yè)之前，要對(duì)以往的地質(zhì)災(zāi)害和遺留地質(zhì)問題進(jìn)行分析。對(duì)不可避免的地質(zhì)災(zāi)害則需要做好災(zāi)害預(yù)估，做出相應(yīng)的加固、預(yù)防措施。

5.2 坡地多高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與自然環(huán)境相結(jié)合

在多高層建筑邊坡基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工過程中，可以與周圍的地質(zhì)環(huán)境相結(jié)合，合理科學(xué)的設(shè)計(jì)邊坡建筑物，優(yōu)化總平面布置方案和邊坡處理方案。為了減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，總平面設(shè)計(jì)應(yīng)與前期的結(jié)構(gòu)巖土工程設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)?？偲矫嬖O(shè)計(jì)是對(duì)所有場(chǎng)地的總體規(guī)劃設(shè)計(jì)，涉及場(chǎng)地功能區(qū)布局、道路規(guī)劃等，經(jīng)批準(zhǔn)后原則上不得變更。坡上建筑與平地建筑最大的區(qū)別在于坡路的坡度控制和調(diào)整，應(yīng)考慮山體整體布局，設(shè)計(jì)重點(diǎn)是建筑物和道路的布置、場(chǎng)地平整、挖填平衡分析。對(duì)于低緩的邊坡，可采用擋土墻對(duì)邊坡邊緣進(jìn)行支護(hù)。對(duì)于支護(hù)面條件復(fù)雜、高填方、深基坑的場(chǎng)地，則采取相應(yīng)的加固措施。

6 結(jié)論

我國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，在坡地上的建筑也在隨之增加，尤其是今年來，多高層建筑不斷增加。在坡地多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察和分析，建筑方案規(guī)劃設(shè)計(jì)、總體布置設(shè)計(jì)和邊坡治理應(yīng)充分結(jié)合場(chǎng)地地質(zhì)條件、地形和坡度，基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要嚴(yán)格、科學(xué)地進(jìn)行。充分分析工程地質(zhì)和水文環(huán)境等因素的影響，根據(jù)不同的地形、地質(zhì)情況采取相應(yīng)措施，以減少安全隱患，保證工程質(zhì)量。