对某大楼坡地建筑结构设计的探讨

1、建材发展导向2011年06月 园林、建筑、规划与结构设计摘要:本文以某建筑大楼为例,结合笔者多年设计经验,分析了坡地建筑结构的特点,并提出了相应的处理办法,以此仅供参考.关键词:地基处理;坡地;稳定性;结构设计1工程概况某建筑大楼地理位置由于地势较高,地形起伏较大。本工 程建筑面积2.5xlO*m2。按建筑功能划分为A区和B区,A区地 下1层,地上4层;B区地上6层。工程依山而建,A区3层、4层和屋面分别与B区茸层、2层、3层相连。由于受建筑功能布 置的限制,本工程A区和B区采取不分缝结构设计。2地基处理及基础设计2.I地质水文条件本工程拟建建筑场地地势较为陡峭,位于山坡中部,可能 存在山体稳

2、定性的安全问题;工程建设需开挖部分山体,也存 在山体稳定性的安全问题。根据国务院跳质灾害防治条例的 有关规定和岩土工程勘察规范(GB500212001【l】的规定,应 对场地的LIJ体稳定性进行专门的勘察和评价,对山体开挖、工 程施工及工程竣工后场地可能发生地质灾害进行评价。根据地 质灾害的评估结果,拟建场地所处区域范围内无影响场地稳定 性的不良地质作用,适宜作为建筑场地;但场地位于山前地带, 地质条件复杂,围岩护坡高度超过20m,在暴雨等极端天气条 件下可能存在滑坡和泥石流等地质灾害隐患田。本工程拟建场区地层上部为人工填土,其下为第四系坡积 物和岩层,自上而下分为4大层。第层为人工填土,主要

3、为灰 渣、砾石和建筑垃圾;第层为山前坡积物,风化程度很高,为 角砾含土,以坡积的碎石和角砾为主,砾径不等,菱角锋利,层 间夹有粉质黏土,土的含量不均:第层以下为岩层,为侏罗系 南大岭组的基性浅成或喷出岩浆岩一玄武岩;第层为强风化 玄武岩,岩体破碎,裂隙很发育,结构大部分被破坏;第层为 中风化玄武岩,裂隙发育,岩体较完整;第层为微风化一完整 玄武岩,岩芯完整。各层岩七地基承载力见表l。 强风化玄武岩 8.O。14.O 700 中风化玄武岩 未揭穿 2000勘察范围内未发现地下水,在进行建筑物基础设计和施工 时可不考虑地下水影响。2.2基础设计 从以上地质条件可以看出,第层和第层都是理想的持 力层

4、。A区地下1层3.9m高,为全地下室,基底标高处即为第 层和第层,为减少岩土开挖量,同时复核基础沉降差,A区采 用独立基础,基础持力层为第层和第层。取基础埋深1.Sin, 地下室底板设建筑配筋地面,可减少岩石继续风化。B区首层和2层均设有基础,且处于坡体台阶上部,没有全 地下室,岩体外露。根据勘察钻孔资料,B区采用独立基础,基础 持力层选定为第层中风化玄武岩。为避免地基风化和溶蚀,适 当加深基础埋深,取2.5m,同时做好地面排水设计。B区与A区交接处,存在9m高的岩石坡体。岩体以上的B 区基础的荷载可能对岩体产生不利影响。设计时采取以下主要 措施保证坡体以上岩体和建筑物的稳定:当B区基础底部岩

5、石 裂隙面的倾斜角度和倾斜方向背向A区时,岩体稳定受影响较 小,但由于基坑开挖对岩层的连续性和整体性可能破坏闭,仍有 整体失稳的可能,为增强B区基础的整体性和稳定性,独立基础 之间设置基础拉梁,并设置200ram厚的构造底板,加深与A区 相邻的基础的埋深,使基底应力扩散范围内无岩体临空面圄。当B 区基础底部岩石裂隙面的倾斜角度和倾斜方向朝向A区时,除 采取上述措施外,应对岩体进行处理,采用挡土墙和预应力锚杼 的永久性支护方案,既可以保证岩体和上部结构的稳定,又可以 保护岩体减少风化侵蚀。2.3岩石锚杆基础设计为增强独立基础承受水平力的能力,并提高基础与基岩的 整体性,在独立基础下设岩石锚杆,锚

6、杆采用dp32钢筋,锚杆孔 直径200ram,伸入第层中风化玄武岩不小于2000mm,采用 M30水泥砂浆灌浆,锚杆在独立基础内满足锚固长度要求。每个 独立基础下设不少于5根锚杆,锚杆问距不小于1200ram。单根 锚杆抗拔承载力特征值Rt为200kN,通过现场试验检验确定。3多个嵌固层的处理 一 由于受建筑功能布置的限制,本工程A区和B区采取不分 缝结构设计,A区和B区同为一个计算单元。A区地下1层全部 埋于地下,嵌固于首层,绝对标高63.400m;B区没有全部埋于地 下的楼层,嵌固于基础,而B区基础依地势分别位于B区首层和 2层,绝对标高分别为76.300m,80.700m。可见,本工程有

7、3个嵌 固楼层,而每个嵌固楼层仅对局部抗侧力构件进行了6个自由 度的约束。计算简化模型如图1所示。在A区地下1层设置全地下室, 在B区首层和2层设有基础的柱底、剪力墙底施加支座固接约 束。针对多个嵌周层,计算中采用与实际相符的计算模型,为验 证程序和模型的可靠性,同时采用PKPM和ETABS计算。从概念上把握结构的整体抗震性能,应该加强A区和B区 的整体性,充分利用B区两层局部嵌固对整体结构的有利影响: A区3层和B区首层、A区4层和B区2层均采用框架梁+厚板147"I:坐:丝:!些丝些!一一.一.!型些业型竺竺型目Im#的棱.k体系,"目m“JOE觞+配筋牢十小十o 0%

8、,j口强楼扳整 体忡和I癌地蠼山的能力。"Ak鲒构lIj.i,。F端均被嵌周.煎点心该叵丘m巾部扭转fi:J11.敞吐”时拒k诞离HK部甜加设剪力墒-以蝤加其抗*I转的能n,"BM甜构n】jf婴¨对蝇郇3联.m r A隧结构埘HuI.髓盘私怫喇“算站粜苹本吻舟。刳2为番层质心振动简州.-咀.喊部几层似穆轻小,醺明BM底部的嵌同时r 啦个持构晌钉和#响较大:j1苷岛撖型麻部几屠的位社辅人,遂 J二嘤址站掏扭转位移导致的。萋4依山半地下室的设计坡地建筑均依Lhm建,畦筑师槲据地势进行楼屠和功睦如 性.势盛m依tlI半地F帑.即4卣中币少“1向没有破冉I【=遗柏(邀B称

9、打岩l谭蚋的面为m坡mI。奉T稃AM甘埕、2展的束A9和n删槛Ti桃岩t造挡.而硝恻和南侧为IlI体为删坡 Im州抖.B区自屡、2堪怕京删和北侧垃有破鞘t避托,耐曲侧 剌m恻为LII休.为迎肚而。按照通常做法,在迎坡面抒X钢筋混微19h坫作为挡j墙.似足n样卅来两个¨腰:山于设盟的钳筋泄凝”蛐对十整十建筑不对称布盥.蛳i外埔%性饭九,斫 “睹成结构刚心一蝴心偏离鞋,结柯扭转Pt:瞎m十钳筋雠榭上外墙糟体直接接触,崭体振动接传蛤结构,M而健结构 在畦嘲皖卧i嘎9【牛确的水平地震,对站构产生牛4%嘲, 基于“r丹析.丰1“采取护坡与结构I件完金升离的殴计方遍<5上部结构的设计5l结

10、构选型L槐来Il牲磐一蚪墙观浅犍耗j。#柏林最,船架扎*蜓如女,剪力墙札窿等绍山特一镕i。52计算结果的分析m1一本I桂形体堑鲰.沁验“I算群睥幢耐的【lI柞性准墒性.车挫H时果川I'KI,M和EI"MtS¨算,“时"抖结粜 进行比较丹析。可褂:t?rABS计竹结粜与SATE ll S#缔粜吻e 轻奸.说明硅i的*掉橙础以故计扦蛄粜足一韶的6结语“坡地建靛4础畦计赫眦对场地稳定性进行W帖,埘十稳 定的场地应聚取措施侏坡怍咀l岩体目建筑物的稳定然 场地正泔域和抛d流危险,m11站坑"挖时岩层的垃续性和桂 林性“r能被破坏.口,肯祭佧失稳的-艋.仍f

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