斜山坡地建筑地基基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用研究

李海燕

廣西中盛建筑設(shè)計(jì)有限公司 廣西南寧 530022

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市人口居住需求日益增長(zhǎng)，建筑用地面積縮小，大多工程需建設(shè)在斜山坡地處，對(duì)建筑地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性要求更高。為確保斜山坡地建筑地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案更加專業(yè)可行，需要加大地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論研究力度，不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，確保此方案能夠在指導(dǎo)建筑工程有序開展中發(fā)揮出重要作用。

1 工程概況

以某建筑工程為例，該工程位于斜山坡地處，建筑面積共1.1萬(wàn)平方米。該建筑順上坡地形布置庭院，由上至下最高7層，采用人工挖孔灌注樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告顯示，該地斜山坡度為20°，山坡處具有不連續(xù)臺(tái)階，坡頂與坡底共計(jì)21.2米[1]。同時(shí)，該施工現(xiàn)場(chǎng)土層包括人工填土、殘余基礎(chǔ)、基巖結(jié)構(gòu)等，地質(zhì)環(huán)境十分復(fù)雜，需要做好該地區(qū)建筑工程地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，保障基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2 斜山坡地現(xiàn)場(chǎng)處理對(duì)策

因斜山坡地地勢(shì)情況不佳，如不進(jìn)行前期處理，將會(huì)嚴(yán)重?fù)p害到建筑工程全生命周期。因此在制定施工現(xiàn)場(chǎng)處理對(duì)策期間，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)人員需從以下幾方面入手。

整體穩(wěn)定性。在建筑施工現(xiàn)場(chǎng)斜坡土體下部主要為層片狀基巖結(jié)構(gòu)，中間為夾沙層，土體與巖土在長(zhǎng)時(shí)間受到建筑荷載、地震、填土等作用下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，嚴(yán)重者更會(huì)引發(fā)土體滑坡問(wèn)題，因此需要確保斜山坡地結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定。

局部穩(wěn)定性[2]。在斜山坡地建筑工程中，局部穩(wěn)定性主要體現(xiàn)在土體開挖后形成臨空臺(tái)階、導(dǎo)致原有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受損。如雨水滲透至結(jié)構(gòu)處，將會(huì)削弱坡面整體承載力。在巖石夾層受到雨水侵襲的情況下，也會(huì)導(dǎo)致坡地整體出現(xiàn)坍塌事故，嚴(yán)重?fù)p害到建筑工程建設(shè)單位及作業(yè)人員核心利益。

在明確斜山坡地地面及樓面標(biāo)高后，需要細(xì)致分析地形滑坡隱患問(wèn)題，滿足建筑地基結(jié)構(gòu)功能需求、形勢(shì)需求基礎(chǔ)上，控制填土挖方量，防止斜山坡地出現(xiàn)臨空陡坡問(wèn)題，確保建筑工程臺(tái)階施工工作順利開展。同時(shí)，在處理斜山坡地施工現(xiàn)場(chǎng)期間，還可應(yīng)用人工挖孔灌注樁方式，確保樁端能夠穿越到巖體破碎層，建筑結(jié)構(gòu)上部荷載力能夠轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定巖層內(nèi)，增強(qiáng)建筑地基結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。

將錨桿下放到坡體下層灰?guī)r內(nèi)，對(duì)斜山坡地整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，確保巖體破碎層能夠與基層連接為同一整體。在處理施工現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程中，相關(guān)單位還需做好地面排水工作，防止雨水下滲到地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)，對(duì)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響。

3 斜山坡地建筑地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在斜山坡地建筑工程施工過(guò)程中，會(huì)受環(huán)境、氣候條件、建設(shè)水平等各類因素影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力下降，嚴(yán)重影響到工程整體建設(shè)水平，因此為確保斜山坡地建筑工程高質(zhì)高效開展，需要采用合理方式準(zhǔn)確計(jì)算建筑荷載數(shù)值，明確建筑工程地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與其穩(wěn)定性之間的關(guān)系。具體來(lái)說(shuō)，斜山坡地建筑地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面。

計(jì)算出建筑物在地震荷載作用下產(chǎn)生的附加水平力，分析該水平力與邊坡穩(wěn)定性之間的關(guān)系。

針對(duì)斜山坡地各項(xiàng)力學(xué)性能，在建筑基礎(chǔ)處增設(shè)抗滑樁，切實(shí)提升建筑結(jié)構(gòu)整體承載力[3]。分析樁基礎(chǔ)受荷的情況，結(jié)合斜山坡地建筑樁基礎(chǔ)施工特征，構(gòu)建起雙參數(shù)本構(gòu)模型以及冪函數(shù)，對(duì)斜山坡地存在的邊界條件與受力特征進(jìn)行理論推導(dǎo)?；氐貐^(qū)調(diào)查資料，驗(yàn)證斜山坡地力學(xué)性能實(shí)施期間的可靠性。

斜山坡地建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)在受到水平作用力及豎向作用力情況下，需提升其抗水平承載力的8%~10%，保障建筑工程整體穩(wěn)定性。

在斜山坡地建筑工程地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的理論分析過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)假定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的正截面強(qiáng)度計(jì)算方式，推導(dǎo)出建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)橢圓形截面偏心受壓力以及非均勻配筋條件下的結(jié)構(gòu)承載力，確保建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)截面及配筋能夠得到合理設(shè)置。

計(jì)算建筑工程地基結(jié)構(gòu)準(zhǔn)橢圓形截面偏心受力樁承載值，在該承載值大于偏心受力情況下，則需將混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高到C30，承載力高度提高至3%。由于抗滑樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)不會(huì)較大程度影響大偏心受壓承載力，因此在使用抗滑樁期間，可以適當(dāng)控制混凝土強(qiáng)度等級(jí)，降低工程施工成本。

4 斜山坡地建筑地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在設(shè)計(jì)斜山坡地建筑地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)過(guò)程中，需要確保設(shè)計(jì)方案具有顯著的經(jīng)濟(jì)適用性與技術(shù)可行性，能夠切實(shí)保障建設(shè)工程穩(wěn)固可靠。

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要針對(duì)受外部擾動(dòng)力的斜山坡地穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評(píng)估驗(yàn)算，確保設(shè)置的抗滑樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)合理[4]。結(jié)合建筑平面、結(jié)構(gòu)形式及地質(zhì)條件等特征，對(duì)滑坡及局部微穩(wěn)定性狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)處理。在設(shè)計(jì)斜坡建筑工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)期間，還應(yīng)確保地基、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，能夠形成多層次穩(wěn)定空間結(jié)構(gòu)體系。

在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)嵌巖樁長(zhǎng)度期間，需要注重分析樁基礎(chǔ)底面高差以及基巖層之間的傾角關(guān)系。細(xì)致分析當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件特征，在基巖層傾角與山坡方向相同期間，需要順坡向各樁底面拉成斜面，防止出現(xiàn)樁基礎(chǔ)整體滑移問(wèn)題。不僅如此，地震區(qū)建筑工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注重分析地震負(fù)荷對(duì)坡體穩(wěn)定性帶來(lái)的影響，對(duì)建筑物進(jìn)行順坡布置，確保建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)穩(wěn)定性與設(shè)計(jì)要求相符。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，由于斜山坡地結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，在該地區(qū)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要做好基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化工作，將建筑沉降量控制在合理范圍之內(nèi)，最大限度提升建筑工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，控制工程施工造價(jià)。同時(shí)，在斜山坡地處建造高層建筑時(shí)，跨越臺(tái)階應(yīng)當(dāng)隨山建造，加強(qiáng)此部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管控力度，切實(shí)增強(qiáng)建筑工程施工質(zhì)量及效率。