坡地建筑的基础设计

摘 要：随着我国建设事业的不断发展,建筑用地愈来愈紧张,将建筑设施建立在坡地之处能够缓解建筑用地的压力.所以现在越来越多的建筑是建在坡地上的.本文通过对阳朔碧莲江景大酒店基础设计的详细分析,论述了坡地建筑基础设计需要考虑的问题.

关 键 词：坡地建筑；坡地利用；挡土墙；基础设计

1.前言

选择坡地作为建筑场地可以缓解我国建筑用地的压力.但将建筑建造在需要考虑的问题较一般平地上建造建筑要多.由于坡地的地形、地貌以及工程地质条件比较复杂,所以在这种场地上建造的建筑其基础设计具有一定的特殊性,本文根据工程实例阐述坡地建筑基础设计的合理性.

2.工程概况

阳朔碧莲江景大酒店坐落于“山水甲桂林”的阳朔碧莲峰下,漓江之滨,是一所融合山水之美及广西浓郁的少数民族地方建筑特色、按国家五星级饭店标准设计建设的高档豪华酒店,有客房333问,总用地面积为20295m2,结构形式为框架结构.该酒店的建筑设计效果图如图1所示.

工程项目场地虽然环境优美,交通便利,但是地理位置比较敏感,地形复杂,建筑用地与漓江江面具有12m高程差.为了充分尊重原生地貌和水体,其主体的设计方案为：充分利用场地与江面的高程差,在地下一层设计了酒店的多功能厅、中餐厅、康乐用房等公共用房以及机电室等后勤用房；地面以上的客房楼结合坡地,为了降低建筑实际高度,采用多栋分散、垂直于江面的退台式布置设计,楼栋间连接体纵深后退并做虚化处理.基础设计采用了掉层、退台、架空、吊脚等形式使建筑的基础与坡地相连接（见图2）.

3.坡地的利用

复杂坡地的工程地基大致可以分为以下三种情况：对于坡地坡度较缓,坡度为3～10°时,可以采取自然放坡；坡地坡度为10-25°时,可将坡地修整为局部平地,并在建筑场地的采取防护措施,如设置挡土墙及支护桩等；坡地具有较大的坡度时,根据工程项目的实际情况以及使用的要求,可以将整体的工程进行灵活的分隔处理,分隔成几段台阶式的地段,然后在建筑的内部设置挡土墙结构.坡地的开发利用与保护关系见表1.

本工程地基坡度根据地勘报告判定为中缓坡地基.

4.挡土结构设计

4.1合理确定挡土墙布置方式

在坡地上建造房屋,其建筑场地通常都需要用挡土墙将场地周边的土体支挡以进行基础施工.挡土墙的平面布置形式主要有三种：直线形、折线形和弧形.在这些形式中比较常用的是直线形挡土墙,但是在建筑工程中应根据场地地质,周边环境及地下管道的敷设情况而选择挡土墙的平面形式,其选择的原则是减少挖填土方量以及有利于增加挡土墙的整体刚度.本工程选用的是直线形挡土墙.

4.2挡土墙结构的形式

4.2.1重力式挡土墙

重力式挡土墙靠自身重力平衡土体,一般型式简单、施工方便,但所需的施工场地较大.依据墙背型式不同,其种类有普通重力式挡土墙、不带衡重台的折线墙背式挡土墙和带衡重台的折线式挡土墙.

4.2.2锚定式挡土墙

锚定式挡土墙属于轻型挡土墙,通常包括锚杆式和锚定板式两种.锚定式挡墙主要由预制或现浇的钢筋混凝土立柱和挡土板构成墙面、与水平或倾斜的钢锚杆联合作用支挡土体,靠埋置土体中的钢锚杆的抗拉力拉住立柱保证土体稳定.

4.2.3薄壁式挡土墙

薄壁式挡土墙是钢筋混凝土结构,包括悬臂式和扶壁式两种主要型式.悬臂式挡土墙由立壁和底板组成,有三个悬臂,即立壁、趾板和踵板.当墙身较高时,可沿墙长一定距离立肋板（即扶壁）联结立壁板与踵板,从而形成扶壁式挡土墙.

4.2.4加筋土挡土墙

加筋土挡土墙由土体、土体中的拉筋以及墙面板等三部分组成的挡土结构.它是通过土体与拉筋问的摩擦作用把土的侧压力削减到土体中从而起到稳定土体的作用.

4.2.5其它挡土墙

其他挡土墙还有柱板式挡土墙（沿河路堤及基坑开挖中常用）；桩板式挡土墙（基坑开挖及抗洪中使用）；垛式挡土墙（又称为框架式挡土墙）等等,在此不再一一叙述.

4.3挡土墙结构的设计

当选定挡土墙的布置形式后,即可对其进行相关的结构计算.在计算时所需要考虑的作用包括土压力（主动土压力）以及填土或原坡土体可能产生的滑动推力和填土上的建筑设施荷载作用,具体的分析和计算应根据场地的实际情况进行.本工程根据场地的地质条件在施工期间采用的是直线形重力式挡土墙,根据国标重力式挡土墙设计图集选用.

5.基础设计

5.1坡地基础设计一般规定

坡地基础设计首先应分析认定设计条件.即在自然条件下有无滑坡现象和影响场地稳定的断层、破碎带等；在建设场地的周围有无不稳定的边坡；施工过程中因挖方、填方、堆载和卸载等对山坡稳定性的影响；地基内的岩石厚度、基岩面的起伏及有无影响地基稳定性的临空面；有无出现危岩崩塌、泥石流等不良地质现象的可能性；地面水、地下水对地基和场地的影响.

5.2坡地的基础形式

根据建筑工程的结构形式、基础受力情况、场地土层的厚度及其承载力情况,坡地基础可采用无筋扩展基础、有筋扩展基础、柱下条形基础和桩基础等.还可以利用复合地基作为坡地建筑基础的持力层.

5.3基础设计简介

阳朔碧莲江景大酒店工程采用多栋分散形式,多为2-5层建筑.在进行基础设计时,依据依山就势的原则,根据地形的不同标高,将整个工程基础分成为三个部分,各部分的地底标高分别为-9.0m,-7.2m和-5.6m.根据柱底的内力及地基持力层情况,基础采用了柱下梁板式钢筋混凝土筏基,柱下钢筋混凝土独立柱基及地下室侧墙下钢筋混凝土条形基础.基础持力层根据场地土层分布及土层深度,选用了硬塑状红粘土承载力特征值为fak等于200kPa、硬塑粘土承载力特征值为fak等于180kPa和可塑粘土承载力特征值为fak等于140kPa作为该工程基础的持力层.不同基底标高的基础之间的距离均满足基底土应力扩散角的要求.

6.结语

综上所述,碧莲江景大酒店属于坡地工程,其基础设计不仅能够满足建筑功能的要求,而且由于充分考虑了其坡地的基础的特点,挖填方量都较小,基础工程的成本相对较低,并且施工工期比较短,具有良好的经济效益和社会效益,该工程获得国家优秀设计三等奖.因此,在进行坡地建筑基础设计时,应根据场地的实际情况,结合地形地质条件及使用要求,做出合理的基础设计方案,方能取得良好的经济效益.

0107;建筑设计,施工图审查工作,1982年至今,在桂林市建筑设计研究院工作,其间,1993年任建筑师,1998年任高级建筑师,所设计的工程多项获得省级优秀工程设计奖及入选中青年建筑师作品集.