坡地建筑结构设计的关键问题与应对措施
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坡地建筑结构设计的关键问题与应对措施
摘要 部分建筑受到地理位置限制,需要建设在坡地上。因山坡区域地质情况特殊,且地势具有一定的起伏性,也因此对结构设计带来了一定的难度。在本文中,将就坡地建筑结构设计的关键问题与应对措施进行一定的研究。
关键词:坡地建筑;结构设计;应对措施;
1 引言
坡地建筑是较为常见的建筑类型,能够在与自然有效结合的基础上,对土方的开挖量进行减少。在山地城市当中,更是因市内用地紧张而需要大量应用坡地建设建筑。受到地势与地质因素的影响,结构设计则成为了坡地建筑建设当中的要点,而地基基础更是结构设计当中的重中之重。对此,即需要能够充分把握要点,以科学措施的应用做好应对,满足建筑的建设需求。
2 案例概述
我国某酒店工程,依山傍水建设,建设区域为丘岗地貌,处于边坡边缘,下卧基岩裂隙发育,存在一定的破碎情况,对于建筑抗震具有一定的不利作用。在建筑地基设计当中,需要重点考虑的因素有:第一,在自然条件当中,建筑厂区是否存在断层破碎带、是否存在滑坡情况;第二,在施工当中,堆载、挖方、填土等情况对山坡稳定性所产生的影响;第三,岩溶发育程度以及地基的不均匀性;第四,泥石流、崩塌等地质灾害发生的可能性。
3 关键问题与应对
3.1 基本情况分析 在建筑所处区域,整体地势较为陡峭,处于上坡当中,并因此可能影响到山体的稳定性。同时,工程建设需要对部分山体进行开挖处理,也因此存在安全隐患。经过对场地稳定性开展的评价,所处结构不存在活动断层,为相对稳定区,适合作为建筑建设的场地,但所处区域为山前地带,具有复杂的地质条件,在极端天气当中有几率发生泥石流与滑坡灾害。地质构造方面,场所处于相对稳定性,但处于丘岗区域,周边具有较大的坡度,也可能因此影响大建筑建设。经过项目勘查,发现地下水主要为裂隙水与孔隙潜水,其中,孔隙潜水主要在局部厚填土孔隙中存在,裂隙水则处于底部基岩裂隙当中,在赋水性方面存在不均匀的情况,近3年来最高地下水位可以根据整平场地后地表下1m考虑。场地环境为II类,场地土、地下水与地表水对混凝土存在微腐蚀性,可能会对结构钢筋产生腐蚀作用。
3.2 重点问题设计
3.2.1 地下室设计
坡地建筑处于依山而建的状态,在根据地势布局功能与楼层时,则会出现半地下室的情况。如果在迎坡面设置混凝土外墙,将会与整个建筑处于不对称状态,同时外墙具有较大的刚度,也因此使结构质心与钢心间存在偏离的情况,使结构存在严重的扭转。因混凝土外墙与岩体间具有直接的接触特点,当岩体发生振动时,则会直接传递给结构,使结构在嵌固层上受到水平的地震力,因此影响到结构稳定性。从该方面分析,工程按照完全分离结构主体的方式进行设计,在陡坡最高处使用重力挡土墙,同时在与岩体接触位置以永久支护的方式进行处理。
3.2.2 基础设计
以地质情况为基础,可以应用浅基础方式,以浅层粉质黏土为持力层 ,局部基岩浅埋区域,则以风化岩为持力层。对于填土厚度较大的地段,可以结合实际进行换土垫层处理,在复合地基处理完成后,作为建筑浅基础持力层进行使用。当建筑处于不同状态持力层时,需要调整深宽,强化整体刚度,避免发生不均匀沉降的问题。当建筑处于土岩结合位置时,需要在地基位置做好褥垫层的设置,加大基础宽度。在该工程建设当中,西侧与北侧主要为岩质边坡,高程在28-60m之间,相对高差较大,坡度在10°至30°之间,岩层裂隙发育,存在强烈的风化情况,且存在地下水活动,因此影响到边坡的稳定性。同时,场地建筑以阶梯状分布,在实际设计当中,需要能够科学支护开挖形成的边坡,避免其发生失稳的情况。此外,在设计中也需要结合地质条件做好挡墙形式的确定,以科学方式做好护坡处理。
3.2.3 建筑边坡加固
在设计建筑基础前,需要科学评估场地稳定性,如果经过评估不稳定,需要积极采取措施保证建筑与岩体具有较好的稳定性。在场地当中,虽然不存在泥石流与滑坡等危害,但在开挖基坑时也将在一定程度上影响到岩体的稳定性与整体性。同时,山体建筑边坡在实际施工当中也有可能发生事故情况,需要结合实际做好边坡加固技术的应用,科学确定加固方式,最大程度降低问题发生几率。如可以使用重力式挡墙进行加固,这可以说是经常应用到的支护结构,适合应用在边坡高度8m以下的基础位置。挡土墙在建设中,经常发生的事故类型包括有局部垮塌、整体滑动破坏、整体垮塌与变形过大等问题。对于不同类型的事故,可以结合原因与性质做好对应加固方式的使用。如可以通过抗滑桩的设置解决问题。对于因坡脚开挖、爆破振动导致的局部破坏问题,可以新建恒重式、重力式挡土墙进行加固处理。如挡土墙在抗倾覆与抗滑稳定系数方面存在不足,则可以对土体做好灌浆加固处理,也可以通过局部截面增大的方式做好其加固处理,也可以应用树根桩法实现加固效果。
3.2.4 配套措施
在具体边坡加固当中,其是一个系统性工程,需要对多因素作用进行考虑。在实际岩土边坡加固当中,具有着多方面的配套措施,包含有结构加固配套、水文气候与岩土工程本身等因素。在工程建设中,注浆技术是一个好的选择,能够对岩土特性进行改善,提升岩土体的稳定性与强度。也可以结合实际设置排水与防水措施,以此对水力作用存在可能对岩土体产生的不利作用进行减轻。此外,也需要做好坡顶的削坡减载工作,也对于结构稳定性控制具有积极的意义。
4 结束语 在现今建筑建设当中,在坡地建设是较为常见的一种情况,也对于结构设计具有着较高的要求。在上文中,我们对坡地建筑结构设计的关键问题与应对措施进行了一定的研究。在实际工作开展当中,需要提前针对场地稳定性做好全面科学的评估工作,对于所发现的问题要以针对性方式做好应对,做好强化措施的应用,切实提升岩体与建筑的稳定性与整体性。
参考文献
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