坡地高层结构设计应注意的几点问题

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:张强
[导读] 摘要:近年来,我国的建筑事业快速发展,在具体建筑工程建设当中,经常会面临到不同的地势环境。
        广东呈斯意特建筑设计有限公司
        摘要:近年来,我国的建筑事业快速发展,在具体建筑工程建设当中,经常会面临到不同的地势环境。其中,坡地即是建筑施工中较为常见的地势类型,需要能够结合坡地特点体现出建筑的效果与功能。在本文中,将就坡地高层结构设计应注意的几点问题进行一定的研究。
        关键词:坡地高层结构;设计;几点问题;
        1 引言
        在建筑工程建设当中,经常会面临到不同的地形情况,其中,坡地可以说是较为常见的情况,一般情况下,只要施工区域具有坡,坡度在3%以上,无论是丘陵还是山则都可以称之为坡地。为了保证工程建设质量,则需要能够在此当中做好设计重点的把握,更好的满足建筑建设需求。
        2 工程概况
        我国南部城市某建筑工程,具有较高的地势以及较大的地形起伏。根据功能情况,可以将其分为A、B两个区域。其中,A区地上17层,地下1层。B区地上11层。工程附近有山,A区3、4与B区2、3层连接。受到功能布置方面因素的限制与影响,在工程A、B区当中,对不分缝设计方式进行使用。工程处于7度区,II类场地,是一种标准丙类建筑。为了保证建筑结构安全性,对两道防线进行设置,使用框架剪力墙现浇混凝土进行施工,其中剪力墙、框架的抗震等级为二级。
        3 水文条件
        在该工程当中,建设目标区域底层上部位置为人工填土,下方为岩层与四系列坡积物,从上到下分为:第一层,人工填土,包括有砾石、建筑垃圾与灰渣;第二,山前坡积物。具有较高的风化程度,主要为角砾与碎石,具有不同大小的粒径以及锋利的棱角,层间具有粉质黏土的,且具有不同的土含量;第三层,强风化玄武岩,列席发育、岩体破碎,大部分结构受到破坏;第四层,中风化玄武岩,岩石整体较为完整,裂隙发育;第五层,微风化玄武岩,具有完整的岩芯。
        4 应注意的问题
        4.1 基础设计
        从工程地质情况可以了解到,在该施工区域当中,3、4层持力层较为理想。在建筑建设当中,A区地下部分高度为3.9m,全部为地下室,基底标高位置为3、4层。为了能够对岩土开挖量进行减少,做好基础沉降差的复核,该区建筑使用独立基础,局部位置使用到筏板基础,3、4层为基础持力层。在施工中,将基础埋深1.5m并在底板位置设置结构配筋地面,能够对岩石进一步风化起到控制的作用【1】。
        B区方面,在坡体之上,无全地下室,岩体存在外露的情况。结合勘察资料可以了解到,B区应用了独立基础,基础持力层为4层中风化玄武岩。为了避免地基出现溶蚀以及风化的情况,需要对基础埋深进行适当的加深处理,做好地面排水工作。
        在A、B交接位置,具有高度9m的岩石坡体。其中,岩体以上基础荷载情况的存在有可能对岩体产生不利的影响。在实际设计时,为了保证坡体上建筑与岩体在稳定性方面具有好的表现,对上述方式进行使用:第一,B区基础底部岩石裂隙面倾斜方向、角度背向A区时,岩体在稳定性方面将受到较小的影响,但在基坑开挖时,可能会破坏岩层的整体性与连续性,并因此有可能存在整体失稳的情况。为了对B区基础稳定性、整体性进行强化,在基础间设置基础,设置厚度200mm的构造底板,对相邻A区的基础埋深进行加深处理,以此保证基底应力扩散范围当中,不存在岩体临空面。如B区基础底部岩石裂隙在倾斜的方向、角度朝向A区,在对上述措施进行应用的同时,也需要处理好岩体,对预应力锚杆与挡土墙的支护方案进行使用,该方案具有有就行特点,能够在保证上部结构、岩体稳定性的基础上,对岩体本身进行保护,降低风化侵蚀几率【2】。


        4.2 锚杆基础设计
        为了对独立基础水平力的承受能力进行强化,对基岩、基础整体性进行提升,确定在工程独立基础下对岩石锚杆进行设置,使用+32钢筋材料为锚杆,孔直径200mm,将其伸入到四层风化玄武岩当中,保证深度在2000mm以上。同时,对M30水泥砂浆灌浆材料进行使用,保证在独立基础内,能够对锚固长度需求进行满足。对于不同独立基础,需要设置5个以上的锚杆,做好间距的控制,保证在1200mm以上,对于单根锚杆,需要保证其抗拔承载力为200kN,保证能够经过现场检验通过【3】。
        4.3 地下室设计
        对于坡地建筑来说,依山而建,在实际建设当中,需要结合地势情况做好功能以及楼层布置。该情况的存在,则将出现半地下室情况,在4面当中,有一面没有被岩土遮挡。在该工程当中,A区1、2层的北侧、东侧位置没有受到岩土的遮挡,西部与南部存在山体。B区方面,东侧、北侧以及1、2层没有被岩土遮挡,西南侧同样为山林。根据一般方式来说,需要能够在迎坡面对混凝土外墙进行设置,以此起到挡土墙的效果。但对于该方式来说,也存在一定的问题:第一,在钢筋混凝土外墙设置当中,使建筑在布置方面存在不对称的情况,同时,因外墙具有较大的刚度,也将因此使结构质心、刚心间具有较大的偏离,存在严重的结构扭转问题;第二,对于钢筋混凝土来说,其外墙直接接触岩体,该情况的存在,则会使岩体振动将直接对结构进行传递,以此使结构当中的相关层级受到不同的水平地震力,也将因此对整体结构造成不良影响。从该方面考虑,在该工程建设当中,对结构与护坡完全分离的设计方式进行使用,能够有效实现上述问题的规避。
        4.4 控制层刚度比
        在建筑建设当中,层刚度比与层刚度是其中的关键参数。在层刚度计算当中,主要的方法有层间位移与层剪力比值、抗弯刚度以及剪切刚度方法。层刚度比能够对不同层级的刚度分布情况进行判断。扭转控制原则方面,根据相关规定要求,即楼层最大弹性水平位移。大于楼层弹性水平位移均值的1.2倍。在实际设计当中,需要能够做好结构扭转位移的控制,保证在地震作用下,结构在抗扭方面能够满足抗震需求【4】。
        4.5 嵌固层处理
        在实际工程建设当中,受到功能布置方面限制因素的影响,AB两个区对不分缝结构设计方式进行使用,同时为一个计算单元。其中,A区地下1层全部处于地下,在首层嵌固,绝对标高为62m,B区没有楼层全部处于地下,在基础上嵌固,根据地势基础处于1、2层位置,绝对标高分别为75m以及79m。
        在A区地下1层,具有全地下室的设置,在B区1、2层具有基础剪力墙、柱底的设置。对于多个嵌固层,在实际计算当中,需要做好计算模型的应用,保证能够满足实际需求。为了对模型、程序的可靠性进行验证,同时对ETABS以及PKPM方法进行使用,从概念上做好结构整体抗震性能的计算,需要对A、B区的整体性进行增强,对B区两层局部嵌固情况可能对整体结构产生的有利影响进行利用。A区方面,其上下端被嵌固,需要能够对中部扭转作用进行防范,对此,在设计中,需要在远离B区位置做好剪力墙的设置,以此使其在抗扭转能力方面具有好的表现。
        5 结束语
        在建筑工程建设当中,经常会面临到不同的地形情况。在坡度地形建筑建设中,需要能够充分把握坡度特点,结合需求做好技术的应用与把握,保证工程建设质量。
        参考文献:
        [1]王凯.高层建筑结构设计应注意的几个问题分析[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(22):
        [2]耿红梅.高层建筑结构设计应注意问题分析[J].商品与质量,2016,(18):119.
        [3]唐勇诚.高层建筑结构设计中应注意的问题分析[J].建筑工程技术与设计,2014,(11):100-100.d
        [4]孙立新,林毅.高层建筑结构设计中应注意的问题分析[J].中国房地产业,2011,(4):244.
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