針對坡地建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析

【摘要】就坡地建筑而言，其實(shí)為了應(yīng)
對如今城市用地緊張和有限的問題而產(chǎn)生
的，而其由于所處的位置是上坡土地這樣
一種具有自然獨(dú)特性的環(huán)境，而這種環(huán)境
也就必然導(dǎo)致了其在地基處理以及整個(gè)房
體建造中的難題。因此，為了將這種難題
有效地解決，作為在建筑施工建設(shè)中居于
基礎(chǔ)性地位的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其開始凸顯
著其重要作用。鑒于目前相關(guān)方面對坡地
建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容認(rèn)識得還不夠，
本文將緊緊圍繞著坡地建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)這
一中心主題，對其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、擋土墻設(shè)計(jì)
以及上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面展開論述。
【關(guān)鍵詞】坡地建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；可行性
前言
當(dāng)前，在我國社會經(jīng)濟(jì)以及城市化發(fā)
展進(jìn)程不斷推進(jìn)的深刻推動(dòng)之下，城市的
用地形勢日趨嚴(yán)峻，而就這樣一種嚴(yán)峻的
形勢而言，我們通常采用兩種方式進(jìn)行應(yīng)
對。其一，建設(shè)大量的地下建筑和高層建筑；
其二，在地勢不平坦的地方建建立起高樓，
而就這兩種方式而言，前者已經(jīng)在我國的
大中小城市的運(yùn)用中被證明是可行的，而
后者則是一種后來興起的建筑方式。不過，
這種方式在大多數(shù)丘陵地貌的城市或鄉(xiāng)村
中運(yùn)用較多。然而，就這種新型的建筑模
式和建筑方法來說，其具體實(shí)現(xiàn)起來卻并
非易事，因?yàn)槠渌�處的施工環(huán)境已經(jīng)直接
決定了其在設(shè)計(jì)和施工環(huán)節(jié)上的那種難度
和不穩(wěn)定性。因此為了有效應(yīng)對這一因素
的影響，我們需要加強(qiáng)對其相關(guān)結(jié)構(gòu)的分
析。
一、坡地建筑的特點(diǎn)
坡地建筑，作為一種建立在山坡土地
上的建筑，其與普通的平地建筑相比有著
自身獨(dú)特的特點(diǎn)，而也正是在這種獨(dú)特特
點(diǎn)的要求之下，其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及具
體施工上也表現(xiàn)出一種特殊性。由于坡地
建筑的底層高差較大，因此常見的接地的
處理方法有“吊層”和“掉層”，結(jié)構(gòu)上即
為架空、退階。“吊層”的處理可以避免大
面積開挖，保持坡地的原有地形，方便人
流通過連接道路與坡道或者樓梯入戶，這
種接地方式可節(jié)約建造成本。“掉層”的處
理可以將高邊坡逐階退臺，使其變成一段
段高差較小的平地，進(jìn)行建筑修筑，這種
方式雖然要造成大量開挖，但是此方法避
免了高邊坡的處理，而且在一段段平階上
也便于施工。
二、坡地建筑結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是整個(gè)坡地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中
一個(gè)較為重要的部分，該部分設(shè)計(jì)質(zhì)量高
低與否，對于整個(gè)坡地建筑結(jié)構(gòu)來說，具
有很高的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)
設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）要求，坡地建
筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn) ：①滿足上部
建筑的承載能力要求 ；②滿足上部建筑的
沉降變形要求 ；③滿足建筑整體穩(wěn)定性要
求。當(dāng)持力層埋藏較淺且分布均勻時(shí)，首
先考慮的是天然淺基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)傳至基
礎(chǔ)的荷載較小時(shí)，天然淺基礎(chǔ)是一種經(jīng)濟(jì)
合理的基礎(chǔ)形式，開挖深度小，工程造價(jià)
低。當(dāng)持力層埋藏相對較深，分布起伏變
化，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)的荷載較大時(shí)，淺
基礎(chǔ)承載力已不能滿足要求，此時(shí)可采用
人工挖孔墩基礎(chǔ)，成孔簡單，成墩質(zhì)量好，
造價(jià)低，即能提供足夠的承載力又有良好
的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)基巖埋藏很深時(shí)，人工開挖
需穿越較厚的巖土層，施工難度較大，建
議采用沖孔灌注樁、可適應(yīng)較深的持力層，
但工程造價(jià)相對較高。
三、坡地建筑結(jié)構(gòu)中的擋土墻設(shè)計(jì)
與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一樣，作為坡地建筑一個(gè)
十分重要的組成部分——擋土墻的設(shè)計(jì)也
是十分重要的。山區(qū)地形地質(zhì)條件千變?nèi)f
化，每個(gè)工程都有其特殊性。工程設(shè)計(jì)時(shí)
根據(jù)實(shí)際情況，因地制宜，力求達(dá)到擋土
墻建筑物的完美組合。通常坡地建筑擋土
墻設(shè)計(jì)做法有兩種 ：
（1）考慮擋土墻與主體結(jié)構(gòu)分開。該
做法受力明確，并有利于室內(nèi)防水及防潮，
但擋土墻單獨(dú)設(shè)置會增加巖石的開挖量，
延長工期并增加工程造價(jià)，而且擋土墻與
主體結(jié)構(gòu)分開施工會使施工周期加長，同
時(shí)由于擋土墻單獨(dú)設(shè)置建筑使用空間變小，
不符合業(yè)主要求。
（2）結(jié)合主體結(jié)構(gòu)布置擋土墻。該做
法將擋土墻與相應(yīng)部位主體結(jié)構(gòu)聯(lián)合設(shè)計(jì)，
底板、頂板及擋土墻等組成合理的空間結(jié)
構(gòu)，可避免方案（1）的缺點(diǎn)。擋土墻要有
足夠剛度，使墻身在土壓力作用下不發(fā)生
移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。但上部結(jié)構(gòu)整體分析時(shí)應(yīng)計(jì)
入水平土壓力的影響。
擋土墻設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求 ：
（1）擋土墻強(qiáng)度計(jì)算。在靜止土壓力
及水壓力作用下，擋土墻計(jì)算模型按 1m 板
帶寬度，上端簡支、下端固定的單向板進(jìn)
行計(jì)算，土壓力按靜止土壓力取值，K取0.5。
滿足強(qiáng)度、撓度、裂縫等要求。在遇扶壁
柱處構(gòu)造加強(qiáng)橫向鋼筋布置防止開裂。
（2）結(jié)構(gòu)剛度要求。通過在框架柱位
置設(shè)置鋼筋混凝土扶壁柱和增大地下室頂
底板厚度的辦法來加大擋土墻的剛度。在
擋土墻高度范圍內(nèi)框架柱截面高度取擋土
墻厚的兩倍。
（3）抗滑移及抗傾覆驗(yàn)算。擋土墻在
覆土、墻身自重、上部結(jié)構(gòu)自重、及土壓力、
水壓力共同作用下，其穩(wěn)定性應(yīng)滿足規(guī)范
要求。在抗滑移和抗傾覆的計(jì)算中可計(jì)及
上部結(jié)構(gòu)與擋土墻一體的有利影響。由于
擋土墻內(nèi)側(cè)為地下室，不能直接設(shè)置泄水
孔，因此在擋土墻背面底部及中部設(shè)置排
水盲溝，沿?fù)跬翂�順坡�?dǎo)入地下室外側(cè)邊
溝。
四、坡地建筑結(jié)構(gòu)中的上部設(shè)計(jì)
當(dāng)然，就坡地建筑結(jié)構(gòu)中的上部設(shè)計(jì)
而言，其在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)中也占據(jù)著很高
的地位，而這種地位實(shí)際上也就需要我們
將各類因素綜合全面地考慮進(jìn)來。由于擋
土墻與主體結(jié)構(gòu)是整體設(shè)計(jì)的，主體計(jì)算
時(shí)應(yīng)考慮側(cè)向土壓力的影響，根據(jù)理正軟
件取 1m 板帶寬度擋土墻按上端簡支下端
固定模型計(jì)算出上端的支座反力，再乘以
框架柱的水平受荷寬度，得出集中力，以
節(jié)點(diǎn)水平荷載的形式輸入框架柱頂節(jié)點(diǎn)
上，在擋土墻支座處樓面應(yīng)按彈性板輸入
參與結(jié)構(gòu)整體的計(jì)算分析。在擋土墻支座
處樓面一至二跨內(nèi)應(yīng)適當(dāng)增加板厚并雙層
雙向配筋。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除滿足承載能力極限
狀態(tài)外，還需滿足正常使用極限狀態(tài)。對
建筑物可能產(chǎn)生危害的因素，除在重力荷
載、豎向荷載作用下地基不均勻沉降引起
建筑開裂、傾斜等外，在水平荷載（風(fēng)荷
載、地震作用等）作用下也會產(chǎn)生局部失穩(wěn)、
滑坡等破壞。綜合考慮這些不利因素，在
進(jìn)行上部建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取以下措施 ：
（1）選擇建筑場地時(shí)應(yīng)盡量避開不穩(wěn)
定的邊坡，結(jié)構(gòu)的抗震性能需嚴(yán)格的構(gòu)造
措施和施工質(zhì)量給予保證。
（2）由于山地建筑豎向剛度不規(guī)則，
扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯，設(shè)計(jì)時(shí)底部應(yīng)加強(qiáng)，從概
念設(shè)計(jì)上重視并采取必要的抗震措施，避
免出現(xiàn)短柱和上剛下柔的情況。
（3）設(shè)置防震縫。在建筑高差變化較
大處設(shè)置防震縫，在底層連廊與主體結(jié)構(gòu)
間設(shè)置防震縫，均可有效地減少地震作用、
溫度變形、不均勻沉降等造成的不利影響。
（4）加強(qiáng)上部與基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)。采用墩
基礎(chǔ)的形式可減少建筑不均勻沉降的程度，
在建筑底層人工挖孔墩的承臺間設(shè)連系梁，
將各墩、柱相互牽制連為一個(gè)整體而共同
工作，可有效傳遞水平力，避免因個(gè)別墩
失穩(wěn)或失效而引起建筑整體破壞。
（5）變形觀測。加強(qiáng)監(jiān)測地基在建筑
施工過程的不同階段因加載的變化引起地
基的變形（沉降、滑移）情況，檢查邊坡
的穩(wěn)定性，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，采取必要
的處理措施。
五、結(jié)語
經(jīng)過上文的分析和介紹，我們對坡地
建筑的特點(diǎn)，坡地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)
設(shè)計(jì)、擋土墻設(shè)計(jì)以及上部設(shè)計(jì)等幾個(gè)方
面的內(nèi)容有了一定的了解，從中我們可以
深刻地認(rèn)識到，面臨著如今城市用地不斷
緊張化的深刻現(xiàn)實(shí)，如何將這種坡地建筑
的建設(shè)步伐有效地加快，無論對于整個(gè)建
筑施工界，還是對于整個(gè)城市發(fā)展來說，
都有著十分關(guān)鍵的意義。然而，就坡地建
筑來說，由于其所處的環(huán)境是具有一定坡
度的不平坦地域，而這種不平坦地域也就
直接導(dǎo)致了其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的復(fù)雜性。
就如文中所提到的那樣，無論是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，
擋土墻設(shè)計(jì)還是上部設(shè)計(jì)，其實(shí)際上都需
要我們各方面給予足夠重視。
參考文獻(xiàn)
[1] 王麗萍 . 山地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)地震動(dòng)
輸入與側(cè)向剛度控制方法 [D]. 重慶 ：重慶
大學(xué)，2010.06