摘要：所谓坡地建筑，就是指的那些在高差较大的坡地地形上进行兴建的建筑物，其最大的特点是建筑物底部的嵌固端不在同一个水平面上。将坡地修整成为多个连续的台地，在各个台地上兴建多高层建筑，已经成为了缓解当今土地资源紧张问题的主要举措，同时这也是塑造良好建筑环境的积极尝试。不过，由于坡地的地形地貌比较特殊、地质条件比较复杂，所以在上面兴建建筑物的难度也较大，对建筑结构设计的要求非常高。基于此，本文就从坡地建筑结构设计展开分析。
关键词：坡地建筑；结构设计；要点
1、坡地建筑设计的重要环节
首先，坡地建筑设计要发挥坡地山体应有的特性，将平地建筑的一些条件和设计的元素强加在坡地建筑里面，创造坡地建筑，提供一些另类的居住空间和居住的环境给购房人士。第二，处理好容积率，容积率对开发商来说是一个最大的限制因素，容积率直接确定了产品的形态。第三，建筑风格与山体相融合，创造一些真正优美的居住环境。第四，雨水的收集，山体的排洪，在坡地建筑规划的最早期，就必须及时关注雨水的收集，山体的排洪，将技术上必须使用的排洪沟转为有利环境绿化的一部分。第五，通风防潮问题解决，一般采用把山体和建筑的外墙托开，不是做在一起。第六，消防车的问题，最早期的时候就要考虑走消防车的道路坡度。如果以后再加上去的话，就会影响到整个规划。第七，噪音问题可以用很多办法解决。
2、坡地建筑结构设计的要点
2.1坡地建筑结构的基础设计
根据建筑地基基础设计规范，要求坡地建筑基础设计应满足以下几点：满足上部建筑的承载能力、满足上部建筑的沉降变形要求、满足建筑整体稳定性要求。基础上部结构传至基础的荷载较小时，天然浅基础是一种经济合理的基础形式，开挖深度小工程造价低。当持力层埋藏相对较深，上部结构传至基础的荷载较大，采用人工挖孔桩基础成孔简单成桩质量好造价低，提供足够的承载力和良好的经济性。为了防止不均匀沉降，建筑抗震设计规范规定同一结构单元基础不宜设置在性质截然不同的地基上，但在山坡地区当基岩面起伏较大时，不可避免选择多种土层作为其持力层，造成不均匀沉降，严重的会导致建筑结构的破坏，可在基础与岩石接触区域采用褥垫层进行处理。
另外，对于坡地建筑的处理中的配套措施，也需要引起足够的重视，边坡的处理是比较系统的工程，因此岩土的边坡处理的配套措施也是多方面的，包括对岩土工程本身加固配套技术，结构的加固中所需的配套技术，水文及气候等很多方面的因素。坡地建筑的边坡处理的配套措施具体要求有：实行注浆技术，以改善坡地岩土的特性，从而提高坡地地基的强度，使其更加稳定；也可增设防水和排水等措施，从根本上消除或者减少水力侵蚀的作用；进行坡顶的削坡方法，从而减轻岩体的压力。
2.2坡地建筑的挡土墙设计
坡地建筑中设计好挡土墙的意义重大，是影响到上部结构设计的关键。挡土墙的设计及施工中都应遵循安全、经济、合理的原则，要求因地制宜以取得最好的社会效益。挡土墙设计应满足以下要求，第一挡土墙强度计算在静止土压力及水压力作用下，挡土墙计算模型按板带宽度上端简支下端固定的单向板进行计算；第二土压力按静止土压力取值，在挡土墙高度范围内框架柱截面高度取挡土墙厚的两倍；第三，在挡土墙背面底部及中部设置排水盲沟，沿挡土墙顺坡导入地下室外侧边沟，经过综合的分析比较确定挡土墙的最终方案。
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2.3坡地建筑的上部结构设计
坡地建筑具有先天的不规则性，需增强其抗震性能，采用长短柱将坡地架空短柱易发生剪切破坏，河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时，除保证其在地震作用下的稳定性外，尚应估计不利地段对设计地震参数可能产生的放大作用。综合考虑不利因素在进行上部建筑结构设计时应采取以下措施，第一选择建筑场地时应尽量避开不稳定的边坡结构，第二抗震性能需采取严格的构造措施和施工质量给予保证，第三要设置防震缝减少地震作用温度变形不均匀沉降，第四要加强监测地基在建筑施工过程的不同阶段因加载的变化引起地基的变形，及时发现隐患采取必要的处理措施。
3、实例探析坡地建筑基础结构设计
3.1工程概况
本工程位于某坡地上，为商住楼，结构类型为框架-核心筒，总面积是2.8万㎡，一共27层，底部两层为吊层，建筑的总体高度为97.2m。本工程基准期的基本风压是0.30kN/㎡（当建筑主体高度超过60m时，承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用）；地面粗糙程度为B类，该建筑物的体形系数为1.4，但是由于该建筑工程位置在坡地，因此还需要对其坡顶的地形条件修正系数进行规范的考虑。该建筑方针设防烈度设为遇度，基本的地震及速度设计为0.05g，场地设计中将地震分组设为第一组。场地的类别为域类，其特征周期是0.35s，建筑的结构阻尼比为0.05，水平地震的影响系数的最大值为0.04。下面本节主要对该工程中的地基基础结构设计部分进行论述。
3.2基础结构选型
根据地质勘查报告，结合实际设计情况，该工程的基础选型如下：框架柱采用桩基础，而核心筒部分则采用平板式筏基。桩基础采用人工挖孔桩，其基础要完整嵌入中风化岩层。按照相关规定确定嵌岩桩单桩竖向极限承载力的标准值、设计值以及嵌入中等风化基岩的深度，对于相邻的有高差的桩基，应保证其刚性角小于等于45°。
3.3掉层部分结构设计
由于该建筑要有依山而建的效果，加上该坡地建筑的假定模型和现有的软件模拟结果不一致，所以本工程采用了特殊的设计处理方法，将模型和真实边界条件进行吻合，具体处理方法如下：
3.3.1该工程的岩石状况基本稳定，不经过开挖就可以直接达到稳定持力层的效果，因此需一直向下开挖不掉层的柱下桩孔，从而保证各个桩的桩底齐平。
3.3.2在进行桩的浇筑时，要保证桩顶在同一标高上，然后进行竖向构件插筋预留（不能回填位于桩孔中的柱子的填料，避免出现不等高嵌固的情况）。
3.3.3吊层部分的竖向构件要通过拉梁与坡上基础连接，然后通过非吊层的柱子和水平拉梁形成一个整体结构。
经过上述方法进行处理后，可按常规方法对坡地建筑结构计算模型进行建模计算。但是由于吊层与非吊层的竖向构件只有拉梁，没有板，使得楼板在开大洞是不能够连续，因此还需进行超限分析。通过超限分析，该工程便可按常规结构进行建筑设计，然后按照抗震的要求规范进行正常的抗震措施以及抗震构造措施，不需要在进行特殊的结构处理。经过混凝土的弹塑性静力推覆分析，在大震的作用下，保证桩孔中柱子的位移要小于柱顶到边桩的距离。这也就说明该工程中的地基基础结构设计相关方法具有一定的可行性。
结束语
随着土地资源越来越紧缺，兴建坡地建筑是必然趋势，但由于坡地建筑对结构设计的要求较高，而我国目前又对这方面研究较少，所以未来还应当加强对其的研究，找出更加有效的坡地建筑结构设计方案，以提高坡地建筑质量。
参考文献
[1]林捷.坡地建筑的结构设计分析[J].福建建材，2011.
[2]曾伟.一种坡地建筑结构的设计方法[J].重庆建筑，2013.
论文作者:李成志
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/26
标签：坡地论文; 建筑论文; 挡土墙论文; 结构设计论文; 基础论文; 结构论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;