针对坡地建筑结构的设计分析

程 东

（重庆英才中域建筑设计有限公司 重庆 401120）

【摘要】就坡地建筑而言，其实为了应对如今城市用地紧张和有限的问题而产生的，而其由于所处的位置是上坡土地这样一种具有自然独特性的环境，而这种环境也就必然导致了其在地基处理以及整个房体建造中的难题。因此，为了将这种难题有效地解决，作为在建筑施工建设中居于基础性地位的建筑结构设计，其开始凸显着其重要作用。鉴于目前相关方面对坡地建筑结构的设计相关内容认识得还不够，本文将紧紧围绕着坡地建筑结构的设计这一中心主题，对其基础设计、挡土墙设计以及上部结构设计等几个方面展开论述。

【关键词】坡地建筑；结构设计；可行性

前言

当前，在我国社会经济以及城市化发展进程不断推进的深刻推动之下，城市的用地形势日趋严峻，而就这样一种严峻的形势而言，我们通常采用两种方式进行应对。其一，建设大量的地下建筑和高层建筑；其二，在地势不平坦的地方建建立起高楼，而就这两种方式而言，前者已经在我国的大中小城市的运用中被证明是可行的，而后者则是一种后来兴起的建筑方式。不过，这种方式在大多数丘陵地貌的城市或乡村中运用较多。然而，就这种新型的建筑模式和建筑方法来说，其具体实现起来却并非易事，因为其所处的施工环境已经直接决定了其在设计和施工环节上的那种难度和不稳定性。因此为了有效应对这一因素的影响，我们需要加强对其相关结构的分析。

一、坡地建筑的特点

坡地建筑，作为一种建立在山坡土地上的建筑，其与普通的平地建筑相比有着自身独特的特点，而也正是在这种独特特点的要求之下，其在建筑结构设计以及具体施工上也表现出一种特殊性。由于坡地建筑的底层高差较大，因此常见的接地的处理方法有“吊层”和“掉层”，结构上即为架空、退阶。“吊层”的处理可以避免大面积开挖，保持坡地的原有地形，方便人流通过连接道路与坡道或者楼梯入户，这种接地方式可节约建造成本。“掉层”的处理可以将高边坡逐阶退台，使其变成一段段高差较小的平地，进行建筑修筑，这种方式虽然要造成大量开挖，但是此方法避免了高边坡的处理，而且在一段段平阶上也便于施工。

二、坡地建筑结构中的基础设计

基础设计是整个坡地建筑结构设计中一个较为重要的部分，该部分设计质量高低与否，对于整个坡地建筑结构来说，具有很高的现实意义。根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）要求，坡地建筑基础设计应满足以下几点：①满足上部建筑的承载能力要求；②满足上部建筑的沉降变形要求；③满足建筑整体稳定性要求。当持力层埋藏较浅且分布均匀时，首先考虑的是天然浅基础，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，分布起伏变化，上部结构传至基础的荷载较大时，浅基础承载力已不能满足要求，此时可采用人工挖孔墩基础，成孔简单，成墩质量好，造价低，即能提供足够的承载力又有良好的经济性。当基岩埋藏很深时，人工开挖需穿越较厚的岩土层，施工难度较大，建议采用冲孔灌注桩、可适应较深的持力层，但工程造价相对较高。

三、坡地建筑结构中的挡土墙设计

与基础设计一样，作为坡地建筑一个十分重要的组成部分——挡土墙的设计也是十分重要的。山区地形地质条件千变万化，每个工程都有其特殊性。工程设计时根据实际情况，因地制宜，力求达到挡土墙建筑物的完美组合。通常坡地建筑挡土墙设计做法有两种：

（1）考虑挡土墙与主体结构分开。该做法受力明确，并有利于室内防水及防潮，但挡土墙单独设置会增加岩石的开挖量，延长工期并增加工程造价，而且挡土墙与主体结构分开施工会使施工周期加长，同时由于挡土墙单独设置建筑使用空间变小，不符合业主要求。

（2）结合主体结构布置挡土墙。该做法将挡土墙与相应部位主体结构联合设计，底板、顶板及挡土墙等组成合理的空间结构，可避免方案（1）的缺点。挡土墙要有足够刚度，使墙身在土压力作用下不发生移动或转动。但上部结构整体分析时应计入水平土压力的影响。挡土墙设计应满足以下要求：

（1）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1m 板带宽度，上端简支、下端固定的单向板进行计算，土压力按静止土压力取值，K取0.5。满足强度、挠度、裂缝等要求。在遇扶壁柱处构造加强横向钢筋布置防止开裂。

（2）结构刚度要求。通过在框架柱位置设置钢筋混凝土扶壁柱和增大地下室顶底板厚度的办法来加大挡土墙的刚度。在挡土墙高度范围内框架柱截面高度取挡土墙厚的两倍。

（3）抗滑移及抗倾覆验算。挡土墙在覆土、墙身自重、上部结构自重、及土压力、水压力共同作用下，其稳定性应满足规范要求。在抗滑移和抗倾覆的计算中可计及上部结构与挡土墙一体的有利影响。由于挡土墙内侧为地下室，不能直接设置泄水孔，因此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。

四、坡地建筑结构中的上部设计

当然，就坡地建筑结构中的上部设计而言，其在整个建筑设计中也占据着很高的地位，而这种地位实际上也就需要我们将各类因素综合全面地考虑进来。由于挡土墙与主体结构是整体设计的，主体计算时应考虑侧向土压力的影响，根据理正软件取1m 板带宽度挡土墙按上端简支下端固定模型计算出上端的支座反力，再乘以框架柱的水平受荷宽度，得出集中力，以节点水平荷载的形式输入框架柱顶节点上，在挡土墙支座处楼面应按弹性板输入参与结构整体的计算分析。在挡土墙支座处楼面一至二跨内应适当增加板厚并双层双向配筋。结构设计除满足承载能力极限状态外，还需满足正常使用极限状态。对建筑物可能产生危害的因素，除在重力荷载、竖向荷载作用下地基不均匀沉降引起建筑开裂、倾斜等外，在水平荷载（风荷载、地震作用等）作用下也会产生局部失稳、滑坡等破坏。综合考虑这些不利因素，在进行上部建筑结构设计时应采取以下措施：

（1）选择建筑场地时应尽量避开不稳定的边坡，结构的抗震性能需严格的构造措施和施工质量给予保证。

（2）由于山地建筑竖向刚度不规则，扭转效应明显，设计时底部应加强，从概念设计上重视并采取必要的抗震措施，避免出现短柱和上刚下柔的情况。

（3）设置防震缝。在建筑高差变化较大处设置防震缝，在底层连廊与主体结构间设置防震缝，均可有效地减少地震作用、温度变形、不均匀沉降等造成的不利影响。

（4）加强上部与基础的协调。采用墩基础的形式可减少建筑不均匀沉降的程度，在建筑底层人工挖孔墩的承台间设连系梁，将各墩、柱相互牵制连为一个整体而共同工作，可有效传递水平力，避免因个别墩失稳或失效而引起建筑整体破坏。

（5）变形观测。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（沉降、滑移）情况，检查边坡的稳定性，以便及时发现隐患，采取必要的处理措施。

五__________、结语

经过上文的分析和介绍，我们对坡地建筑的特点，坡地建筑结构设计中的基础设计、挡土墙设计以及上部设计等几个方面的内容有了一定的了解，从中我们可以深刻地认识到，面临着如今城市用地不断紧张化的深刻现实，如何将这种坡地建筑的建设步伐有效地加快，无论对于整个建筑施工界，还是对于整个城市发展来说，都有着十分关键的意义。然而，就坡地建筑来说，由于其所处的环境是具有一定坡度的不平坦地域，而这种不平坦地域也就直接导致了其在建筑结构设计上的复杂性。就如文中所提到的那样，无论是基础设计，挡土墙设计还是上部设计，其实际上都需要我们各方面给予足够重视。

参考文献

[1] 王丽萍. 山地建筑结构设计地震动输入与侧向刚度控制方法[D]. 重庆：重庆大学，2010.06__