坡地建筑结构设计的相关问题分析

期刊: 建筑与结构 DOI: PDF下载

孙曼悦

黑龙江集盛建筑设计有限公司

摘要

随着我国建筑行业的发展,近年来各种建筑需求不断增加,建筑结构类型多种多样,所以也为相关建筑结构设计工作者带来挑战。比如在坡地进行建筑施工,这种地理位置对于建筑的稳固性和抗震功能来说都会产生不利影响,所以如果有必要在坡地进行建筑施工的话,需要在前期规划设计过程中对其进行全面勘察,制定可行性方案,并针对可能出现的各种问题出具有效的解决措施,从而保证施工项目的顺利进行和高质量完工。本文简要介绍了坡地工程的概况,并对其中地基工程、挡土墙以及主体工程的设计环节进行了阐述。


关键词

坡地建筑;结构设计;基本结构

正文

所谓坡地建筑,指的是在地面起伏性比较大的地方建造的建筑,虽然在坡地进行建筑项目的施工工程存在很大的挑战,但是由于坡地具有独特的地理特点和地貌环境,在该类地理位置建设建筑能够塑造出建筑的个性化和独特气质,所以也备受人们喜爱。况且,在当前土地资源有限,其规划和配置缺乏一定的合理性,土地资源比较匮乏的背景下,坡地作为宝贵的自然界土地资源,其开发和利用性也非常高。所以相关建筑设计人员应当对坡地的建筑结构设计引起足够重视,进一步加强该领域的研究力度,为建筑行业的改革创新贡献力量。

1. 坡地建筑的概况分析

1.1坡地建筑工程的选址和施工要求

目前我国已经有几项坡地建筑工程成功完成,就这些坡地建筑的选址情况进行分析,发现坡地建筑一般都会建设在坡体的朝阳一面,而且多数地理位置都具有依山傍水的特点,建筑工程正面有河流环抱,后面有山体依靠,且林木郁郁葱葱,具有很强的生态自然效果,不仅具有很好观景效果,同时也符合了中国的风水学理论,可以打造出高端建筑的特色。但是坡地的地势凹凸不平,地理条件不是很稳定,所以在相关设计环节要尤其注意地震等自然灾害的影响,在开始施工之前要组织专门的技术人员进行现场勘测,对施工条件进行评估判断。在实际施工过程中要利用爆破手段对坚硬的岩土结果进行改造,同时对地势较低的位置采取打桩的方式改善建筑条件,对于濒临冲沟,容易受到地震影响而遭到破坏的地方要加强地基建设,增强抗震功能。

1.2建筑场地的地质情况分析

坡地建筑地质概况大概如下:第一土质层为素填土。特点是变化较大,厚度不均,固结性不强,地基工程施工较难;第二土质层为粉质粘土。可塑性大,不利工程施工;第三土质层为上层粘性粉质土,从工程性质上分析为一般标准。第四土质层为强风化云母岩,抗水性较弱,一般性工程性质;第五土质层为中风化云母岩片,厚度连续,分布稳定,工程性质比较好,属于IV级岩体;第六土质层为中风化片岩,分布区域较大,工程性质较好,属于密实、均匀的稳定基岩。

2.坡地地基工程的设计

边坡地段建筑工程项目的地基工程的设计,要根据建筑层高和规模,选择适当的地基处理技术,对于低层建筑的地基工程的设计,一般采用天然的浅基础处理技术,满足建筑物主体工程荷载稳定的要求即可。天然浅基础处理的设计,主要针对建筑选址的稳定基岩条件,对于软弱土、液化土、崩塌、地陷地段不可选用;对于中高层建筑,地基工程的设计必须考虑持力层埋深,以及地层土质变化的情况,由于主体工程传至地基荷载的压力较大,天然的地基基础不能满足荷载沉降的稳定性,根据地质的勘测情况和工程情况,采用打孔造墩的地基施工技术设计,这种设计质量好、造价低,基础稳定,能满足中高层建筑的稳定抗震能力的需求;对于高层建筑的地基基础施工技术的设计,由于持力层埋深较大,建筑主体工程荷载沉降要求的地基条件较高,需要更为坚固的地基基础,根据岩层分布和地质特点,建议选择冲孔灌注桩施工技术,尽管冲孔灌注桩的造价较高,施工技术要求严格,对于坡地的高层建筑来说,该技术是能够确保主体建筑足够抗震能力的有效措施。对于各种地基处理技术,针对不同的边坡地段和不同的建筑群,可采用多种地基处理技术并用的方式,设计方案要综合考虑满足工程质量和抗震需要的前提下,尽量减少投入,控制工程造价,实现建筑工程的优质价廉。

3.坡地建筑挡土墙设计条件和要求

挡土墙对于坡地建筑的稳固性具有直接决定作用,所谓挡土墙,就是用来支撑建筑路基或者山坡土体,防止其变形失去承载能力或者由于外界环境的影响出现风化剥落情况对建筑物本身造成损害的一种建筑结构。为了保证坡地建筑的安全性和稳定性,在实际建筑结构设计过程中要根据现场地质条件和环境特点,着重加强对挡土墙的细节设计,进而提高挡土墙的质量、增加其使用寿命,并本着合理利用资金的原则,改善和优化设计方案。就挡土墙的设计方式而言,可以分为两种,一种是与主体工程分开施工的办法,另一种是与主体工程设计成一体化形式,以下针对两种设计方式进行分析:

挡土墙与主体建筑分别建设的方法,能够将建筑受力情况进行清晰划分,具有显著的防水防潮作用,但是会增加岩石挖掘的工作量,增加施工成本,使施工进度延时,而且这种方法需要较大的建筑面积,相应的使用面积就要被压缩,所以一般坡地建筑不采用这种设计方法。而挡土墙与主体建筑一体化的设计方案,能够有效节约建筑的占地面积,同时施工难度有所降低,加快了施工进度,施工性价比比较高,是一种普遍采用的坡地建筑设计理念。但是在结构规划过程中要结合实际技术水平进行设计。比如:坡地建筑需要承担较大的静态土压和水压,所以挡土墙设计时要在主体结构之外设计符合一定强度要求的钢筋混凝土保护层,以保证建筑主体墙体不受外力破坏;其次,由于挡土墙与建筑主体融为一体,为了保证建筑主体的结构稳定性,必须采取有效措施保证挡土墙的刚度,防止其变形,比如可以增加扶壁柱;另外,为综合保障建筑主体的使用效果,还需要对挡土墙的墙趾外挑的尺寸进行合理增加,设置相应的排水结构。

4.坡地建筑项目的主体工程设计

坡地建筑项目主体工程的设计,必须满足两大条件:一是满足建筑物静止状态下自重荷载引发沉降的稳定性;二是抗风荷载和抗震荷载等引发的局部不稳发生裂缝或者坍塌。只有满足这两大条件,才能确保建筑物的正常使用。因此,在组织坡地建筑项目的设计时,正确处理建筑主体工程与项目选址的关系;对于选址与建筑主体工程稳定需求条件不足的情况,应考虑基础工程设计的相衔接性;其次正确处理主体建筑工程与挡水墙的关系,从构造、材料和设置方式等不同层面,考虑影响主体工程的稳定因素。

5.结束语

总而言之,坡地建筑工程的施工效果会受坡地所处位置的环境和地质特征的影响,较平坦地区建筑而言,会存在更多的问题,所以相关建筑结构设计工作者要对坡地建筑的实际情况进行全面分析和评估,制定完整的设计方案,并对可能出现的相关问题给予提前防备,从而提高坡地建筑施工工程的实际可操作性,同时 提高坡地建筑的工程质量。这对于提高我国的土地资源利用率,缓解当前土地配置现状的困局,促进我国现代化建筑工程的可持续发展具有重要意义。

 

参考文献

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