坡地建筑的结构设计实例

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1、万方数据【文章编号】1007-9467(2009)12-0037．03坡地建筑的结构设计实例■袁文章，李娟(中国中元国际工程公司，北京100089)【摘要】以中国人民解放军第二附属医院新建门诊医技病房综合楼为例，分析了坡地建筑结构的特点，如结构和地基的稳定性、多个嵌固层、依山地下室等，并提出了相应的处理办法。【关键词】坡地建筑：岩体稳定性；嵌固层；依山半地下室【中图分类号1TU318【文献标志码】B1工程概况中国人民解放军第二附属医院新建门诊医技病房综合楼位于北京市百旺山，场区地位于百旺山东侧山坡，地势较高，地形起伏较大。工程建

2、筑面积2．5x104m2。按建筑功能划分为A区和B区，A区地下1层，地上4层；B区地上6层。工程依山而建，A区3层、4层和屋面分别与B区首层、2层、3层相连。图1为建筑效果图。由于受建筑功能布置的限制，本工程A区和B区采取不分缝结构设计。图1建筑效果图2地基处理及基础设计2．1地质水文条件本工程拟建建筑场地地势较为陡峭，位于山坡中部，可能存在山体稳定性的安全问题：工程建设需开挖部分山体，也存在山体稳定性的安全问题。根据国务院《地质灾害防治条例》的有关规定和《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)【1】的规定，应对场地的山

3、体稳定性进行专门的勘察和评价，对山体开挖、工程施工及工程竣工后场地可能发生地质灾害进行评价。根据地质灾害的评估结果，拟建场地所处区域范围内无影响场地稳定性的不良地质作用，适宜作为建筑场地；但场地位于山前地带，地质条件复杂，围岩护坡高度超过20m，在暴雨等极端天气条件下可能存在滑坡和泥石流等地质灾害隐患。本工程拟建场区地层上部为人工填土，其下为第四系坡积物和岩层，自上而下分为4大层。第①层为人工填上，主要为灰渣、砾石和建筑垃圾；第②层为山前坡积物，风化程度很高，为角砾含土，以坡积的碎石和角砾为主，砾径不等，菱角锋利，层间夹有粉质黏

4、土，土的含量不均；第②层以下为岩层，为侏罗系南大岭组的基性浅成或喷出岩浆岩一玄武岩；第③层为强风化玄武岩，岩体破碎，裂隙很发育，结构大部分被破坏；第④层为中风化玄武岩，裂隙发育，岩体较完整：第⑤层为微风化．完整玄武岩，岩芯完整。各层岩土地基承载力见表l。表1各层岩土的分布及地基土承载力特征值勘察范围内未发现地下水，在进行建筑物基础设计和施工时可不考虑地下水影响。2。2基础设计从以上地质条件可以看出，第③层和第④层都是理想的持力层。A区地下1层3．9m高，为全地下室，基底标高处即为第③层和第④层，为减少岩土开挖量，同时复核基础沉降

5、差，A区采用独立基础，基础持力层为第③层和第④层。取基础埋深1．5m，地下室底板设建筑配筋地面，可减少岩石继续风化。B区首层和2层均设有基础，且处于坡体台阶上部，没有全地下室，岩体外露。根据勘察钻孔资料，B区采用独立基础，基础持力层选定为第④层中风化玄武岩。为避免地基风化和溶蚀，适当加深基础埋万方数据深，取2．5m，同时做好地面排水设计。设剪力墙，以增加其抗扭转的能力。B区与A区交接处，存在9m高的岩石坡体。岩体以上的B区基础的荷载可能对岩体产生不利影响。设计时采取以下主要措施保证坡体以上岩体和建筑物的稳定：当B区基础底部岩石裂

6、隙面的倾斜角度和倾斜方向背向A区时，岩体稳定受影响较小，但由于基坑开挖对岩层的连续性和整体性可能破坏[刁，仍有整体失稳的可能，为增强B区基础的整体性和稳定性，独立基础之间设置基础拉梁，并设置200mm厚的构造底板，加深与A区相邻的基础的埋深，使基底应力扩散范围内无岩体临空面[31。当B区基础底部岩石裂隙面的倾斜角度和倾斜方向朝向A区时，除采取上述措施外，应对岩体进行处理，采用挡土墙和预应力锚杆的永久性支护方案，既可以保证岩体和上部结构的稳定，又可以保护岩体减少风化侵蚀。3多个嵌固层的处理由于受建筑功能布置的限制，本工程A区和B区

7、采取不分缝结构设计，A区和B区同为一个计算单元。A区地下l层全部埋于地下，嵌固于首层，绝对标高63．400m；B区没有全部埋于地下的楼层，嵌固于基础，而B区基础依地势分别位于B区首层和2层，绝对标高分别为76．300m，80．700m。可见，本工程有3个嵌固楼层，而每个嵌固楼层仅对局部抗侧力构件进行了6个自由度的约束。计算简化模型如图2所示。在A区地下l层设置全地下室，在B区首层和2层设有基础的柱底、剪力墙底施加支座固接约束。针对多个嵌固层，计算中采用与实际相符的计算模型，为验证程序和模型的可靠性，同时采用PKPM和ETABS计

8、算。从概念上把握结构的整体抗震性能，应该加强A区和B区的整体性，充分利用B区两层局部嵌固对整体结构的有利影响：A区3层和B区首层、A区4层和B区2层均采用框架梁+厚板的楼盖体系，并双向双层配筋，配筋率不小于0．2％，增强楼板整体性和传递地震力的能力。对A区结构而