坡地建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計實例

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1、萬方數(shù)據(jù)【文章編號】1007-9467(2009)12-0037．03坡地建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計實例■袁文章，李娟(中國中元國際工程公司，北京100089)【摘要】以中國人民解放軍第二附屬醫(yī)院新建門診醫(yī)技病房綜合樓為例，分析了坡地建筑結(jié)構(gòu)的特點，如結(jié)構(gòu)和地基的穩(wěn)定性、多個嵌固層、依山地下室等，并提出了相應(yīng)的處理辦法。【關(guān)鍵詞】坡地建筑：巖體穩(wěn)定性；嵌固層；依山半地下室【中圖分類號1TU318【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B1工程概況中國人民解放軍第二附屬醫(yī)院新建門診醫(yī)技病房綜合樓位于北京市百旺山，場區(qū)地位于百旺山東側(cè)山坡，地勢較高，地形起伏較大。工程建

2、筑面積2．5x104m2。按建筑功能劃分為A區(qū)和B區(qū)，A區(qū)地下1層，地上4層；B區(qū)地上6層。工程依山而建，A區(qū)3層、4層和屋面分別與B區(qū)首層、2層、3層相連。圖1為建筑效果圖。由于受建筑功能布置的限制，本工程A區(qū)和B區(qū)采取不分縫結(jié)構(gòu)設(shè)計。圖1建筑效果圖2地基處理及基礎(chǔ)設(shè)計2．1地質(zhì)水文條件本工程擬建建筑場地地勢較為陡峭，位于山坡中部，可能存在山體穩(wěn)定性的安全問題：工程建設(shè)需開挖部分山體，也存在山體穩(wěn)定性的安全問題。根據(jù)國務(wù)院《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》的有關(guān)規(guī)定和《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021—2001)【1】的規(guī)定，應(yīng)對場地的山

3、體穩(wěn)定性進(jìn)行專門的勘察和評價，對山體開挖、工程施工及工程竣工后場地可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行評價。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的評估結(jié)果，擬建場地所處區(qū)域范圍內(nèi)無影響場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用，適宜作為建筑場地；但場地位于山前地帶，地質(zhì)條件復(fù)雜，圍巖護(hù)坡高度超過20m，在暴雨等極端天氣條件下可能存在滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害隱患。本工程擬建場區(qū)地層上部為人工填土，其下為第四系坡積物和巖層，自上而下分為4大層。第①層為人工填上，主要為灰渣、礫石和建筑垃圾；第②層為山前坡積物，風(fēng)化程度很高，為角礫含土，以坡積的碎石和角礫為主，礫徑不等，菱角鋒利，層間夾有粉質(zhì)黏

4、土，土的含量不均；第②層以下為巖層，為侏羅系南大嶺組的基性淺成或噴出巖漿巖一玄武巖；第③層為強(qiáng)風(fēng)化玄武巖，巖體破碎，裂隙很發(fā)育，結(jié)構(gòu)大部分被破壞；第④層為中風(fēng)化玄武巖，裂隙發(fā)育，巖體較完整：第⑤層為微風(fēng)化．完整玄武巖，巖芯完整。各層巖土地基承載力見表l。表1各層巖土的分布及地基土承載力特征值勘察范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)地下水，在進(jìn)行建筑物基礎(chǔ)設(shè)計和施工時可不考慮地下水影響。2。2基礎(chǔ)設(shè)計從以上地質(zhì)條件可以看出，第③層和第④層都是理想的持力層。A區(qū)地下1層3．9m高，為全地下室，基底標(biāo)高處即為第③層和第④層，為減少巖土開挖量，同時復(fù)核基礎(chǔ)沉降

5、差，A區(qū)采用獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)持力層為第③層和第④層。取基礎(chǔ)埋深1．5m，地下室底板設(shè)建筑配筋地面，可減少巖石繼續(xù)風(fēng)化。B區(qū)首層和2層均設(shè)有基礎(chǔ)，且處于坡體臺階上部，沒有全地下室，巖體外露。根據(jù)勘察鉆孔資料，B區(qū)采用獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)持力層選定為第④層中風(fēng)化玄武巖。為避免地基風(fēng)化和溶蝕，適當(dāng)加深基礎(chǔ)埋萬方數(shù)據(jù)深，取2．5m，同時做好地面排水設(shè)計。設(shè)剪力墻，以增加其抗扭轉(zhuǎn)的能力。B區(qū)與A區(qū)交接處，存在9m高的巖石坡體。巖體以上的B區(qū)基礎(chǔ)的荷載可能對巖體產(chǎn)生不利影響。設(shè)計時采取以下主要措施保證坡體以上巖體和建筑物的穩(wěn)定：當(dāng)B區(qū)基礎(chǔ)底部巖石裂

6、隙面的傾斜角度和傾斜方向背向A區(qū)時，巖體穩(wěn)定受影響較小，但由于基坑開挖對巖層的連續(xù)性和整體性可能破壞[刁，仍有整體失穩(wěn)的可能，為增強(qiáng)B區(qū)基礎(chǔ)的整體性和穩(wěn)定性，獨立基礎(chǔ)之間設(shè)置基礎(chǔ)拉梁，并設(shè)置200mm厚的構(gòu)造底板，加深與A區(qū)相鄰的基礎(chǔ)的埋深，使基底應(yīng)力擴(kuò)散范圍內(nèi)無巖體臨空面[31。當(dāng)B區(qū)基礎(chǔ)底部巖石裂隙面的傾斜角度和傾斜方向朝向A區(qū)時，除采取上述措施外，應(yīng)對巖體進(jìn)行處理，采用擋土墻和預(yù)應(yīng)力錨桿的永久性支護(hù)方案，既可以保證巖體和上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，又可以保護(hù)巖體減少風(fēng)化侵蝕。3多個嵌固層的處理由于受建筑功能布置的限制，本工程A區(qū)和B區(qū)

7、采取不分縫結(jié)構(gòu)設(shè)計，A區(qū)和B區(qū)同為一個計算單元。A區(qū)地下l層全部埋于地下，嵌固于首層，絕對標(biāo)高63．400m；B區(qū)沒有全部埋于地下的樓層，嵌固于基礎(chǔ)，而B區(qū)基礎(chǔ)依地勢分別位于B區(qū)首層和2層，絕對標(biāo)高分別為76．300m，80．700m?？梢姡竟こ逃?個嵌固樓層，而每個嵌固樓層僅對局部抗側(cè)力構(gòu)件進(jìn)行了6個自由度的約束。計算簡化模型如圖2所示。在A區(qū)地下l層設(shè)置全地下室，在B區(qū)首層和2層設(shè)有基礎(chǔ)的柱底、剪力墻底施加支座固接約束。針對多個嵌固層，計算中采用與實際相符的計算模型，為驗證程序和模型的可靠性，同時采用PKPM和ETABS計

8、算。從概念上把握結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，應(yīng)該加強(qiáng)A區(qū)和B區(qū)的整體性，充分利用B區(qū)兩層局部嵌固對整體結(jié)構(gòu)的有利影響：A區(qū)3層和B區(qū)首層、A區(qū)4層和B區(qū)2層均采用框架梁+厚板的樓蓋體系，并雙向雙層配筋，配筋率不小于0．2％，增強(qiáng)樓板整體性和傳遞地震力的能力。對A區(qū)結(jié)構(gòu)而