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坡地建筑结构设计—以红叶谷度假酒店为例

时间:2018-03-21 分享:

魏四平

坡地上建造房屋,地形、地貌和工程地质及水文地质条件往往很复杂,其建筑及结构设计具有特殊性,既有利于设计出风格独特的建筑作品,也容易因前期的考虑不周而对以后的建筑安全埋下隐患。


因此大体量建筑群建造在高差较大的山坡上,建筑安全措施的关键是建筑结构设计和建筑场地稳定性的保障。笔者通过参阅大量文献并依据国家、省及行业规范要求,对我司的红叶谷精品度假酒店项目工程的建筑安全进行合理建筑结构设计和场地稳定性的处理。


一、工程概况:


从化红叶谷精品度假酒店位于广州从化市温泉镇温泉度假村内, 该工程规划

建一栋六层精品酒店,两栋两层豪华度假屋,建筑物结构形式为钢筋混凝土框架结构。建筑物重要性等级为三级。场地复杂程度等级为二级,地基复杂程度等级为二级。场地抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为第一组,地震反应谱特征周期为0.35s。


二、地形地貌


场地地貌为人工剥蚀的丘陵地带,地势南高北低,高差较大,场地北侧为已建好的建筑物,现场地坡度较陡,标高范围为52.28~7031,地基土不均匀,岩面起伏较大,属不均匀地基, 据钻探揭露,场地地基土主要有可塑砂质黏性土及全风化岩组成。
 

三、建筑安全措施


(1) 建筑结构设计


①.基础选型及设计

依据地勘及本场地拟建建筑物的具体特性,结合当地的建筑经验,基础方案1.天然地基浅基础,以<1>砂质黏性土\<2>全风化岩作为基础持力层;2.钻(冲)孔灌注桩,以<2-3>中风化岩或<2-4>微风化岩作为桩端持力层。针对以上两种基础方案,结合场地地层条件,本着安全、经济、合理的原则,采用方案1、天然地基浅基础。为尽可能少开挖破坏山体,浅基础分别落在三个阶梯土层标高上,1-3轴基础标高为0.000m, 基础持力层为<2>全风化岩;4轴基础标高为9.400m, 基础持力层为<1>砂质黏性土;5轴基础标高为12.400m, 基础持力层为<1>砂质黏性土;并在3、4、5轴和另外方向的钢砼挡土墙下设置条基;通过计算控制建筑的平均沉降量和沉降差满足规范GB5007-2002.5.3.4条要求,从概念设计措施和计算两方面控制建筑正常使用。


②上部结构设计


酒店建筑由于建筑功能原因不能分缝设计,出现单侧挡土及高低脚的多个嵌固层,应从概念上把握结构的整体安全性,并应对程序的计算结果进行必要的校核。在整体结构建模过程中,建三个结构模型,三个结构模型除了对挡土墙传来的水平荷载处理方法不一样外,其他均一样。


第一个模型按照常规的结构模型处理,不考虑水平向的荷载;

第二个结构模型考虑挡土墙传来的水平荷载,并把依据规范公式算出来的水平荷载输入结构模型中;

第三个结构模型考虑水平荷载,但水平荷载是通过设置结构模型中挡土墙的属性和挡土墙外土层的状况来模拟的;通过对三个结构模型计算结果对比,发现梁的计算结果差别很小,但竖向构件计算结果相差很大,尤其是首层的竖向构件。土、水压力对建筑整体产生的水平推力由基础与地基土间的摩擦力来平衡;


故应加强上部结构整体刚度;由于结构软件分析的局限性,在上部结构构件设计中,取最不利的分析计算结果和以往的工程经验作为主要设计依据。故复杂坡地建筑结构采用多个程序进行计算,对于验证计算程序和模型的准确性和可靠性是必要的。


(2)场地稳定性的措施


原场地地貌为花岗残积低丘及丘坡,山上原本植被发育,后经人工开挖,坡面未做支护处理,且边坡出露的残积土及全风化岩有遇水易软,崩解的特征.在自然条件下,场地内有产生滑移滑坡或泥石流等不良地质灾害事故的隐患。本文对场地稳定性的论述不包含在建筑施工过程中的施工措施,施工稳定性防护措施见施工组织论述。


山破地形情况非常复杂,坡地建筑应对场地稳定性进行评估,对不稳定的场地应采取措施保证坡体以上岩体和建筑物的稳定。由于基坑开挖对岩层的连续性和整体性可能被破坏,仍有整体失稳的可能,仍应采取必要的措施,加强上部建筑和岩体的整体性和稳定性;本工程采用设挡土墙、泻放减压、引流截流外围水流等措施来保障场地土的稳定性 :


①.设置挡土墙


在坡低设置挡墙;当场地内的坡度较大处,结合使用要求,灵活分隔成几段台阶式地段,以减小挡土墙的高度及土方施工量、增强挡土墙的整体刚度; 在建筑物相应的边坡区采用格构式锚杆挡墙支护工程进行整治, 格构内宜种植植物美化环境,边坡处种植藤类植物进行绿化以控制水土流失.在施工中和施工后,应加强该整治工程的变形观察工作. 挡土墙后宜选择透水性较强的材料如碎石或粗砾石,以减轻墙背的水压力。


②泻放减压、引流截流外围水流


在建筑四周和挡土墙坡顶一定范围内应对地面进行硬化并设置有效的排泻沟渠, 以降低场地顶处的雨水渗量,排泻沟渠底设置由小卵石组成滤水层;在坡底挡墙内侧应设置反滤层,挡墙身设置足够的排水沟;,在坡面亦应设置有效的排水沟及截水沟,以阻止雨水产生的面流作用造成的山体流失,滑移或坍塌;在场地内按照一定的间距设置导水管,导水管与排泻沟渠形成汇集,在由排出系统把水流引排到相应的市政雨水管道。


四、结语


 结合工程实例,山坡地形情况非常复杂,所以应在前期对场地和建筑结构选型做充分的论证,以期在满足建筑的安全的前提下实现工程最大的经济效益。

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