坡地建筑基础设计若干问题

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　　摘要：本文通过工程实例,介绍复杂山坡坡地建筑基础设计,需要根据工程地质勘察资料及地质灾害评估报告，并结合工程特点，因地制宜采用正确的方式解决建筑基础承载力、基础沉降变形，边坡稳定性等问题。
　　关键词：坡地建筑；基础设计；基础承载力；沉降变形；边坡稳定
　　中图分类号：U213.1+3 文献标识码：A
　　引言：广东梅州位于粤东北山区,北邻赣南,东连闽西,地形复杂；梅州市地质构造比较复杂，主要由花岗岩、喷出岩、变质岩、砂页岩、红色岩和灰岩六大岩石构成台地、丘陵、山地、阶地和平原五大类地貌类型。全市山地面积占24.3%;丘陵及台地、阶地面积占56.6%;平原面积占13.7%;河流和水库等水面积占5.4%.在梅州有很多建筑坐落在山地丘陵间，在基础设计中如果处理复杂的坡地地基基础就摆在结构设计人员眼前，如何合理、经济的选择基础类型以及如何防止地质灾害的发生是设计的关键，而根据工程地质勘察报告及地质灾害评估报告，并结合工程特点因地制宜的进行基础设计是根本。下面通过几个工程实例来探讨坡地建筑基础设计和地质灾害防治。
　　1.案例：某高层住宅基础设计及边坡围护
　　本工程位于梅州某度假村西部，基地东面、南面靠山坡，北面靠道路，西面靠村庄，地貌上属丘陵，场地不平，高差较大，东部、南部靠较陡山坡，场地开挖,易引起山体滑坡；西北部地势低，靠近村庄，填土高8左右，大量填土，易引起填土坍塌，危及村庄安全。土层结构情况为：1.人工素土层，平均约4.50m；
　　1.1粉质粘土层，平均约2.0m；,3.淤泥质粘土，少数钻探孔有分布；4.粉细砂，少数钻探孔有分布；5.粉质粘土层，平均厚度4.50m;6.前泥盆系全风化混合岩，场地内分布厚度与埋深变化较大，平均厚度3.30m;7.前泥盆系强风化混合岩，场地内分布厚度与埋深变化较大，平均厚度15m;8.前泥盆系中风化混合岩，岩心上部呈破碎状、砂粒状，下部呈破碎状、少量短柱状，裂隙极发育，岩石上部极破碎，局部夹薄层强风化软弱层，下部破碎、较破碎；场地内分布厚度与埋深变化较大。地质勘察报告显示地下水水位较深。工程概况为：主楼为4栋25层剪力墙结构住宅，裙楼为3层框架结构，地下一层。主楼与裙楼层数相差大，荷载相差大。经多方案比较确定基础类型为钻孔灌注桩基础，主楼部分桩径选用1000-1600mm,桩端进入中风化层3-8米，桩长约25-35m,裙楼部分桩径选用800-1000mm,桩端进入强风化层3-6m,桩长约15-20米；验算基础的沉降满足设计规范要求。由于场地高差比较大，桩端持力层中风化层厚度与埋深变化加大，要求在桩基础施工前进行超前钻，同时在施工过程中加强对桩端持力层的检查和记录统计，确实保证按设计的入岩深度施工。东部南部紧邻陡坡，高差约10米，开挖土层为粉质粘土，结合施工现场土质情况选用土钉墙对基坑进行临时支护，方案分两级放坡，没级5米，平台6米，土钉孔径选择120mm,上一级长度6米，水平间距1米，竖向间距2米，下一级长度5米，水平间距1米，竖向间距1.5米，采用HRB400钢筋,直径18mm,C25细石混凝土灌孔。面层采用HPB270直径8，间距100mm,厚度120mm,C25混凝土浇捣。西北部靠近村庄，填土高8米左右，在基础施工前进行边坡支护，采用衡重式毛石挡土墙方案。
　　2.案例：某风景区多层酒店基础设计优化
　　本工程位于梅州某县风景区内，框架结构6层，局部5层，柱网比较规则，柱底轴力较小；基地北面毗邻江边，原有5米左右毛石挡土墙，有4米回填土；土层分布情况为：1.填土，厚度3-6米；2.粉质粘土层，埋深与分布厚度相差较大4-8米；3.卵石层，4-5米，含水较大；4.强风化花岗岩，10-15米；5.中风化花岗岩，20米左右。设计任务书要求在不破坏原毛石挡土墙的情况下选择基础类型。由于拟建工程紧邻河道，基坑开挖难于保证原挡土墙的安全，原有设计基础类型选择钻孔灌注桩，桩径800mm,桩端持力层为中风化花岗岩，桩长约20-25m。由于经济指标的问题，原有方案被业主否决了，基础设计方案进行优化。在基础优化工程中考虑到粉质粘土层埋置深度不大（3-6米），上部结构柱网规则，柱底轴力不大，本层土层承载力能满足要求（未进行深宽修正前150KPa），决定选用天然扩展基础，持力层选取粉质粘土层；根据地勘报告显示，持力层分布深度差别较大，基础设计时因地制宜将基础按两个台地设计，为保证地基土的稳定性，在台地相邻的基础最小间距满足1.5倍高差。在与施工单位交流意见之后，为了保证原有挡土墙的稳定性，决定在基坑开挖过程中分段开挖，开挖之后及时进行下一道工序施工，及早回填，在施工过程中根据实际情况选择不同的支护方案，同时制定严密的基坑观测方案，专人负责，确保安全。经过优化后的基础方案较原有方案大大节省了造价，且有效地缩短了工期。
　　3.案例：某石灰岩地区桩基础处理
　　本工程为板柱-剪力墙结构6层，建筑功能为仓库，处于某厂区之内，属于坡地建筑。土层分布情况为：1.填土层，约1.5m厚，2.细沙层，约4.5m厚，3.卵石层，约4米后，4.强风化石灰岩层，35-45米厚，5.中风化石灰岩层。中风化石灰岩层溶洞、夹层发育。原基础设计为钻孔灌注桩，持力层为中风化石灰岩层，要求桩底3倍桩径及5m范围内无夹层、空洞、破碎带。设计桩长约55米，由于持力层夹层、溶洞较多，实际桩长超出设计桩长。原基础设计中，桩长过大，造价过高，且因为桩端持力层情况较难弄清，施工难度大，所以对原有基础方案进行优化。由于单桩承载力较大，超过了5000KN，按规范要求进行施工超前钻，更准确得摸清溶洞、夹层的位置和厚度，发现夹层、溶洞所在位置处于中分化层较深位置，桩端可利用中分化层上部做持力层，减小桩长。一般情况由于进入中分化的长度变短了，就需增大桩径，加大桩身摩擦力，这样容易造成造价增大，但本工程原设计加大进入中分化深度是为了跨越溶洞、夹层，并不是单桩承载力计算不足所致。现按照地质情况，利用强风化层较厚的特点按摩擦桩设计，通过认真计算确定利用桩身卵石层和强分化层的摩擦力能满足单桩承载力的要求，设计桩端进入中风化层只是为了满足沉降和稳定要求。优化后的基础方案，大大缩短了桩长，减低了成本，也大大减低了桩基的施工难度。在施工过程中，要求施工单位认真做好施工记录，与施工超前钻资料认真比对，确保桩侧土层与设计土层相符，确保桩基满足设计要求。基础项目施工结束后，进行桩基的检测，结果都能够满足规范要求，顺利验收。本工程现已通过整体验收并投入使用，主体结构安全可靠。
　　4.结语
　　梅州地区地处山区，较多坡地建筑，为了建筑结构的安全性、经济性，对坡地结构的基础进行多方案比较，认真优化具有现实意义。建筑随着社会的发展与进步，越来越多的建筑师希望借助坡地的优势来凸显建筑的功能和效果。重视坡地建筑结构设计对于现实生活中具有重要的意义。 随着当代社会经济起飞，我国城市化进程高速发展，土地资源日趋紧张，对坡地的开发日趋受到重视，开发及合理利用坡地可以节约土地资源，减少占用耕地，为人类开拓新的生存空间。结构设计人员在进行基础设计时应多方位收集地质资料、水文资料，仔细分析工程所在场地的特点和难点，还要结合施工技术，考虑施工的难易度，综合考虑选用合适的基础方案，做到安全、经济。
　　参考文献：
　　【1】王方,杨智;斜坡高填土地基上的建筑结构设计探讨[J];建筑结构;2001年10期
　　【2】李彰明,全国权,刘丹,秦亚生;土质边坡建筑桩基水平荷载试验研究[J];岩石力学与工程学报;2004年06期
　　【3】王方,杨智;斜山坡上多层建筑结构设计及基础处理[J];中南工业大学学报(自然科学版);2001年03期
　　
　　

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