山地建筑场地稳定及结构设计理论综述--中国期刊网

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山地建筑场地稳定及结构设计理论综述

发表时间：2021/6/22 来源：《基层建设》2021年第6期作者：文龙

[导读] 摘要：随着社会经济的不断发展，建筑行业规模的不断扩大，山地建筑工程也越来越多，加强山地建筑的理论设计与设计应用，对于我国社会经济的发展有着积极的促进作用。

        湖北佰仕得建筑规划设计有限公司湖北武汉 430071
        摘要：随着社会经济的不断发展，建筑行业规模的不断扩大，山地建筑工程也越来越多，加强山地建筑的理论设计与设计应用，对于我国社会经济的发展有着积极的促进作用。绝大多数的山地建筑工程项目的地质条件都极为恶劣，施工环境都极为复杂，对于设计人员和施工人员的要求非常苛刻。本文重点针对山地建筑场地稳定及结构设计理论进行了详细的分析。
        关键词：山地建筑场地；稳定；结构设计；理论综述
        引言
        山地建筑结构设计是整个建筑施工流程中关键环节，结构设计水平的高低也会对建筑施工质量造成直接的影响，而且现代化建筑体系中通过建筑结构设计可提前对整个施工项目重难点、部门衔接、风险预制等方面加以事前规划，对提升建筑质量和适用性均有积极推动作用。
        1山地建筑设计相关研究
        第一，山地建筑设计中，需不断的强化山地特征利用情况，确保能够节约用地。由于我国幅员辽阔，不断的加强对山地的开发，能够在一定程度上节约耕地面积，加之，坡地特有高低落差，这便能够为小区建筑的高低起伏提供便利，同时还能够使其形成一种具有动态美感特征的建筑。与平底建筑相比，影响山地建筑工程成本的因素较多，如土石方、挡土墙以及道路等等。为此，在山地建筑设计期间，必须坚持节约用地的原则，而在建筑师设计建筑外形期间，必须加大运用山势和地势的运用力度，尽量缩减填土量和挖土量，以此达到设计预期目标。在山地建筑施工期间，往往会受到选址、设计以及施工等方面因素的影响。为此，不断的加强对山地山势以及地势的运用，已经成为设计建筑的关键所在，必须给予高度重视。
        第二，需不断的强化人对空间的体验。伴随近年来建筑行业的不断发展，现代建筑的发展速度逐渐加快。在建筑设计人员心中，确保民居设计更加具有舒适度的特性极为重要。作为居住的主体，相关人员在对空间环境进行设计期间，必须充分的考虑人与其舒适度等方面。如今建筑的定义并不再是以往的建筑外形设计，山地建筑中也不再是建筑本身的设计，而是一种能够为居住人员创造更加舒适的居住环境与生活空间，确保能够达到居民的满意程度。
        第三，山地建筑在文脉传承中有着积极意义。城市的构建主要由建筑或者建筑群落所组成，纵观我国古代的一些城市建筑，很多都在战争期间被建设起来，另一部分则受到宗教因素的影响所建立。我国建筑中，山地建筑拥有极为重要的意义。例如敦煌石窟、悬空寺等建筑，这些在我国都是比较著名的建筑，具有一定的历史文化气息。也有一些著名的城市，在设计中主要沿着地势变化而建设而成，例如我国的丽江古城以及山城重庆等一些城市。由于我国对自然文化比较重视，这就使得在山地建筑期间，很多都是依山而建，这不仅能够使得建筑融入到自然景观当中，同时还不会使其产生较大的冲突，比较符合我国的审美倾向。
        2山地建筑场地稳定及结构设计理论综述
        2.1建筑地基稳定性
        地基稳定，是山地建筑结构的重要内容。山地建筑由于所处地形的限制，多数情况下，建造在斜坡上或紧邻边坡。一方面，建造过程不可避免需对地形进行改造；另一方面，建筑自重会对坡体产生附加应力，此附加应力直接影响地基的稳定，这就需对地基稳定性进行分析计算。地基规范中，对建筑在斜坡或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性。并且详细对地基稳定计算作了详细规定。明确了地基稳定性验算的方法为圆弧滑动面法。对位于稳定边坡坡顶的建筑，其基础底边缘与边坡坡顶应保持的距离做了规定，若不满足要求，则需根据基地平均压力，按公式MR/MS>1.2（MR为抗滑力矩，MS为滑动力矩）计算确定基础距坡顶边缘的距离和基础埋深。同时还规定：当边坡角度大于45°、坡高大于8m时，也应按上式验算坡体稳定性。

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对这些规定的落实，在工程实际中常会遇到这样的情况：在坡顶的同一栋建筑内，虽按承载力计算采用天然浅基就可满足要求，而紧邻坡顶的第一排基础，采用天然基础时却不能满足稳定性的要求。即需要加深基础或采用桩基。第一排基础采用桩基后，又产生了新的疑问：第二排基础需不需要也用桩基；有时，紧邻坡顶的第二排基础，从稳定性计算方面不需要采用桩基，但从整体稳定性来讲，第一、二排宜共同采用桩基。当采用这种处理方法时，同时还应符合抗规的规定。即：同一结构单元，当采用不同基础类型或基础埋置深度显著不同时，应根据地震时两部份地基基础的沉降差异，在基础、上部结构的相关部位采取相应措施。如加强基础梁以提升整体性。
        2.2采用天然地基建筑
        山地建筑采用天然地基设计浅基时，应保证基底传力至稳定持力层，并避免过大的基底传力至临近台地边坡下的挡墙类支护体上，根据GB50007－2011《建筑地基基础设计规范》中第5．4节的规定，对土层的稳定边坡坡角及基底传力扩散角进行综合分析，从而可以推导出建筑基底边缘至挡墙墙背（对应基底传力至挡墙基脚以下）的最小水平距离，或逐步加深前排基础埋深，从而尽量消除设挡墙后基础对挡墙的附加力影响。对于抗震设防地区，按照GB50330－2013《建筑边坡工程技术规范》及GB50011－2010《建筑抗震设计规范》的相关规定，还应注意分析建筑基底地震水平附加推力对支挡结构的影响。
        2.3科学选择建筑主体结构
        合理、对称属于山地建筑结构设计应该遵循的基本原则，此原则可以有效减少建筑材料的使用，节约建筑材料，保证建筑结构中非结构部件良好的安全性以及稳定型，还可以减小建筑结构扭转力。山地建筑结构具备的对称性特点，属于建筑结构内部、整体或部分的相互对应以及统一一致。具体设计阶段，为确保建筑结构可以保持对称，可对建筑质心或平面形心的实际距离做出合理的调整，通过对重心的有效调整，确保建筑结构可以保持对称。
        2.4人工挖孔桩设计
        在山地建筑工程的施工建设中，由于地形条件和地质条件比较复杂，很多大型施工设备都无法进入，所以在桩的施工中以人工挖孔桩为主。同时采用人工挖孔桩可以在空间上形成抗滑效果，将建筑竖向荷载通过桩传递至稳定的岩面，减少基础对边坡的影响，增强斜山坡地建筑工程结构的稳定性。本工程中由于需要对场地先进行分台平整，即需要先进行加筋土挡墙的施工，采用人工挖孔可尽量避免对已有筋带的破坏。本工程桩端持力层选④层全风化玄武岩，桩长控制在6m-18m之间，将桩径控制在800mm左右，桩端扩底控制在1600mm以内。
        2.5建筑结构的接地形态分析
        与传统建筑工程相比，山地建筑的结构差异比较大，其接地形态能够直接决定山地地表、建筑结构等要素，在对山地地区自然资源进行开发和利用的过程中，必须加强生态平衡控制。在山地建筑结构设计过程中，还需要对建筑底面、山体表面进行科学、合理地设计，在该建筑工程结构设计过程中，注意采用阶梯布局设计形式。
        结语
        随着山地建筑的增多，因其独特性带来的设计、施工中的难题也越来越多。山地建筑结构稳定性是一个重要而涉及因素较多的复杂难题，对其思考和研究，有着重要的意义。按照规范要求，针对性地采取工程措施，对山地建筑的结构稳定性可起到较好的控制。
        参考文献：
        [1]胡舰.斜山坡地建筑地基基础及结构设计理论与应用分析[J].建材发展导向（上），2018，16（4）：103.
        [2]蒋芝桂，王一.斜山坡地建筑地基基础及结构设计理论与应用分析[J].建材与装饰，2017（44）：82-83.
        [3]程加亮.斜山坡地建筑地基基础及结构设计理论与应用核心探索[J].四川水泥，2016（5）：92-92.