重庆某建筑边坡居住建筑基础设计

· 104 · 2011 年 6 月 切坡按拟作法进行处理 ， 减少对边坡切坡的影响 ， 同时又 可减少时间效应对边坡的不利影响 。 岩质边坡一般较陡， 坡角较大，为了改善用地需求， 往往会对边坡切坡， 因此 存在开挖卸荷和拉力缝的问题 ， 因此拟作法较好解决这一 问题。 （ 2 ） 在西南山区建筑用地日益紧张的情况下 ， 可以对 山地加以改造利用， 但在施工中必须以科学的态度对待工 程建设，最好统筹安排， 以达到最好的经济效益与社会效 益。在坡地建房尤其是高层建筑时 ， 边坡的加固费用是很 高的，因此必须从经济与社会角度去寻求最佳的建筑方案 。 （ 3 ） 由于传统的软件无法考虑上部结构与地基的相互 作用，因此应进一步研究合适的数值方法 ， 最好是上部结 构和地基整体建模计算分析在这方面 ， 目前比较好的软件 有 ANSYS 和 FLCA3D 等。 应尽量按施工进度来建立模型 ， 考虑开挖进度和建设进度等各种工况来进行仿真分析 。 同 时要对页岩的本构和破坏准则深入研究 ， 最好是对岩石的 原始地应力进行测试，以便考虑合理的岩石侧压力 。
图1
建筑边坡剖面及工程地质示意
地质情况： 沿原始坡面线分布一层黏土平均约为 0. 8
作者简介：谭成发（ 1972 － ） ， 男， 工程师， 主要从事岩土勘察和岩土设 计， 研究方向为岩土数值计算 。
（ 1） 条形基础： a ≥ 3. 5 b － d / tanβ ： a 2. 5 b － d / tan （ 2） 矩形基础 ≥ β 式中 a— 基础底面外边缘线至坡顶的水平距离 ； b— 垂直于坡顶边缘线的基础底面边长 ； d— 基础埋置深度； β— 边坡坡角。 1］ 中相应的地基稳定性验算要 同时， 还要满足文献［ 求。 最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与 滑动力矩应符合下式要求 ： M R / M s ≥ 1. 2 （ 3） 在对本建筑设计时， 笔者作为勘察负责人提出 ， 采用 桩基础，保证桩基嵌入稳定岩层中 ， 解决好稳定性和基础 边缘离边坡坡顶必须有一定的水平距离 ， 同时按大多数文 献的研究表明此建筑物的桩基础必须具备抗滑 ， 尤其是临 空面处桩基，以此基础桩对边坡进行支挡 。 2. 2 基础桩的受力特点 2］ ，此时边坡岩石压力可按 对此岩质边坡，按照文献［ 下列规定计取： （ 1 ） 对无外倾结构面的岩质边坡 ， 以岩体等效内摩擦 角按侧向土压力方法计算侧向岩压力 ； 破裂角按 45° + /2 确定，Ⅰ类岩体边坡可取 75° 左右； （ 2 ） 当有外倾硬性结构面时 ， 侧向岩压力应分别以外 倾硬性结构面的参数按 6. 3. 2 条的方法和以岩体等效内摩 擦角按侧向土压力方法计算 ， 取两种结果的较大值； 除 Ⅰ 类边坡岩体外，破裂角取外倾结构面倾角和 45° + /2 两者 中的较小值； （ 3 ） 当边坡沿外倾软弱结构面破坏时 ， 侧向岩石压力 按 6. 3. 2 条计算，破裂角取该外倾结构面的视倾角和 45° + /2 两者中的较小者，同时应按本条 1 和 2 款进行验算。
因此，边坡处的桩基受力除了上部结构传来的竖向荷 载和水平荷载外， 还有边坡的侧压力， 受力十分复杂， 其 受力简图见图 3 ，因此，其计算相当复杂。
图3
桩受荷简图
按结构力学的理论推导 ， 斜向受荷桩由于水平力与竖 向力耦合作用， 在水平力作用下桩产生挠曲 ， 中部截面在 竖向力作用下， 弯距会因挠度而有一附加弯矩 ， 同时挠度 会变大，这种效应为 p － Δ 效应。 2. 3 抗震的问题 3］ 按文献［ 中的 4. 1. 8 条， 当需要在条状突出的山嘴 、 高耸孤立的山丘、 非岩石的陡坡、 河岸和边坡边缘等不利 地段建造丙类及丙类以上建筑时 ， 除保证其在地震作用下 的稳定尚应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放 大作用，其地震影响系数最大值应乘以增大系数 。 其值可 根据不利地段的具体情况确定 ，但不宜大于 1. 6 。故在设计 中应根据边坡是土质或岩质及其高度对地震影响系数作一 修正。由于对建筑坡地， 大多数时候设计成掉层建筑 ， 从 汶川地震震害来看，这类建筑应采用抗震缝分开 。
图2 基础底面外边缘线至坡顶的水平距离示意 （ 注： a 不得小于 2. 5m）
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工程概况
重庆某规划小区 B1 / B2 栋为山地边坡建筑， 切坡后形成 最高一阶台地建筑为 12 层， 较低一阶台地建筑 一两阶台地， 为 18 层， 全都采用抗震墙结构体系 。 该建筑边坡切坡前后 的剖面及其原始的坡面线和切坡后的轮廓线示意见图 1 。
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3. 1
解决措施
解决稳定性的问题 采用以下措施： 桩基必须具有足够的抗侧刚度 ， 对于 建筑边坡的最外一侧临空的桩基采用人工挖孔方桩 ， 同时 截面高度与宽度比在 1. 5 左右； 破裂角按 45° + /2 确定， 同时桩基必须嵌入破裂角以下稳定岩层中一段长度 ， 长度 用软件计算确定； 采用多排桩， 用基础梁拉结各桩， 共同 抵御岩石侧向压力， 同时一层地面还采取刚性楼板 ， 以此 来解决对临空桩的侧移限制 ； 桩自身必须有满足不能压曲 的要求。 3. 2 解决抗震性的问题 本建筑结构决不能设计成掉层建筑 ， 建筑边坡台地上 下建筑用抗震缝分开， 同时用地梁和一层地面的刚性楼面 来解决建筑边坡边缘的临空桩的抗震问题 ， 同时方桩之间 采用挡土板连接。 3. 3 斜向受荷问题的解决 在很多文献中， 对这种受荷桩都采用各种假设 ， 而在 设计中，笔者认为， 由于边坡桩受力复杂， 因此， 在采用 合理的模型上， 临空处的一排桩采用预应力锚索 ， 解决其 临空状态； 同时， 临空处一排桩与内侧几排桩采用地梁和 刚性楼面连结； 除了临空面桩基和下一阶台地最外侧桩 ， 其余桩都采用不对称配筋 ， 岩石压力作用侧配筋较大 。 按 照本地的人工挖孔桩经验 ， 大多数桩基设计成扁桩 ， 即沿 岩石压力作用方向， 其高度很高， 这样加大桩基沿岩石压
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几种截面见图 4 。采用桩身配置型钢主要就是桩身的抗弯刚 度加大很多，提高了抗弯和抗剪能力 ，又可减少桩的断面。
图4
桩方桩 ，这样好对纵筋配筋， 又可以配箍筋提高抗剪性能 。 同时当桩身刚度较大时 ， 可 以只以弯矩和位移乘以一个大于 1 的系数， 该系数可按文 5］ 确定，这样计算的结果可供设计采用 。 献［ （ 3 ） 必要时采取在一层地面设刚性楼板和地梁 ， 减少 临空面桩顶处的水平力集中和水平位移 ， 而且有必要设计 成多排刚架桩， 这样作的目的既可以解决抗震问题 ， 又可 ［ ID： 6630］ 对临空面处桩顶有一个很刚性的约束。
Tan Chengfa，Tang Hongqing （ HaHong Architecture Planning Surveying ＆ design CO． Ltd， Chongqing 409000 ，China） Abstract： This paper starded from a problem of mountain slope engineering foundation design building． It is mainly based on oblique loaded piles，slope stability problems， proposed targeted measures to address these issues． Oblique loaded pile problem was deeply discussed， then based on software of LI － Zheng， a simplified calculation to solve the problems pile oblique loaded． Finally，the total received several suggestions for the design． Key words： building slope ； slope stability； P － Δ effect； oblique loaded piles； m method
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基础设计面临的几个问题
基础稳定性的问题 在坡地建房， 必须解决好建筑物基础的稳定性问题 ， 1］ 对于多层建筑物浅基础 ，按照文献［ 基础边缘离边坡坡顶 必须有一定的水平距离 ，见图 2 ，即满足以下不等式：
The Foundition Design of Struction on Building Slope in Chongqing
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· 103 · 2011 年 6 月 力作用方向的抗侧刚度 。 4］ 的研究， 山地建筑边坡建筑采用桩基础 按文献 ［ 同时桩底端的岩石天然单轴 时，可以在桩上安装锚杆（ 索） ， 抗压强度要折减， 本工程只在临空处的一排桩采用预应力 锚索。 对于斜向受荷桩的 p － Δ 效应目前许多文献都有研究 ， 提出了许多数值解法，但是都是基于许多假设条件 ， 因此， 笔者针对此问题， 认真分析了本工程的采用桩的抗侧刚度 较大，而竖向力也不是太大的情况下 ， 用理正采用 m 法计 算桩基的水平位移， 同时对最大弯矩乘以一个大于 1 的系 5］ 数，此系数按文献［ 的相关条文确定。 这样做的理论依据是当支护结构产生位移后 ， 作用在 支护结构上的岩石压力会减小很多 ； 同时桩变形都是小变 形，而桩本身的抗弯能力和刚度较大 ， 而桩本身的抗失稳 5］ 能力也较强，因此，综合参考了文献［ 的规定，只采用同 1 ， 时对最大弯矩乘以一个大于 的系数 简化计算。
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重庆某建筑边坡居住建筑基础设计
谭成发，唐鸿卿
（ 重庆华弘建筑规划勘测设计有限公司 ，重庆 409000 ）
摘 要： 本文从某山地边坡建筑的基础设计所面临的 问题出发，主要是基础桩斜向受荷 、 边坡稳定等方面的问 题，有针对性的提出了解决这些问题的措施 ， 深入探讨了 此类建筑边坡需注意的问题 。 基于理正岩土软件， 采用简 化计算解决桩斜向受荷的问题 。 最后总接了几点建议， 供 设计参考。 关键词： 建 筑 边 坡； 稳 定 性； 斜 向 受 荷 桩； P － Δ 效 应； m 法 中图分类号： TU222 文献标识码： A 文章编号： 1672 － 4011 （ 2011 ） 03 － 0102 － 03 m，在依次沿着坡面线为强风化和中风化页岩 。页岩产状内 倾，勘察资料揭露岩石完整 ， 无软弱结构面。 地质剖面示 意见图 1 。