摘要： 以某医院工程实例，分析了建筑结构的特点，如结构和地基的稳定性、多个嵌固层、依山地下室等，并提出了相应的处理办法。 关键词 ：坡地建筑；岩体稳定性；嵌固层；依山半地下室
Abstract: a hospital with engineering examples, this article has analyzed the structure characteristics, such as structure and foundation stability, more solid layer, as the embedded in the basement, and put forward the corresponding treatment measures.
Keywords: sloping architecture; Rock mass stability; Embedded solid layer; As the half the basement
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
工程建筑面积2.5×103m2。按建筑功能划分为A 区和B 区，A 区地下1 层，地上4 层；B 区地上6 层。工程依山而建，A区3 层、4 层和屋面分别与B 区首层、2 层、3 层相连。由于受建筑功能布置的限制，本工程A 区和B 区采取不分缝结构设计。
2 地基处理及基础设计
2. 1 地质水文条件
本工程拟建建筑场地地势较为陡峭，位于山坡中部，可能存在山体稳定性的安全问题；工程建设需开挖部分山体，也存在山体稳定性的安全问题。根据国务院《地质灾害防治条例》的有关规定和《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）[1]的规定，应对场地的山体稳定性进行专门的勘察和评价，对山体开挖、工程施工及工程竣工后场地可能发生地质灾害进行评价。根据地质灾害的评估结果，拟建场地所处区域范围内无影响场地稳定性的不良地质作用，适宜作为建筑场地；但场地位于山前地带，地质条件复杂，围岩护坡高度超过20m，在暴雨等极端天气条件下可能存在滑坡和泥石流等地质灾害隐患。
本工程拟建场区地层上部为人工填土，其下为第四系坡积物和岩层，自上而下分为4 大层。第①层为人工填土，主要为灰渣、砾石和建筑垃圾；第②层为山前坡积物，风化程度很高，为角砾含土，以坡积的碎石和角砾为主，砾径不等，菱角锋利，层间夹有粉质黏土，土的含量不均；第②层以下为岩层，为侏罗系南大岭组的基性浅成或喷出岩浆岩—玄武岩；第③层为强风化玄武岩，岩体破碎，裂隙很发育，结构大部分被破坏；第④层为中风化玄武岩，裂隙发育，岩体较完整；第⑤层为微风化- 完整玄武岩，岩芯完整。勘察范围内未发现地下水，在进行建筑物基础设计和施工时可不考虑地下水影响。
2. 2 基础设计
从以上地质条件可以看出，第③层和第④层都是理想的持力层。A 区地下1 层3.9m 高，为全地下室，基底标高处即为第③层和第④层，为减少岩土开挖量，同时复核基础沉降差，A 区采用独立基础，基础持力层为第③层和第④层。取基础埋深1.5m，地下室底板设建筑配筋地面，可减少岩石继续风化。
B 区首层和2 层均设有基础，且处于坡体台阶上部，没有全地下室，岩体外露。根据勘察钻孔资料，B区采用独立基础，基础持力层选定为第④层中风化玄武岩。为避免地基风化和溶蚀，适当加深基础埋深，取2.5m，同时做好地面排水设计。
B 区与A 区交接处，存在9m 高的岩石坡体。岩体以上的B 区基础的荷载可能对岩体产生不利影响。设计时采取以下主要措施保证坡体以上岩体和建筑物的稳定：当B 区基础底部岩石裂隙面的倾斜角度和倾斜方向背向A区时，岩体稳定受影响较小，但由于基坑开挖对岩层的连续性和整体性可能破坏，仍有整体失稳的可能，为增强B 区基础的整体性和稳定性，独立基础之间设置基础拉梁，并设置200mm 厚的构造底板，加深与A 区相邻的基础的埋深，使基底应力扩散范围内无岩体临空面。当B 区基础底部岩石裂隙面的倾斜角度和倾斜方向朝向A 区时，除采取上述措施外，应对岩体进行处理，采用挡土墙和预应力锚杆的永久性支护方案，既可以保证岩体和上部结构的稳定，又可以保护岩体减少风化侵蚀。
3 多个嵌固层的处理
由于受建筑功能布置的限制，本工程A 区和B区采取不分缝结构设计，A 区和B 区同为一个计算单元。A 区地下1 层全部埋于地下，嵌固于首层，绝对标高63.400m；B 区没有全部埋于地下的楼层，嵌固于基础，而B 区基础依地势分别位于B 区首层和2 层，绝对标高分别为76.300m，80.700m。可见，本工程有3 个嵌固楼层，而每个嵌固楼层仅对局部抗侧力构件进行了6 个自由度的约束。
在A 区地下1 层设置全地下室，在B 区首层和2 层设有基础的柱底、剪力墙底施加支座固接约束。针对多个嵌固层，计算中采用与实际相符的计算模型，为验证程序和模型的可靠性，同时采用PKPM 和ETABS 计算。
从概念上把握结构的整体抗震性能，应该加强A 区和B 区的整体性，充分利用B 区两层局部嵌固对整体结构的有利影响：A 区3 层和B 区首层、A 区4 层和B 区2 层均采用框架梁+ 厚板的楼盖体系，并双向双层配筋，配筋率不小于0.2%，增强楼板整体性和传递地震力的能力。
对A 区结构而言，上下端均被嵌固，重点应该防止中部扭转作用，故设计时在A 区远离B 区部分加设剪力墙，以增加其抗扭转的能力。对B 区结构而言，主要针对底部3 层，由于A区结构对其的拖累作用，使得B 区底部承受较大的地震剪力，设计时采用加设剪力墙、加大基础埋深、原槽开挖基坑、加设基础拉梁和构造底板的方法予以增强，同时控制底部3 层的扭转位移比。
4 依山半地下室的设计
坡地建筑均依山而建，建筑师根据地势进行楼层和功能布置，势必造成依山半地下室，即4 面中至少有1 面没有被岩土遮挡（这里称有岩土遮挡的一面为迎坡面）。本工程A 区首层、2 层的东侧和北侧没有被岩土遮挡，而西侧和南侧为山体，为迎坡面；同样，B 区首层、2 层的东侧和北侧没有被岩土遮挡，而西侧和南侧为山体，为迎坡面。按照通常做法，在迎坡面设置钢筋混凝土外墙作为挡土墙，但是这样带来两个问题：第一，由于设置的钢筋混凝土外墙对于整个建筑不对称布置，加上外墙刚度极大，所以造成结构刚心与质心偏离较大，结构扭转严重；第二，由于钢筋混凝土外墙与岩体直接接触，岩体振动直接传给结构，从而使结构在嵌固层以上受到不确定的水平地震力，对结构产生不利影响。基于以上分析，本工程采取护坡与结构主体完全分离的设计方法，避免了以上问题的发生。
5 上部结构的设计
5. 1结构选型
本工程位于8 度区，地震基本加速度值0.2g，Ⅱ类场地；属于重点设防类（乙类）建筑。为确保结构安全，设置两道防线，本工程采用框架- 剪力墙现浇混凝土结构体系。
5. 2 计算结果的分析
由于本工程形体复杂，为验证计算程序和模型的可靠性和准确性，本工程同时采用PKPM 和ETABS 计算，并对计算结果进行比较分析。以下是两个程序的主要计算结果对比：
分析总结上表中数据，可得：ETABS 计算结果与SATWE 计算结果吻合较好，说明建立的计算模型以及计算结果是可靠的。
表1 两个软件主要计算结果
注：结构总质量为活载折减后的结果，层间位移角层号为计算层号
6 结语
1）坡地建筑基础设计前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；虽然场地无滑坡和泥石流危险，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。
2）坡地建筑由于建筑功能原因确实不能分缝设计时，除出现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。
3）按普通地下室设计依山地下室会导致结构刚心和质心严重偏离，造成结构扭转严重，同时会使地震力直接传递房屋中部，应采取“营造平地环境”的做法，使结构与坡地岩体分离。
4） 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。
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