《山地建筑构造设计标准》(JGJ/T 472-2020)中对山地建筑构造的定义:建于坡地上,底部抗侧力构件的约束部位不在同一水平面上且不能简化为同一水平面时的构造。按接地类型可分为吊脚构造、掉层构造等形式,接地类型是指山地建筑构造嵌固端与地面或边坡的连接形式。
掉层构造:在同一构造单元内有两个及以上不在同一水平面的嵌固端,且上接地端以下利用坡地高差设置楼层的构造体系。
吊脚构造:顺着坡地采取是非不同的竖向构件形成的具有不等高约束的构造体系。吊脚构造是不改变坡地环境,采取是非不同的柱(或桩)将坡地架空成平台,然后在其上建筑建筑物。
02
方案设计管理要点
· 管理原则
山地建筑应充分利用山地自然环境,将建筑有机地领悟于山地自然环境中,尽可能保留原有绿化(坡地绿化)生态环境,创造一个富有优雅环境的山地建筑。
为更好地落实方案的履行性,做到工程的合理性,同时为降落本钱、节约投资,山地建筑设计应结合地形,因时制宜,依山就势,掌握风险,顺应自然,减少挖填。
· 总体方案
道路支配、建筑布局应结合地形因时制宜,依山就势支配,尽可能减少土石方量的挖填量,最大限度地降落本钱。
· 道路支配
道路支配应只管即便顺山势而走,道路标高尽可能按原始地形标高,以挖方为主,减少填方,担保路基的稳定性,最大限度地降落本钱。
方案半途径标高高于现状标高,如此,则会使得项目须要较多架空或填方量。
·建筑设计
建筑形态考虑与山地自然环境的折衷与领悟,可采纳错层、退台、吊脚楼等形式,形成高低错落有致的建筑,充分表示山地建筑的特色。
· 利用原始高差
充分利用原始地形高差,采取架空层,既减少填方量,减少挡墙,节约了投资本钱,同时又有利于下层空间的自然透风。
· 利用原始地貌
充分利用原始地形地貌,只管即便不采取高挡墙,和较大的填土;建议采取架空层,既减少填方量,减少挡墙,又节约了投资本钱。
03
构造设计管理要点
· 地质勘察
1)勘察应在拿地后立即开始初勘,初勘成果作为山地建筑方案支配的主要依据。
2)工程勘察方法除钻探手段外,应重视工程测绘、物探、槽探及坑探等方法。
3)地层变革较大时,当相邻两个勘探点戳穿的持力层层面坡度较大时,通过加密详勘孔来完善判断。
4)园地条件繁芜或有分外哀求的工程,宜进行施工勘察。对付极度繁芜地质情形(如溶洞、孤石等),有必要时进行一桩一勘。
5)对山地地下抗浮水位的剖断,应结合园地高差、台地宽度、地下室开合情形综合与地勘单位进行沟通。
6)根本地基开挖后应结合地勘资料对地层情形进行直不雅观复核,判断是否进行设计改动。
7)边坡位置土层开挖后应复核竖向地层面与地勘是否符合,岩层应检讨岩面裂隙发育情形和完全性。
· 荷载与浸染
1)风荷载的打算和考虑地形条件的风压高度变革系数的改动应按《荷载规范》规定实行。
2)当须要在条状突出的山嘴、高耸伶仃的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时,除担保其在地震浸染下的稳定性外,尚应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放大浸染。
3) 支挡构造应同时考虑岩土压力和水压力的浸染。浸染于支挡构造的土压力和水压力,对砂性土应按水土分算打算;对黏性土可按水土合算打算,也可按地区履历确定。
4)对付岩质边坡,当桩根本埋深穿越岩层分裂面且根本周边与岩石间设有软性弹性材料隔离层或进行了空位布局处理时,可不考虑桩根本的竖向荷载对边坡支挡构造的影响,嵌固端以上桩身应按框架柱进行设计。
· 一样平常规定
1)对建筑物有潜在威胁或直接危害的滑坡、泥石流、危岩崩塌、滚石、落石以及岩溶、土洞强烈发育地段,不应选作培植园地。
2)山地建筑构造设计应担保根本嵌固条件的有效性,用作构造嵌固的边坡应达到罕遇地震浸染下不毁坏的性能哀求。应采纳方法担保园地及边坡的稳定性。
3)山地建筑应结合山地地形、岩土边坡条件和建筑功能等成分支配。应充分利用地形、地貌,平面和园地竖向高程设计应考虑山地斜坡的走向和坡角,依山就势,采取合理的山地建筑构造形式,不应对原地貌进行大开挖和深填方。
4)建筑总平方案阶段,可采取土方打算软件或BIM软件剖析打算拟建建筑标高和园地标高之间的关系,使园地挖填只管即便平衡。
5)对道路的总长度和宽度进行严格的掌握,采取适宜园地特点的路网构造和断面设计,路基只管即便放在挖方地带。
6)施工过程中,需考虑因挖方、填方、堆载和卸载等对山坡稳定性的影响。
7)掉层构造两相毗邻地端之间的高度差、吊脚构造最低和最高接地端之间的高度差应符合规定。
· 构造根本
1)山地建筑除进行地基承载力和变形打算外,还须进行稳定性的打算。
2)高层根本埋深不知足规范哀求时,需验算大震工况下的整体抗倾覆稳定,必要时需设置抗倾覆岩石锚杆。
3)构造单元的根本不宜设置在性子截然不同的地基持力层上。一样平常同一构造单元不宜部分采取天然地基部分采取桩基。若持力层为岩石地基时可部分采取天然地基部分采取桩基,但应考虑水平荷载对桩基的影响。
4)天然独立根本的底标高不同时,一样平常情形下,高差与水平间隔之比应知足1:1.5~2(一样平常土),1:1~1.5(强风化岩),1:1(中风化岩)。
5)浅根本持力层局部超挖时,应针对不同深度制订不同方法,如深换填、加高柱长或桩(墩)承载等。
6)位于斜坡或临近坡顶的桩根本应考虑桩与坡地的相互影响,不宜采取挤土桩,桩端应设置在边坡或斜坡潜在分裂面以下足够深度的稳定岩土层内。
7)施工顺序一样平常先建深后建浅,先建重、高部分,后建轻、低部分,先桩基、后天然根本。前辈行位于下部的边坡挡墙施工,再进行上部主楼构造施工。
· 边坡挡墙
山地建筑中,设计好挡土墙的意义重大,挡土墙是影响到上部构造设计的关键。
常日坡地建筑挡土墙设计做法有两种:
(1)考虑挡土墙与主体构造分开。该做法受力清晰,并有利于室内防水及防潮,但挡土墙单独设置会增加岩石的开挖量,延长工期并增加工程造价,而且挡土墙与主体构造分开施工会使施工周期加长,同时由于挡土墙单独设置建筑利用空间变小,影响建筑效果。
(2)结合主体构造支配挡土墙。该做法将挡土墙与相应部位主体构造联合设计,底板、顶板及挡土墙等组成合理的空间构造,可避免方法(1)的缺陷。受力剖析相对繁芜,可采纳相应剖析方法和布局方法担保构造安全。此时,挡土墙必要有足够刚度,使墙身在土压力浸染下不发生移动或迁徙改变。
当土质边坡高度大于5m、岩质边坡高度大于8m时,边坡的侧向土压力较大,在有地震浸染效应参与组合时,对主体构造的受力和变形的影响较大。考虑到支挡构造与主体构造相连会导致主体构造的传力不明确,故宜设独立的支挡构造。当岩土侧压力较小、采取主体构造及地下室兼做支挡构造时,主体构造、根本应考虑边坡岩土侧压力和水压力的浸染;主体构造应考虑地下室侧墙引起的构造刚度偏幸,并采纳相应的方法;地下室外墙应进行防水抗渗设计。
山地建筑构造上接地与下接地之间的边坡宜采取独立的支挡构造。当设防烈度为7度及以下、土质边坡高度小于5m或岩质边坡高度小于8m,且主体构造能适应相应的岩土侧压力浸染时,可利用主体构造或地下室侧墙兼做支挡构造,并打算复核主体构造的抗倾覆及滑移验算。
掌握挡土墙高度,可采取分台、顶部放坡等方法降落挡墙高度。高差1.5m以内的填方无须设置挡墙,建议以240mm厚砖墙支挡。
挡墙高度在8m及以上造价较高,应只管即便采取高度在8m及以下墙型。挡土墙在4m及以上高度采取衡重式较为经济,4m以下采取俯斜式较为经济。
· 上部构造
1)地下室外墙为一壁以上开口时,侧面无覆土不能形成有效侧限约束,主楼构造高度嵌固端宜设置于地下室底板。
2)位于坡顶的地下室侧面有覆土哀求,当支护平面尺寸限定且竖向高度较大时,可考虑采取结合地下室设置构造空腔的办法。
3)对付吊脚、掉层构造,构造打算高度须要从较低标高算起,按竖向构件的实际高度来界定构造的打算高度。应把稳避免因此主楼由多层构造变为高层构造的情形。
4)构造嵌固真个选取需复核地下室或吊脚构造等是否知足下部刚度大于上部建筑刚度的2倍。并对顶板采纳靠近嵌固层的加强方法,对地上一层进行包络设计。
5)靠近挡墙位置应考虑主楼根本附加应力对挡墙的不利影响,靠近挡墙区域的根本应落在挡墙土体的滑裂面下。
6)对付吊脚构造,吊脚部分抗侧刚度不宜小于上层相应构造部分,受剪承载力不宜小于其上层相应部位竖向构件的受剪承载力之和的1.1倍;对付掉层构造,上接地层掉层范围内构造抗侧刚度不宜小于上层相应构造部分,掉层层间受剪承载力不宜小于其上层相应部位竖向构件的受剪承载力之和的1.1倍。
7)下列情形应进行干系稳定性剖析:
a)填土底面的天然坡度大于 20%时,应验算稳定性;
b)下卧基岩表面坡度大于 10%时,除考虑不屈均沉降外,还要考虑地基的稳定性;
c)拟建园地的周边,存在影响建筑物安全的边坡临空面;
d)建在坡上或坡顶的建筑物;
e)对付全体园地不同标高处的边坡支护,应联合进行整体稳定性剖析。
· 专业协同
1)景不雅观方案设计需与建筑方案、边坡方案设计同步推进,互提资料交圈,特殊把稳入户及室外平台、楼梯位置。
2)对付山地项目的台地、挡墙位置,在必要的地方应考虑增加栏杆,增强安全性。
3)沿边坡挡墙的景不雅观设计,应结合边坡挡墙的详细做法进行绿化。高差较大,放坡困难地段,挡土墙进行阶梯式处理结合植物营造垂直景不雅观;对付土质较好,高差不大的园地,只管即便设置斜坡,节约本钱。
4)管线敷设穿挡土墙时应同挡墙设计单位合营管道敷设详细位置,把稳穿挡墙位置预留洞做法。
5)管线支配应只管即便避开高回填区域,降落由于地基沉降引起管网漏水、爆管、线缆断裂等情形的发生概率。
04
常见问题及处理
· 问题1:
由于阵势陡峭,勘察孔部分无法施工,导致在设计阶段勘察资料不愿定,仅能根据周边孔位及履历进行参考。山地持力层变革大,勘察孔之间的根本由于持力层实际埋深不同,导致实际的根本形式与设计图纸有差异。
勘察钻探取芯的办法对付岩石裂隙发育程度的剖断有局限性。当场地土层有存在岩脉侵入,形成垂直陡变时,常日的详勘孔可能不会揭示此类情形。
处理:结合规范哀求,适当增加详勘钻孔数量并结合物探等勘察方法;园地开挖后补充进行施工详勘;园地开挖过程中,及时对地层情形进行查勘并调度设计;根本和边坡支护设计图纸做好事前本钱调度风险提示。
· 问题2
山地建筑方案设计中,边坡挡墙的边界条件及做法没有及时准确反馈,对方案落地履行造成不利影响。
处理:应提早确定边坡支护设计单位,宜与建筑施工图设计单位同时确定,参与到建筑方案设计的合营过程。
· 问题3
山地建筑设计对付红线范围外可能影响到本项目的干系成分没有特殊加以考虑。例如山体河道的排洪泄洪,红线外高土坡等影响。原始地形地貌因山地开拓过程中发生变革,原勘测资料中的地形标高发生调度, 设计过程中忽略此影响。
处理:对山地项目应加强地质及环境磨难性剖析,探明是否存在不良的地质布局, 对断层、滑坡、下陷等地质磨难及山洪等发生可能性做出判断及提出办理方案;在开展设计前应及时对山地地形现状进行勘测复核。
总 结
山地建筑项目设计要点,包括山地建筑整体布局设计,山地建筑功能区构造设计,山地建筑地下室构造设计。进行山地建筑设计时,把握整体布局的构造特点,在山地建筑功能区的设计上知足用户需求,在进行山地建筑地下室构造设计时考虑其构造的合理性和终极抗震效果,担保山地建筑的工程质量,达到最佳的设计效果。
山地建筑的构造形式应有效的结合山地的地形以及当地的水文地质条件,以提升山地建筑的设计质量。