徐 麟， 隋 曉， 張文華， 周 定， 彭林海， 范圣杰， 楊軼宇

(1 廣州容柏生建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)事務(wù)所(普通合伙)，廣州 510170；2 大悅城控股集團(tuán)股份有限公司，北京 100020)

0 引言

與常規(guī)建筑相比，山地建筑的顯著特點(diǎn)是需要重點(diǎn)關(guān)注邊坡和主體結(jié)構(gòu)的相互作用和影響。進(jìn)行山地建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)評(píng)估并采取措施，如上部結(jié)構(gòu)的水平荷載和場(chǎng)地邊坡、基巖分布的不均勻性和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、場(chǎng)地標(biāo)高和地下室結(jié)構(gòu)的關(guān)系等。

在通常的山地超高層設(shè)計(jì)案例中，偏重于考慮上部結(jié)構(gòu)水平力對(duì)場(chǎng)地巖土穩(wěn)定性的影響。例如在重慶來(lái)福士廣場(chǎng)項(xiàng)目中，工程師面臨極其復(fù)雜的土質(zhì)和巖土質(zhì)混合高邊坡，重點(diǎn)對(duì)項(xiàng)目?jī)蓚?cè)場(chǎng)地在靜力和地震作用下的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并在分析過(guò)程中考慮了場(chǎng)地巖土與主體結(jié)構(gòu)的交互影響[1]。重慶來(lái)福士廣場(chǎng)項(xiàng)目運(yùn)用二維、三維有限元模型的彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析方法，評(píng)估邊坡在地震作用下的穩(wěn)定性安全系數(shù)和可能產(chǎn)生的滑移、震陷。為提高場(chǎng)地邊坡和堤岸擋墻的穩(wěn)定性，采用支護(hù)樁對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行加固，分析了三水準(zhǔn)地震作用下樁的內(nèi)力，判斷其工作狀態(tài)[2]。

本文以“重慶大悅城”項(xiàng)目為例，除參照以往類似項(xiàng)目的原則開展考慮主體結(jié)構(gòu)水平力的場(chǎng)地巖土穩(wěn)定性分析之外，重點(diǎn)以主體結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)為研究對(duì)象，介紹了復(fù)雜山地條件對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特殊影響，同時(shí)借鑒地上結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)的方式，給出了三水準(zhǔn)地震作用下的基礎(chǔ)穩(wěn)定性的相關(guān)設(shè)計(jì)原則和方法。

1 項(xiàng)目概況

“重慶大悅城”項(xiàng)目位于重慶市渝北區(qū)中央公園，鄰近地鐵5號(hào)線和10號(hào)線，主體結(jié)構(gòu)由三棟獨(dú)立辦公樓和一座商業(yè)裙房組成；地面以下設(shè)置四層地下室，高度均為18.4m，功能為地下商業(yè)、停車庫(kù)和設(shè)備用房，項(xiàng)目效果圖如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目效果圖

本項(xiàng)目為邊坡建筑且一側(cè)存在吊腳，結(jié)構(gòu)高度從地下室底板計(jì)算，三棟塔樓結(jié)構(gòu)高度為112.4，133.6，183.3m。商業(yè)裙房分南北區(qū)塊，通過(guò)弧形連橋和頂部斜向布置的通廊相連。本工程南北向長(zhǎng)約212m，東西向長(zhǎng)約203m，裙樓與塔樓在1層以上設(shè)置結(jié)構(gòu)縫脫開。建筑首層平面示意圖見圖2。

圖2 建筑首層平面示意圖

2 設(shè)計(jì)條件

2.1 結(jié)構(gòu)主要設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 3—2010)[3]第3.9節(jié)，本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)基本參數(shù)如下：設(shè)計(jì)使用年限為50年，建筑安全等級(jí)為二級(jí)，抗震設(shè)防類別為乙類；本場(chǎng)區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，地震設(shè)計(jì)分組為第一組，場(chǎng)地類別為Ⅲ類，特征周期為Tg=0.45s。本項(xiàng)目位于坡頂，從基底至坡腳高度為36m，邊坡角度為24°，根據(jù)《山地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T 472—2020)[4]第4.2.2條判定，水平地震動(dòng)放大系數(shù)λ取1.4，水平地震影響系數(shù)最大值αmax=0.056，50年重現(xiàn)期基本風(fēng)壓為w0=0.40kPa，地面粗糙度為C類。

2.2 地基條件

場(chǎng)地原始地形為構(gòu)造剝蝕低山河谷地貌，寬緩淺丘山包和沖溝相間分布，總體地勢(shì)東北高、西南低，場(chǎng)地最高點(diǎn)位于場(chǎng)地東北側(cè)紅線附近市政道路邊緣，最低點(diǎn)位于場(chǎng)地西側(cè)南河道附近，邊坡總高度超過(guò)55m。場(chǎng)地中央為沖溝，沖溝兩側(cè)基巖面坡度較陡，約20°～35°，沖溝內(nèi)覆蓋厚度為25m的欠固結(jié)填土，填土?xí)r間為近1～5年。場(chǎng)地基巖由泥巖和砂巖交錯(cuò)層疊而成，層面與水平面的夾角為28°～75°。主體結(jié)構(gòu)與邊坡關(guān)系詳見圖3，場(chǎng)地底板標(biāo)高處基底基巖分布詳見圖4。本文所有平面圖均以正上方為北方。

圖3 主體結(jié)構(gòu)與邊坡關(guān)系示意圖

圖4 場(chǎng)地底板標(biāo)高處基底基巖分布

場(chǎng)地地下水貧乏，無(wú)穩(wěn)定地下水位。填土為強(qiáng)透水層，根據(jù)項(xiàng)目《巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告》(簡(jiǎn)稱詳勘報(bào)告)，建議車庫(kù)底板下設(shè)置排水盲溝，并加強(qiáng)抽排水措施，綜合判斷地下水對(duì)基礎(chǔ)影響較小。

因沖溝及填土的影響，地下室西北角和東南角中風(fēng)化基巖出露，巖體完整性及強(qiáng)度均較好，相應(yīng)基礎(chǔ)豎向承載力和水平承載力均很高。場(chǎng)地中部區(qū)域?yàn)楹穸炔痪鶆虻那饭探Y(jié)填土，進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮樁基礎(chǔ)負(fù)摩阻力的下壓力影響。同時(shí)，填土區(qū)土質(zhì)較松散，在填土區(qū)進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工易發(fā)生塌孔，對(duì)基礎(chǔ)穩(wěn)定性也非常不利。為提高填土區(qū)域樁基礎(chǔ)水平承載力，并改善樁基礎(chǔ)施工條件，對(duì)厚填土區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)夯處理。由于地震力和側(cè)土推力具有不均勻性，經(jīng)論證，對(duì)地震作用力最集中的165m高的塔樓C及承擔(dān)側(cè)土推力最大的地下室東北角兩個(gè)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行旋噴樁處理，將上述兩個(gè)區(qū)域的樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m值(簡(jiǎn)稱m值)由8MN/m4提高到15MN/m4。地基處理后，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)實(shí)測(cè)重點(diǎn)區(qū)域的m值，對(duì)基礎(chǔ)抗水平力設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

2.3 環(huán)境邊坡對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響

本項(xiàng)目場(chǎng)地環(huán)境非常復(fù)雜，場(chǎng)地南側(cè)是高達(dá)36m、傾角為24°的高邊坡，為保證邊坡的穩(wěn)定，對(duì)南側(cè)邊坡不穩(wěn)定填土進(jìn)行削坡處理(未來(lái)不考慮回填)，目的是減小填土的下滑力，提高極端工況下的邊坡穩(wěn)定性；場(chǎng)地東側(cè)建設(shè)地鐵車站和地鐵運(yùn)行區(qū)間，對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形提出了很高的要求，經(jīng)研究確定對(duì)東側(cè)地下室實(shí)行退階，從而對(duì)支護(hù)樁板形成反壓，控制樁板擋墻的水平變形。上述支護(hù)設(shè)計(jì)對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響有以下三點(diǎn)：1)地下室北側(cè)擋土，南側(cè)臨空，主體結(jié)構(gòu)需考慮不平衡側(cè)土壓力的影響；2)結(jié)構(gòu)嵌固端置于基礎(chǔ)頂部，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)需考慮上部結(jié)構(gòu)傳遞的地震作用；3)因南側(cè)削坡，東側(cè)分階退臺(tái)，形成局部吊腳和掉層結(jié)構(gòu)，見圖5，6。

圖5 東側(cè)地下室退階剖面示意圖

圖6 南側(cè)典型邊坡剖面示意圖

3 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007—2011)[5]第6.1，6.2節(jié)的相關(guān)規(guī)定，本項(xiàng)目的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，需進(jìn)行承載力和變形的驗(yàn)算。

根據(jù)項(xiàng)目詳勘報(bào)告，本項(xiàng)目場(chǎng)地巖層為砂巖和泥巖，二者交錯(cuò)層疊出現(xiàn)。砂巖承載力高，飽和抗壓強(qiáng)度為32.4MPa；泥巖承載力低，天然抗壓強(qiáng)度為7.21MPa。

參考《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94—2008)[6]第3.4.5條，同時(shí)結(jié)合塔樓豎向承載力及基礎(chǔ)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求，確定中風(fēng)化泥巖作為樁基礎(chǔ)持力層，基礎(chǔ)布置示意見圖7，圖中線框?yàn)榈叵率彝廨喞?/p>

圖7 基礎(chǔ)布置示意圖

最終基礎(chǔ)方案如下：

(1)在中風(fēng)化泥巖層埋深較淺的區(qū)域，采用短樁基礎(chǔ)。裙樓區(qū)域柱底軸力為8 000～20 000kN，采用平面邊長(zhǎng)為3～4m的方形短樁基礎(chǔ)，短樁有效長(zhǎng)度為4～8m。

(2)在中風(fēng)化巖層埋深較深的區(qū)域，采用常規(guī)樁基礎(chǔ)。柱底軸力為8 000～25 000kN，采用一柱一樁，樁徑為1.2～2.5m。樁間設(shè)基礎(chǔ)梁，梁截面尺寸為600×800。

(3)塔樓核心筒下采用多樁承臺(tái)，塔樓A外框柱下采用一柱一樁，塔樓C東側(cè)外框柱下采用一柱兩樁，樁徑2.5m。

(4)因場(chǎng)地巖面坡度大，結(jié)合基礎(chǔ)穩(wěn)定性的要求，確定樁基礎(chǔ)嵌巖深度1～3d(d代表樁身直徑)，同時(shí)應(yīng)滿足45°剛性角的要求，如圖8、圖9所示。

圖8 基礎(chǔ)剖面示意圖

圖9 典型樁基礎(chǔ)嵌巖示意圖

4 基礎(chǔ)水平力分析

圖10 場(chǎng)地剖面位置示意圖

(1)A-A剖面，東側(cè)為永久支護(hù)，西側(cè)為邊坡，兩側(cè)均無(wú)側(cè)土壓力。

圖11 場(chǎng)地剖面圖

(2)B-B剖面，東側(cè)為臨時(shí)支護(hù)，分階放坡，西側(cè)為主體結(jié)構(gòu)擋土，兩側(cè)均有側(cè)土壓力，且地勢(shì)平緩，不平衡側(cè)土壓力為1 996-1 334 =662kN/m。由于西側(cè)基巖出露，不平衡側(cè)土壓力引起主體結(jié)構(gòu)的水平變形小。

(3)1-1剖面，場(chǎng)地西北側(cè)采用結(jié)構(gòu)架空，不平衡側(cè)土壓力為155kN/m。因西北場(chǎng)地內(nèi)基巖較淺，大部分側(cè)土壓力可通過(guò)基礎(chǔ)與基巖的摩擦力直接傳遞給基巖。

(4)2-2剖面，場(chǎng)地東北采用結(jié)構(gòu)架空，南側(cè)為巖質(zhì)邊坡，南側(cè)雖有局部填土，但基巖層面方向與邊坡方向一致，且面積不大，偏安全地，不考慮該填土的有利作用。不平衡側(cè)土壓力為947kN/m。該剖面?zhèn)韧翂毫鬟f路徑上有較厚的填土，需考慮樁周土水平抗力。

對(duì)主體結(jié)構(gòu)承擔(dān)的不平衡側(cè)土壓力、風(fēng)荷載、地震作用進(jìn)行初步分析，結(jié)構(gòu)基底水平反力匯總詳見表1，表中基底剪力已考慮山地建筑抗震不利地段地震作用放大系數(shù)1.4。由表1可知，風(fēng)荷載引起的基底水平反力為地震作用引起的基底水平反力的1/4，在本項(xiàng)目基礎(chǔ)水平反力分析中不起控制作用。因南北向不平衡側(cè)土壓力與地震作用產(chǎn)生的水平反力相當(dāng)，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011—2010)[8]第5.4.1條，后續(xù)分析中，主要考慮不平衡側(cè)土壓力與地震作用的組合。

結(jié)構(gòu)基底水平反力及其與側(cè)土壓力比例 表1

5 基礎(chǔ)穩(wěn)定性的研究機(jī)理和控制目標(biāo)

傳遞到基礎(chǔ)的不平衡水平力主要分為不平衡側(cè)土壓力、地震作用、風(fēng)荷載作用三部分，其中不平衡側(cè)土壓力和地震作用占大部分，最終通過(guò)以下三種方式傳遞給大地：

(1)基底與巖石的靜摩擦力：結(jié)構(gòu)自重所引起的靜摩擦力能否保證基礎(chǔ)穩(wěn)定是本項(xiàng)目前期研究的重點(diǎn)之一。各區(qū)域恒載及其產(chǎn)生的基巖靜摩擦力詳見表2。由表2可知，兩個(gè)基巖區(qū)域靜摩擦力合計(jì)約75.3萬(wàn)kN，足以抵抗土推力與小震作用之和(28.3萬(wàn)kN)，但不足以抵側(cè)土壓力與大震作用之和(107.4萬(wàn)kN)。同時(shí)，基底靜摩擦力僅分布于西北角和東南角，這兩個(gè)區(qū)域恒載只占全部恒載的23%。地震作用力集中于中部，而靜摩擦力集中在角部，基底和巖石的靜摩擦力不能完全抵抗地震作用。大震作用下，靜摩擦有可能轉(zhuǎn)化為滑動(dòng)摩擦狀態(tài)，而滑動(dòng)摩擦系數(shù)實(shí)際難以通過(guò)試驗(yàn)確定。同時(shí)，由于地震作用的多向性，對(duì)結(jié)構(gòu)有拋擲作用，基底靜摩擦力大幅降低。經(jīng)過(guò)反復(fù)論證和當(dāng)?shù)貙＜以u(píng)審，本項(xiàng)目偏于安全，沒有考慮靜摩擦力或者滑動(dòng)摩擦力對(duì)基礎(chǔ)穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)。

高考備考是一場(chǎng)智謀的戰(zhàn)役，《孫子兵法》恰好具備這樣的智慧。所以，我在語(yǔ)文備考中借助兵法中的三法做了一點(diǎn)思考和實(shí)踐。事實(shí)證明，高考成績(jī)出來(lái)，我所帶的兩個(gè)班的語(yǔ)文平均分分別是108.2及103.6，效果可見一斑。我相信，語(yǔ)文教師如果能多儲(chǔ)備一些這樣的方略，讓語(yǔ)文備考成為智謀的藝術(shù)，那么在高考這場(chǎng)無(wú)硝煙的戰(zhàn)場(chǎng)上，一定會(huì)達(dá)到“百戰(zhàn)不殆”的境界。

結(jié)構(gòu)恒載和基巖靜摩擦力統(tǒng)計(jì)/kN 表2

(2)樁基礎(chǔ)嵌入巖石的機(jī)械嵌固力：這部分抵抗上部結(jié)構(gòu)傳遞來(lái)的水平荷載，傳力效率最高、也最經(jīng)濟(jì)?；A(chǔ)穩(wěn)定性取決于嵌巖短樁基礎(chǔ)和巖石的水平承載能力，如何增加二者的承載力儲(chǔ)備是本項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵?；鶐r承載力及嵌巖基礎(chǔ)承載力應(yīng)滿足主體結(jié)構(gòu)大震下的基底水平力要求。

(3)樁基礎(chǔ)與邊坡土體的相互作用：由于本項(xiàng)目填土較厚，土體欠固結(jié)，抵抗水平力效率低，在變形協(xié)調(diào)前提下，樁基礎(chǔ)和邊坡土體相互作用，造成樁基礎(chǔ)仍分擔(dān)一部分水平力，需要對(duì)其進(jìn)行水平承載力復(fù)核，以確保樁基礎(chǔ)的安全可靠。同時(shí)，樁基礎(chǔ)分擔(dān)的水平力最終傳遞給邊坡土體，邊坡應(yīng)考慮樁基礎(chǔ)的加載作用進(jìn)行穩(wěn)定性復(fù)核。樁基礎(chǔ)水平承載力及邊坡穩(wěn)定性均應(yīng)滿足側(cè)土壓力+中震作用組合的受力要求，基礎(chǔ)水平力傳遞路徑如圖12所示。

圖12 基礎(chǔ)水平力傳遞示意圖

經(jīng)過(guò)反復(fù)論證，本項(xiàng)目將基礎(chǔ)和底板設(shè)為關(guān)鍵構(gòu)件，并制定相應(yīng)的性能目標(biāo)，如表3所示。

地下室和基礎(chǔ)部分關(guān)鍵構(gòu)件抗震性能目標(biāo) 表3

6 基礎(chǔ)穩(wěn)定性的分析模型

采用MIDAS Gen建立用于分析基礎(chǔ)水平力的計(jì)算模型，將塔樓、裙樓、地下室、基礎(chǔ)全部整合為一個(gè)基本模型，如圖13所示?？紤]豎向荷載、地震作用、風(fēng)荷載作用、側(cè)土壓力作用等工況，地下室側(cè)壁上不施加側(cè)限。

圖13 主體結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)模型示意圖

基礎(chǔ)模型中，西北角及東南角采用短樁基礎(chǔ)，深填土區(qū)域改用常規(guī)樁基礎(chǔ)，所有樁基礎(chǔ)長(zhǎng)度均按實(shí)際樁長(zhǎng)輸入，樁底設(shè)置不動(dòng)鉸支座，樁頂設(shè)水平彈簧支座。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330—2013)[9]第13.2.5條及重慶市《建筑樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工驗(yàn)收規(guī)范》(DBJ 50-200—2014)[10]第5.5.4條，對(duì)土質(zhì)地基樁基礎(chǔ)水平剛度按“土質(zhì)地基系數(shù)m法”取值，對(duì)巖質(zhì)地基的樁基礎(chǔ)水平剛度按“巖質(zhì)地基系數(shù)k法”取值。

基礎(chǔ)約束條件如圖14所示，驗(yàn)算樁基礎(chǔ)、短樁基礎(chǔ)水平承載力時(shí)，采用模型一；進(jìn)行基礎(chǔ)抗滑移驗(yàn)算時(shí)，采用模型二。對(duì)于模型二，取消樁側(cè)彈簧，削弱樁水平剛度，使短樁基礎(chǔ)承擔(dān)絕大部分不平衡水平力。

圖14 基礎(chǔ)約束條件示意圖

7 基礎(chǔ)整體穩(wěn)定性分析

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94—2008)第5.7節(jié)的要求，確定本項(xiàng)目基礎(chǔ)整體抗滑移控制標(biāo)準(zhǔn)為：在側(cè)土壓力+小震作用工況下，基礎(chǔ)頂水平位移不超過(guò)6mm。

因地下室東側(cè)存在掉層結(jié)構(gòu)，地下1，2層樁基礎(chǔ)在樓面的帶動(dòng)下發(fā)生較大的水平變形，為控制其變形，掉層區(qū)設(shè)置斜底板從地下1層底板連接到地下4層底板(圖15)，以使掉層區(qū)的側(cè)土壓力更加直接地傳遞到地下4層底板，同時(shí)將地下室所有樁基礎(chǔ)頂部結(jié)合成一個(gè)整體，大大減小了掉層區(qū)基礎(chǔ)在水平力作用下的變形。

圖15 地下室東側(cè)掉層區(qū)斜底板剖面圖

根據(jù)整體模型(模型一)的計(jì)算分析結(jié)果，在側(cè)土壓力+小震作用工況下，底板整體變形如圖16所示?；A(chǔ)頂部最大東西向位移為3.90mm，最大南北向位移為3.44mm，滿足小于6mm的預(yù)設(shè)性能目標(biāo)。

圖16 基礎(chǔ)水平變形示意圖/mm

本工程西北角和東南角巖面埋深淺，采用短樁基礎(chǔ)，將水平力更直接地傳給基巖。在短樁基礎(chǔ)和基巖的驗(yàn)算中，采用計(jì)算模型二，減小長(zhǎng)樁基礎(chǔ)的有利貢獻(xiàn)，使絕大部分水平力由短樁基礎(chǔ)承擔(dān)，短樁基礎(chǔ)和基巖承載力均應(yīng)滿足大震不屈服的性能目標(biāo)。對(duì)于基巖承載力驗(yàn)算，采用《建筑邊坡工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50330—2013)第13.2.8條公式13.2.8-1計(jì)算，上述整體穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果匯總見表4。所有指標(biāo)均滿足預(yù)設(shè)的性能目標(biāo)要求。

基礎(chǔ)整體穩(wěn)定性分析結(jié)果匯總 表4

根據(jù)表3所闡述的性能目標(biāo)，對(duì)基礎(chǔ)構(gòu)件進(jìn)行不同水準(zhǔn)下的計(jì)算復(fù)核，具體結(jié)果匯總見表5。

本項(xiàng)目場(chǎng)地巖土穩(wěn)定性評(píng)價(jià)委托專業(yè)巖土設(shè)計(jì)單位進(jìn)行專項(xiàng)研究。在考慮主體結(jié)構(gòu)引起側(cè)土壓力+中震作用組合水平荷載情況下，經(jīng)復(fù)核場(chǎng)地邊坡土體處于穩(wěn)定狀態(tài)。場(chǎng)地東側(cè)及西側(cè)巖層層面雖然順向，但巖層層面連續(xù)，不存在臨空面，在考慮主體結(jié)構(gòu)引起的側(cè)土壓力+大震作用組合主體結(jié)構(gòu)水平力的情況下，巖層仍處于穩(wěn)定狀態(tài)。

基礎(chǔ)構(gòu)件性能復(fù)核結(jié)果匯總 表5

8 底板應(yīng)力分析

根據(jù)設(shè)定的抗震性能目標(biāo)，地下室底板是抗震關(guān)鍵構(gòu)件，抗震性能目標(biāo)為中震不屈服。本節(jié)采用模型二，不考慮樁基礎(chǔ)的水平剛度，對(duì)不同工況下水平力引起的底板附加應(yīng)力進(jìn)行分析，具體分析結(jié)果詳見圖17。虛線框內(nèi)的內(nèi)力相對(duì)集中，分別達(dá)到了1 300～1 500kN/m。設(shè)計(jì)上控制側(cè)土壓力+中震作用工況下大部分區(qū)域樓板應(yīng)力水平小于C35混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值2.2MPa，以此為抗震性能目標(biāo)控制底板厚度，板厚分區(qū)見圖18。考慮側(cè)土壓力+中震作用組合，底板配筋率約為0.42%。

圖17 底板應(yīng)力示意圖/(kN/m)

圖18 基礎(chǔ)布置及底板厚度分區(qū)圖/mm

9 塔樓局部穩(wěn)定性分析

本項(xiàng)目單棟高層塔樓區(qū)域質(zhì)量大，地震作用在塔樓區(qū)域分布比較集中，尤其塔樓核心筒、外框柱地震剪力大。為保證塔樓樁基礎(chǔ)的安全，塔樓樁基礎(chǔ)除承擔(dān)由底板傳遞的不平衡側(cè)土壓力外，應(yīng)獨(dú)立承擔(dān)全部上部塔樓的地震作用和風(fēng)荷載作用，除滿足承載力要求外，還應(yīng)獨(dú)立滿足塔樓基礎(chǔ)抗滑移和抗傾覆的穩(wěn)定性要求。

根據(jù)重慶市《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(DBJ 50-047—2016)第8.1.5條，抗滑移力與滑移力之比應(yīng)不小于1.3，抗傾覆力矩與傾覆力矩之比應(yīng)不小于1.6。本項(xiàng)目按側(cè)土壓力+大震作用組合工況對(duì)塔樓基礎(chǔ)進(jìn)行局部穩(wěn)定性復(fù)核，對(duì)于深填土區(qū)域的樁基礎(chǔ)，其抗滑移力為所有樁基礎(chǔ)水平承載力的總和(考慮群樁效應(yīng)系數(shù))，具體結(jié)果見表6。三棟塔樓均可獨(dú)立滿足基礎(chǔ)穩(wěn)定性要求。

10 重點(diǎn)擋土區(qū)域局部穩(wěn)定性分析

為減少不平衡側(cè)土壓力對(duì)鄰近主體結(jié)構(gòu)的不利影響，本項(xiàng)目對(duì)東北角和西南角擋土結(jié)構(gòu)，進(jìn)行承載力驗(yàn)算。為使結(jié)構(gòu)受力明確，本項(xiàng)分析采用單榀計(jì)算模型，考慮擋土結(jié)構(gòu)承擔(dān)所有側(cè)土壓力，并考慮地震作用的影響，如圖19所示。

圖19 重點(diǎn)擋土區(qū)域分布示意圖

塔樓基礎(chǔ)局部穩(wěn)定性分析匯總 表6

加強(qiáng)擋土結(jié)構(gòu)主要由排樁基礎(chǔ)、加厚筏板、扶壁剪力墻組成，側(cè)土壓力通過(guò)剪力墻和內(nèi)部框架柱傳遞給樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)與加厚筏板形成排樁結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的抗側(cè)向土壓力、抗傾覆能力。經(jīng)復(fù)核，該擋土結(jié)構(gòu)(圖20)能夠滿足側(cè)土壓力+大震作用工況下的擋土要求。

圖20 東北角樁基礎(chǔ)局部擋土示意圖

11 現(xiàn)場(chǎng)樁基礎(chǔ)水平力檢測(cè)試驗(yàn)

為了驗(yàn)證樁基礎(chǔ)抵抗水平力的可靠性，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)兩處典型樁基礎(chǔ)進(jìn)行了原位單樁水平承載力檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)照片見圖21，采用慢速維持荷載法進(jìn)行加載。單樁水平最大荷載值約4 700kN，實(shí)測(cè)最大水平位移約4mm，根據(jù)大悅城原位巖基承載力檢測(cè)結(jié)果，實(shí)測(cè)位移曲線見圖22。

圖21 現(xiàn)場(chǎng)樁基水平力檢測(cè)試驗(yàn)

圖22 現(xiàn)場(chǎng)樁基水平力檢測(cè)試驗(yàn)曲線

本次所抽測(cè)的試驗(yàn)樁一、試驗(yàn)樁二單樁水平承載力特征值滿足3 500kN，基樁在試驗(yàn)過(guò)程中累計(jì)水平位移小于敏感建筑物控制標(biāo)準(zhǔn)6mm。

12 結(jié)論

(1)在本文的案例中，受場(chǎng)地特殊的高邊坡影響，山地巖土對(duì)主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不平衡推力，主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)和場(chǎng)地巖土需要承擔(dān)不平衡側(cè)土壓力和上部結(jié)構(gòu)的水平荷載。場(chǎng)地巖土應(yīng)考慮主體結(jié)構(gòu)傳遞的水平力進(jìn)行穩(wěn)定性分析，并滿足一定的抗震性能目標(biāo)。

(2)對(duì)上部水平力的傳遞機(jī)理進(jìn)行深入研究，建立“主體結(jié)構(gòu)+基礎(chǔ)”模型，對(duì)基礎(chǔ)抗滑移、底板變形、不平衡力的分配、基礎(chǔ)水平承載力等指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)算；對(duì)嵌巖短樁基礎(chǔ)和深填土區(qū)域的長(zhǎng)樁基礎(chǔ)采用兩種不同的計(jì)算模型包絡(luò)設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)計(jì)滿足預(yù)設(shè)的抗震性能目標(biāo)要求。

(3)對(duì)復(fù)雜山地項(xiàng)目，考慮質(zhì)量分布的不均勻性，不僅需要考慮基礎(chǔ)整體穩(wěn)定性，還應(yīng)該對(duì)局部穩(wěn)定性進(jìn)行研究。