山地建筑地下室外墙设计理论与应用

    中国人口众多导致住房需求日益增大，而与之相对应的是日益紧张的土地资源限制了
建筑面积的扩展。国内高山、峡谷等复杂地形分布较广，这些土地在某种程度是不易开发
为建筑用地；对于良好的建筑用地如耕地等，国家有相应的限制措施，尤其对于耕地，
采取了严格的土地资源保护政策。在这种土地资源极为有限的大环境下，国内许多企业对
山地、丘陵等土地资源进行开发，出现了许多依山而建的山地建筑；这些建筑由于其所处
地形条件的复杂性，其设计和施工难度较大；而另一方面其相关设计计算理论较为滞后 ，
这就为山地建筑的相关研究提出了新的课题和挑战。

　　一般山地建筑建筑场地所处地形较为复杂，场地平整工程量巨大，常常不可避免地
因开挖或回填而形成较多的边坡。这些边坡的存在导致山地建筑的设计和计算更为复杂。
边坡的防治和处理就成为山地建筑设计和施工的首要问题。如何处理好建筑物与边坡的关
系以及考虑建筑物的整体稳定性等都是山地建筑设计所应考虑的内容。

　　建筑物基础都应有一定的埋置深度。基础有一定的埋置深度，对结构抗震有利，可以
减少上部结构的地震反应；同时由于地下室前后墙的被动土压力和墙侧的摩擦力限制了
基础的振动，使基础底板压力的分布趋于平缓。埋置深度与建筑物的高度、形式、地基土质
及抗震设防烈度等因素有关。高层建筑一般宜设置地下室：一方面是埋置深度的要求，另
一面可以减少地基的附加应力和沉降量，有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整
体稳定性。因此，地下室的设计变成了结构设计的一个重要组成部分。其中，地下室外墙
的设计是整个地下室设计的关键部分之一。山地建筑的地下室则明显不同于平地建筑。山
地建筑地下室会因不同的山坡坡度而形成一部分是全埋式地下室而另一部分是半埋式地
下室；也能形成只有一侧或是几侧有地下室外墙的情况。

　　山地建筑地下室外墙属于一种边坡支挡结构。山地建筑场地平整时会形成各种边坡，
因此需要进行支护处理。边坡的处理为用地限制不可能都采用坡率法自然放坡，经常需要
通过设置挡土墙来达到稳定土坡、减少填挖土方量、满足建筑使用要求等目的。挡土墙除可
按结构形式划分为重力式、悬臂式、扶壁式、锚杆和锚定板式、加筋土墙等，按材料的选用
可分为砖砌、毛石、混凝土、钢筋混凝土及钢板等几种。在工程中应用较多的是重力式挡土
墙。它通常由块石砌筑 2 而成，具有结构简单、施工方便、能够就地取材等优点，但是由于
这类挡土墙要靠墙身自重产生的抗倾覆力矩来平衡作用于墙背的土压力所引起的倾覆力
矩，因此墙身必须做成厚而重的实体才能保证其稳定。这样墙身的断面也就比较大，有时
就会对建筑物的使用功能产生影响，无法在一些受限制的场地使用，因此重力式挡土墙
的应用也有其局限性。钢筋混凝土挡土墙则可适用于这种情况。钢筋混凝土挡土墙可分为
悬臂式和扶壁式两种。如果墙后填土不是很高，则可以采用悬臂式挡土墙。它由三个悬臂
板组成（即立臂、墙趾悬臂和墙踵悬臂），墙的稳定主要靠墙踵底板上的土重；而墙体内
的拉应力则由钢筋承担。这类挡土墙的优点是能充分利用钢筋混凝土的受力特征，墙体截
面较小，弥补了重力式挡土墙的不足。如果墙后填土比较高的时候，悬臂板的弯矩则会很
大，为了增强悬臂式挡土墙中立臂的抗弯性能，可以沿墙的纵向每隔一定距离设一道扶
壁，这一类挡土墙称为扶壁式挡土墙。各种挡墙的设计主要都包括抗倾覆验算、抗滑移验