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【摘 要】地質(zhì)環(huán)境條件是影響住宅建筑設(shè)計(jì)的重要因素之一，分析地質(zhì)因素對(duì)住宅建筑設(shè)計(jì)的影響，探討地質(zhì)學(xué)原理在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，不但具有理論價(jià)值，而且對(duì)于住宅的建設(shè)工作也十分重要。從地基承載力、地質(zhì)建材，地質(zhì)災(zāi)害等方面探討了地質(zhì)對(duì)高層住宅建筑設(shè)計(jì)的重大影響。

　　【關(guān)鍵詞】地質(zhì)；地基承載力；建筑設(shè)計(jì)

　　現(xiàn)今，隨著城市建筑物的日益增多，尤其是高層建筑不斷增多。對(duì)于高層建筑，最引人注目的是居住型高層建筑。家庭住宅高層建筑是建立特定范疇基礎(chǔ)上的居住型高層建筑，是為了滿足家庭生活需要，利用技術(shù)手段創(chuàng)造的建筑物。高層住宅在傳統(tǒng)大城市里受到青睞，顯示高層住宅具有較大的市場(chǎng)需求和發(fā)展?jié)摿Α８邔幼≌瑯窃O(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的、綜合的系統(tǒng)工程，住宅建造設(shè)計(jì)工作十分重要。高層住宅建筑設(shè)計(jì)必須根據(jù)使用要求，通過調(diào)查研究擬訂出高層住宅建筑的建造方案。另外，高層住宅建筑與周圍的環(huán)境是一個(gè)統(tǒng)一的整體，而且高層住宅建筑環(huán)境有其人文背景，所以在高層住宅建筑設(shè)計(jì)中，需要統(tǒng)籌考慮。影響高層住宅建筑設(shè)計(jì)的環(huán)境因素比較多，其中地質(zhì)條件是影響住宅建筑設(shè)計(jì)最重要的因素。本文主要從地基承載力、地質(zhì)建材、地磁場(chǎng)效應(yīng)、地震災(zāi)害等方面討論地質(zhì)條件對(duì)高層住宅建筑設(shè)計(jì)的影響。并對(duì)將來高層住宅樓設(shè)計(jì)發(fā)展中的前瞻性問題提出設(shè)計(jì)建議，最后對(duì)高層居住外部環(huán)境的發(fā)展趨勢(shì)做出展望。

　　1 高層住宅樓的特點(diǎn)

　　過去由于構(gòu)成建筑物的物質(zhì)手段與技術(shù)措施，住宅樓大多局限于土木石磚等比較原始材料，大都陷于底層空間的不大建筑。隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展及城市人口的普遍增長(zhǎng)，建筑理念的更新以及城市社會(huì)功能的多樣化發(fā)展，現(xiàn)代建筑的形式發(fā)生了巨大變化。當(dāng)今世界各地修建的各類高層住宅樓技術(shù)先進(jìn)，同時(shí)具有很強(qiáng)的藝術(shù)性。目前，許多高層住宅樓高度越來越高，組成縱橫交錯(cuò)的復(fù)雜空間，已經(jīng)相當(dāng)于過去多種功能組合起來的復(fù)雜建筑群。此外，充分接近自然等更具人性化的高層住宅樓正被許多設(shè)計(jì)師所采用。但是由于高層住宅樓的地質(zhì)勘察研究滯后，造成高層住宅樓建造難以實(shí)施；一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，極易造成較大的損失及傷亡事故。所以高層住宅樓對(duì)建筑的工程地質(zhì)勘探設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

　　2 地基承載力與高層住宅樓的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

　　住宅建筑與土層直接接觸的部分是基礎(chǔ)，因此，基礎(chǔ)的作用就是承上傳下地傳遞荷載。房屋的屋頂、樓板層、墻壁等組成部分的荷載，最后都通過墻壁傳給了基礎(chǔ)。所以，所選用的材料必須要有足夠的強(qiáng)度。而基礎(chǔ)又把建筑物的全部荷載傳到承受荷載的地基上，以承受荷載和地基的反作用力。并且地基不能經(jīng)受地下水等的侵蝕，或者產(chǎn)生不均勻沉降。如果地基受到破壞，房屋就會(huì)產(chǎn)生裂縫、傾斜，甚至倒塌。所以與地基承載力有關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是否合理相當(dāng)重要。基礎(chǔ)所選擇的形狀應(yīng)盡量使建筑物的荷載能夠均勻地傳到地基上。因此，基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到住宅建筑的安全使用和造價(jià)投入。

　　由于地基的承載能力一般都要比磚、石、混凝土等基礎(chǔ)材料的抗壓能力差得多。在同樣的地基承載能力條件下，基礎(chǔ)通常做成逐步加寬的形式，以擴(kuò)大基礎(chǔ)底面與地基直接接觸的面積，使基礎(chǔ)傳給地基的單位面積上的壓力減小，而能與地基的承載能力相適應(yīng)。對(duì)于工程地質(zhì)條件比較復(fù)雜的場(chǎng)地，地質(zhì)較差的地方布置綠地，地質(zhì)較好的地方布置高層建筑，在交界的地方布置高層建筑應(yīng)注意，讓一幢高層建筑跨越兩種性質(zhì)的土層是不合理的。如果建筑上部荷載較大，基礎(chǔ)的底面積也應(yīng)相應(yīng)的增大，可以通過加固、打樁等辦法來改善地基的承載能力。同理，即使上部荷載相同，在承載力較高的巖土層埋深較淺的地段要充分發(fā)揮其承載力，基礎(chǔ)也應(yīng)當(dāng)以不同大小的底面積去適應(yīng)地基的不同的承載能力。

　　3 地質(zhì)建材與高層住宅樓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　高層住宅樓的建材都直接或間接與區(qū)域地質(zhì)狀況有關(guān)，被統(tǒng)稱地質(zhì)建材。地質(zhì)建材比較笨重，搬運(yùn)不便。地質(zhì)環(huán)境提供了石、土、磚、瓦等建材，所以當(dāng)?shù)卮笈d土木時(shí)，除了加工制作產(chǎn)品，大部分屬于未經(jīng)制作的原始材料，建筑高層住宅樓是就地取材。在施工時(shí)一般只需在建筑現(xiàn)場(chǎng)加工便可使用。這對(duì)于形成高層住宅建筑結(jié)構(gòu)特色十分有意義。

　　我國(guó)高層民居建筑普遍采用梁柱式構(gòu)架結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對(duì)太陽能的應(yīng)用不是十分有利。國(guó)外認(rèn)為被動(dòng)式太陽能采暖與制冷技術(shù)將是下世紀(jì)建筑設(shè)計(jì)的方向。目前，國(guó)外正在試驗(yàn)太陽能集熱式墻體，由兩層保護(hù)性玻璃和中間透明塑料體復(fù)合而成，其原理是利用透明絕熱材料吸收太陽能用于高層建筑中的理論。為了很好的降低能耗，在設(shè)計(jì)中運(yùn)用被動(dòng)式低能耗技術(shù)與場(chǎng)地氣候和氣象數(shù)據(jù)相結(jié)合。同時(shí)，使停車場(chǎng)的地面混凝土具有良好的透水性能，使雨水存留于地下，增加環(huán)境中的水分，與停車場(chǎng)內(nèi)的樹林形成一種供水循環(huán)系統(tǒng)，提高小區(qū)的綠化效果，提高生活質(zhì)量。分隔房間的墻壁上留有通風(fēng)口，并配置有通風(fēng)設(shè)備，其具體方法是通過建筑外形的塑造、材料的選擇等。總之，一個(gè)地方的住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要充分考慮該地的地質(zhì)建材條件。

　　4 地震災(zāi)害與高層住宅樓的防震設(shè)計(jì)

　　住宅建筑災(zāi)害有地震、洪水、雷擊等自然災(zāi)害，必須采取設(shè)沉降縫和樁基等措施，減少不均勻沉降引起的對(duì)高層建筑物的危害。人為災(zāi)害地質(zhì)環(huán)境直接影響地震等大災(zāi)害防范，是住宅建筑設(shè)計(jì)中必須考慮的一個(gè)問題。高層住宅建筑的群體設(shè)計(jì)在震區(qū)布設(shè)住宅群時(shí)。應(yīng)根據(jù)地質(zhì)調(diào)查，從抗震的角度考慮，除了在建筑場(chǎng)地的地質(zhì)條件選擇上、住宅的平面和高度設(shè)計(jì)上予以特別重視外。布置建筑要避開危險(xiǎn)和不利地段。在住宅群中必須留有適當(dāng)?shù)氖枭?chǎng)地作為震害發(fā)生時(shí)的避難場(chǎng)所。除了公共綠地外。由于房屋的自振周期短，須在居住小區(qū)中專門劃出一些臨時(shí)疏散場(chǎng)地；在房屋的可能倒塌范圍之間留出一定寬度的通道備用。震區(qū)房屋倒塌情況的調(diào)查資料表明，若房屋的自振周期與地基的末震周期接近，可根據(jù)這一指標(biāo)設(shè)計(jì)通道寬度，以備震害發(fā)生時(shí)救災(zāi)人員和車輛通行之用。如果在小區(qū)范圍內(nèi)地基有硬有軟，則應(yīng)該在軟土區(qū)布置剛性較大的建筑，這樣對(duì)建筑整體抗震有好處。為了抗震需要，住宅周圍的道路也要合理布設(shè)，一般情況為了使用上的方便，把宅前道路布設(shè)在臨近住宅出入口的一側(cè)，但在震區(qū)就必須把住宅群的道路布設(shè)在兩幢住宅之間，道路易于清理和使用。

　　5 磁場(chǎng)與住宅建筑的設(shè)計(jì)

　　地表磁場(chǎng)與生物體相互作用的效應(yīng)有熱效應(yīng)，所以地表磁場(chǎng)強(qiáng)度分布的地域差異是影響住宅布局的一個(gè)地質(zhì)物理因素。如果地表磁場(chǎng)能量變化不是很強(qiáng)時(shí)，人類經(jīng)過長(zhǎng)期演化已適應(yīng)了這一地質(zhì)環(huán)境。但地表磁場(chǎng)強(qiáng)度的分布具有地域差異性，在生物體內(nèi)部產(chǎn)生的能量和溫升并不明顯的情況下，一旦局地磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生較大變化，會(huì)使組織的傳熱機(jī)能產(chǎn)生混亂，對(duì)居住者的生理狀況產(chǎn)生不良影響。當(dāng)?shù)卮艔?qiáng)度過大時(shí)，受地磁場(chǎng)影響的組織內(nèi)吸收的能量遠(yuǎn)大于生物體的新陳代謝能力時(shí)，球形紅細(xì)胞形成速度達(dá)到最高值，當(dāng)超過組織的調(diào)節(jié)能力，紅細(xì)胞溶血速度明顯增大。科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，很多疾病的發(fā)病率及造成的死亡率，都是因?yàn)榫植矿w溫上升，最后導(dǎo)致組織的破壞和死亡。隨住宅建筑周圍的地磁強(qiáng)度月均值的增強(qiáng)而升高，會(huì)對(duì)居民造成一定的影響。可見，在高層住宅建筑布局設(shè)計(jì)時(shí)，必須要注意選擇地磁強(qiáng)度適中的地方進(jìn)行建造。

　　6 結(jié)語

　　總之，在高層住宅樓工程地質(zhì)勘察過程中，要充分的研究地基承載力與住宅樓的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地質(zhì)建材與住宅樓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地震災(zāi)害與住宅樓的防震設(shè)計(jì)。采用現(xiàn)代化的科技作為高層建筑物基礎(chǔ)，滿足設(shè)計(jì)及工程建設(shè)的要求，并在全國(guó)進(jìn)行推廣應(yīng)用。并對(duì)將來高層住宅樓設(shè)計(jì)發(fā)展中的前瞻性問題提出設(shè)計(jì)建議，最后對(duì)高層居住外部環(huán)境的發(fā)展趨勢(shì)做出展望。