福建地區山地建筑的建設管理策略研究

鄭濟坤

(廈門翔安機場投資建設有限公司 福建廈門 361000)

0 引言

福建是一個多山的省份，隨著山區城鎮化進程的不斷加速，越來越多的山地建筑應運而生。山區城鎮建設的推進，在促進山區可持續發展的同時，也對工程建設管理提出了更高的要求[1]。山地建筑具有可利用土地規模小、地形地貌及地質條件復雜、建設投資費用高、易發生地質及次生災害等特點，對工程建設管理的規劃、設計、施工管理、投資測算等環節均帶來了不小的難度和挑戰[2-3]。本文結合福州地區某山地建筑項目，立足開發效益與資源保護并重的原則，從規劃設計、建造施工、經濟效益評價等方面，分析總結該建筑項目的建設管理策略，體現山地建筑項目開發的實操性和可持續性。

1 工程概況

該工程位于福州市閩侯縣，選址面積約122.2hm2，分為4層別墅與15層小高層兩種業態。整體地勢南北低、中部高，自然地面黃海高程約為25.0m～90.0m，地勢高差最大值達65m，有著顯著的山地建筑特征。該工程永久擋墻與邊坡總長約3.5km，最大高度為25m，且場地平面狹長，總平面圖如圖1所示，灰色區域為本期地塊。

圖1 本山地建筑項目總平面圖

2 規劃設計管理

2.1 總圖設計管理

總圖設計遵循“順應地勢、線性組團布置”原則，結合地形特征，分以下步驟全局統籌考慮。

首先，劃分平臺，根據標高變化劃分標高平臺，盡量選擇等高線稀疏處設置平臺，減少土方平衡量，如圖1所示，由北至南設置5個標高平臺；其次，沿等高線線性布置建筑組團，以利于小區內交通組織；最后，設計不同標高組團間的聯絡通道。由于不同臺地組團間標高相差較大，采用環形車行道結合休閑登高步道模式，在保證消防車道同時，縮短行人步行距離，并結合步道景觀移步換景。車行道路布置注意避開回填區與結構區交界面，以免不均勻沉降造成道面開裂。

根據《福州市城市規劃管理技術規定》，高度大于6m邊坡，其下緣與同水平面建筑間的水平距離不應小于6m，以免引起后期總圖上建筑平移；因此，邊坡設計單位在總圖前期介入，根據邊坡高度及地質情況確定出邊坡或擋墻的上下邊緣線，減少后期返工量，也為邊坡工程量估算提供依據。

山地項目的小區出入口布置，沿較平緩方向進入，道路沿直線或小曲率深入小區，圖2為該項目南路口，由于場地限制，市政道路(深色)沿較平緩方向切入小區，小區內道路(淺色)只能沿環形以7.8%的坡度進入，但仍出入不便且視線遮擋，易發生事故。

圖2 小區南路口放大圖

2.2 基礎形式選擇

山地項目應本著“安全第一、經濟合理”的原則，謹慎選擇合適的基礎形式[4]。本項目地質情況如表1所示，為較典型的福建山區地質巖土層情況。

表1 場地巖土層概況

該項目結合建筑物的布置，形成了多種類型的基礎布置情況。

持力層較淺的情況下，優先選用筏板基礎等淺基礎；鑒于山地建筑地災風險系數高，淺基持力層選擇強風化、中風化等風化程度低的巖層。

(1)當持力層分布不均時，例如中風化巖層露頭等現象，中風化巖層區域的基底適當增加一定厚度的級配砂石褥墊層，或采用同強度素混凝土置換少許較軟土層，使整體沉降基本均勻。

(2)當地下室兩側覆土不均(埋深不滿足規范要求)或側方存在高邊坡時，會帶來較大的側向土壓力，須驗算組合土壓力后大震下結構的抗傾覆與抗滑移，增設斜向錨桿抵抗水平力，如圖3所示。

圖3 側向土壓力影響

(3)考慮相鄰淺基應力擴散疊加影響，應力擴散范圍盡量避開相鄰地下室外墻或基礎底面；即相鄰基礎根據水平距離確定高差，保證不出現應力疊加情況。

(4)對坡度較陡處(坡度>0.5)或地質沖溝處的連續相鄰的高層淺基(圖4)進行整體穩定滑動面驗算；各樓棟筏板荷載折算為坡頂堆載，采用圓弧滑裂面發對整體穩定安全系數進行驗算。

圖4 沖溝地質處連續相鄰淺基

對于持力層較深或采用淺基影響相鄰結構時，采用樁基礎。基于山地施工的考慮，采用人工挖孔樁或沖(鉆)孔灌注樁。采用樁基礎后無應力擴散時，注意側向土壓力帶來的水平力對樁身的影響。由于樁基水平承載力弱，且在山地建筑中，樁基即為水平支檔又為基礎，為復合受力狀態，如圖5所示，左側高邊坡引起的土壓力顯著大于右側，樁基承受側向推力，因此關鍵部位采用大直徑灌注樁結合斜向錨桿，抵抗水平荷載。

圖5 樁基受不平衡側向力影響

2.3 建筑與支檔結構統籌設計

考慮到土壓力作用與建筑物造成側向力過大，安全系數低且經濟性差，極易發生次生災害，因此建筑與支檔結構盡可能脫離并獨立設計，統籌設計的方法與思路如下：

圖6為脫離設計方案，左側為市政道路，右側有6m高的土質邊坡，經驗算，采用600mm厚筏板基礎，永久邊坡與主體結構脫離；永久邊坡支護形式采用土釘墻，200mm厚鋼筋混凝土板護面結合3道12m錨桿，邊坡坡度為1∶0.15；與主體脫空處地面采用主體懸挑處理；該方案有效避免土壓力直接作用與主體結構，結構體系明確。

圖6 結構脫離設計方案

圖7 合并設計方案

合并設計方案圖7中，邊坡支護僅為臨時邊坡，采用150mm厚噴射混凝土結合3道9m錨桿，邊坡坡度為1∶0.25，待下部結構完成后回填，利用結構地下室側墻擋土；填土初期僅為有限回填土體產生側向土壓力作用于主體結構，但臨時支護僅為5年使用期限，后期隨著臨時支護失效，且側壁后方土體無法有效快速排水，使粘性土內摩擦角及黏聚力減少，土壓力增大。經驗算，側向推力為125kN/m，大于筏板底部產生的摩擦力約90 kN/m，筏板底需增設斜向錨桿。

從表2可以看出，脫離設計成本略低，安全方面優勢明顯，推薦采用。

表2 兩方案經濟性對比

2.4 排水設計

山地場地極易造成雨水的表面沖刷與滲流。表面沖刷后，土體易造成淺基礎持力層流失，下方支護土壓力驟增；土體滲流造成的孔隙水壓力如無法快速消散，使粘性土趨向飽和，自重應力增大，黏聚力減少，主動土壓力增大。

該工程挖方區本著“快速排水、減少滲流”的原則，全面地面硬化后，由坡頂截水溝、坡頂排水溝及坡面泄水管構成邊坡排水系統，排入雨水管網后通過跌水井向下進入路面市政管網，尤其注意面層泄水孔反濾層的包裹保護處理，避免堵塞。

該工程存在地質沖溝填方區，最大填方高度可達15m，且原狀地形坡度接近1∶1。針對這個不利因素，該工程采用了樹狀排水盲溝設計，如圖8所示。

圖8 樹狀排水盲溝平面布置圖

其中，樹枝狀匯水盲溝，采用土工布包裹礫石排水層形式，仰斜布置；樹干狀主排水盲溝，采用3根DN200穿孔收集管，外包裹礫石排水層及土工布形式，垂直等高線布置，最終匯入排水溝。盲溝在回填前，沿原狀地面表面設置，并核對與建筑物及基礎有無位置沖突。盲溝集中有效地快速收集并排出雨水，極大緩解了地表水沿沖溝方向的無規律滲流，減少根部重力式擋墻的土壓力，有利于墻基及填土穩定性。

3 施工難點管控

3.1 土方工程

山地建筑項目挖填土方量極大，該項目挖方約90萬方，填方約26萬方，如何充分考慮土方平衡及利用成為現場一大難點。從施工順序考慮，原則按挖方、邊坡與土建、擋墻、填方的順序進行。土方開挖后，邊坡支護、結構基礎與擋墻等并行穿插施工，為后期填土創造條件，但土方無法一次性填土到位，需要二次搬運，并提前考慮場內臨時棄土場。

山地建筑紅線處一般地勢較低，紅線處擋墻考慮優先修建；一是為場地挖方回填帶來場地，二是防止雨水沖刷后的水土流失，泥漿對紅線外場地造成污染，帶來不必要的糾紛。

施工過程注意尋求場地內可利用的土石方資源。該工程中風化巖埋藏較淺，將局部爆破的巖石碎塊用于毛石混凝土擋墻中的石料填充。

3.2 施工順序統籌

山地項目施工前，注意掌握現場所有要素的情況，統一安排施工順序。現場要素包括：邊坡支護、擋墻、排水系統、盲溝、建筑物、室外工程等。基于該項目要求周轉速度較快，在開工前協同各專業分包單位制定了協同施工順序。

(1)紅線處擋墻修建，該地塊南北紅線處地勢低洼，且緊鄰市政道路及閩江沿岸，故，先行施工支檔結構，防止土方工程產生大量泥沙對周邊道路河流產生污染。

(2)土方開挖，對場地進行一次土方整平；土方整平至結構底板或承臺底，方便淺基或樁基施工；同時完成填方區排水盲溝的布設，盲溝完成后挖方區向填方區部分卸土。

(3)基礎及挖方邊坡支護施工，為了保障主體結構及邊坡安全，二者同時施工。施工中注意二者的準確定位，特別是邊坡的起終點，準確定位坡頂坡腳的坐標點并與主體結構基礎復核，避免出現位置沖突。

(4)主體結構上部施工，基礎施工完成后，集中完成主體施工，保證工程進度及預售節點。

(5)擋土墻施工，填方區擋土墻視填土進度，與主體同時或主體基本完成后施工；因擋墻厚度很厚，后期無法開洞，特別注意管線在擋墻中的預留。

(6)土方回填，嚴格按設計說明回填，特別擋墻背填土采用排水性能良好的碎石土。

該項目典型的施工順序如圖9所示。

圖9 本項目典型施工順序

3.3 施工場地布置

山地建筑施工場地狹小，進場道路數量少，且由于邊坡擋墻的施工交叉，進一步加劇了場地使用上的困難。因此，場地布置時，結合材料堆場、道路布置、施工順序等給予統籌考慮。

首先，該項目的售樓部與樣板房采用臨時建筑，設于紅線外側，避免了樣板房與主體結構施工的場地沖突，不僅為售樓部的提早開放爭取了時間，還保證了主體工程的進度。

施工道路布置遵循“多出入口、環網布置”的原則，由于該場地狹長，部分區域僅有一條出入施工通道，因此，項目部預留了西北角采石場處臨時出入口，在施工道路管線預埋、材料卸料占用道路或路邊支護結構施工時，能保持運輸通暢。

由于山地建筑場地小且工序多，施工臨時措施注意預留后續工序的施工界面。例如，樓外腳手架、高邊坡結構腳手架等，必要時，采用建筑立面外挑腳手架，避免影響后期工序進度。

4 投資經濟性評價

房地產企業前期的靜態投資測算，按照強排的建筑方案測算，有部分地產企業甚至壓低成本測算，以爭取投資測算表中能得到更高的利潤率，以便獲得融資。其實，在平地項目壓低成本測算對后續的影響不大，往往能在其他方面，如面積、營銷等方面將利潤補回，但山地建筑如未考慮邊坡擋墻、土方等費用，將直接影響利潤率的實現，甚至影響企業資金的周轉。

本文針對該項目進行靜態投資測算，其中，購買地樓面價及售價基數為假定數據，對比考慮山地建筑成本前后的凈利潤率差異。

表3按總建筑面積19萬m2、土地成本5.3億元計算，該工程山地成本增加折算成建筑面積后，每平增加262元；表3為凈利潤對比表。

表3 凈利潤對比表

從表3可以看出，考慮山地的不利條件后，凈利潤下降約4000萬元，下降率28%，凈利潤率由10.17%下降為7.51%；就該工程反算，山地建筑與普通場地建筑相比，要達到相同利潤率，拿地溢價率需降低約10%。因此，土地拍買前應慎重測算山地建筑成本，以防后期無法實現凈利潤率，影響資金周轉。

5 結論

(1)在規劃設計方面，從總圖、基礎形式、支檔結構、排水等4個關鍵因素入手，該總圖遵循“順應地勢、線性組團布置”的原則；基礎及支檔結構充分考慮了周邊環境，尤其是土壓力對結構的影響，并注意到易忽略的幾個關鍵點；緊緊抓住了排水設計這個山地安全的第一道防線，而且對挖方與填方區因地制宜地分別采取了不同的排水策略。

(2)在施工組織方面，從土方、工序統籌及場地布置等方面，提出了該項目的參考做法，對于類似項目有一定的參照意義。

(3)在購買地前的投資估算環節，充分考慮山地場地帶來的成本增加很有必要。從對比分析來看，考慮山地成本后，凈利潤率下降3%，對投資成敗影響巨大。