建筑工程山地豎向規(guī)劃與設(shè)計策略研究

胡一帆

（中鐵四局集團有限公司設(shè)計研究院，安徽合肥 230000）

豎向規(guī)劃與設(shè)計是對建筑用地在三維模型下進行高程控制的一種技術(shù)，具有傳統(tǒng)性和復(fù)雜性。用地的自然坡度在5%以上，項目一般為居住和公共建設(shè)配套設(shè)施，包括建筑、交通、工業(yè)、綠化等設(shè)施。其項目的使用在起伏不平的地形上建設(shè)，城市空間和環(huán)境特征與平原城市不同，可以視為山地建筑工程。隨著社會的發(fā)展，城市化進程的推進，適合建設(shè)的用地越來越少，未來的建設(shè)工程將會主要面對山地地形進行施工，需要對山地地形經(jīng)過平整改造，在道路交通、綜合防災(zāi)、工程管線、建筑工程等方面解決空間上和平面上的沖突。我國山地和坡度在5%以上的丘陵地帶，自然生態(tài)環(huán)境薄弱，處于城市邊緣地帶，用地局限性較大，且大多數(shù)伴有水系魚塘等。為了可以滿足用地的要求，在規(guī)劃山地城市時，除了兼顧平面的布局，還應(yīng)將思維延伸到三維空間，對豎向規(guī)劃設(shè)計與設(shè)計的策略進行研究，重點考慮城市的防災(zāi)要求。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 現(xiàn)場情況

山地建筑工程的地勢起伏不定，地貌多變，通過現(xiàn)場考察，構(gòu)思規(guī)劃方案的靈感，針對巖土性質(zhì)、植被分布、山水格局、山勢走向等因素進行規(guī)劃。對規(guī)劃用地地形地貌進行分析，選擇更適用的ArcGIS、AutoCAD和衍生的矢量軟件作為基礎(chǔ)，對建筑工程用地展開豎向規(guī)劃及設(shè)計。

1.2 坡度坡向分析

坡度坡向分析一般可以分為四個區(qū)間，即25%以上、10%～25%、5%～10%和5%以下。

坡度在5%以下的用地在豎向設(shè)計上，可以平坡式處理。

坡度在5%～10%的為舒適坡度，用地開發(fā)條件較好，通過適度改造即可滿足使用的要求。

坡度在10%～25%的用地為可改造用地，需要通過一定技術(shù)改造后，才能達到使用要求。

坡度在25%以上的用地，坡度過陡峭，不建議使用。坡向?qū)τ玫氐恼w布局影響較大，一般由偏向角、向陽角和平地為標準參考值，西向坡上的居住建筑需要根據(jù)垂直等高線進行布置。

2 豎向規(guī)劃及設(shè)計

2.1 設(shè)計手法

豎向處理和豎向布置是豎向設(shè)計手法的重要組成部分。為了保證規(guī)劃方案的安全性、經(jīng)濟性和合理性，適宜的豎向布置是工程防護的必要條件和處理方法。在豎向布置上應(yīng)將主要建筑規(guī)劃在地勢地貌較高、地質(zhì)條件較好的區(qū)域，提高抵御自然災(zāi)害的能力。居住建筑可以因地制宜，在適應(yīng)性較好的用地上進行建造。公園、綠地、停車場等荷載相對較小的城市開闊空間，應(yīng)利用填方稍大的區(qū)域，在不影響泄洪、排洪的情況下，可以選擇回填深的沖溝區(qū)域，既降低了降噪不勻稱的損失，又節(jié)省了基礎(chǔ)建設(shè)的處理投資。豎向設(shè)計的方法還應(yīng)當根據(jù)上層的規(guī)劃和現(xiàn)場探查，選出“點”“面”“線”作為豎向標高的控制標準。

經(jīng)過專題研究，將環(huán)境保護、生態(tài)環(huán)境和防護工程加入豎向規(guī)劃設(shè)計的范疇，對傳統(tǒng)的設(shè)計中只看重土石方工程而不考慮對環(huán)境的影響等問題重點關(guān)注，避免因建筑工程而誘發(fā)災(zāi)害。常用的豎向規(guī)劃設(shè)計手法較多，分層入口、跌落錯疊、退臺、筑臺、錯位和錯層等，利用了地形和組織空間，盡量減少場地因高低差對平面布局造成的影響，使用地的坡度更符合要求。具體展現(xiàn)有依山而建的退臺建筑、半架空的室外空間和半地下有采光的建筑等。

2.2 建筑工程分析

山地建筑工程與平原地區(qū)的建筑工程，在豎向規(guī)劃與設(shè)計具有相同的成果。豎向規(guī)劃的特點就是將傳統(tǒng)的二維布局升級到三維模式，山地建筑工程可以因地制宜，打造實際的效果，并根據(jù)內(nèi)在要求，在高程上合理規(guī)劃豎向設(shè)計。山地建筑的布局通常由山地的地形地貌決定，將自然地貌改造成合理的建筑用地是豎向規(guī)劃設(shè)計的研究課題，協(xié)調(diào)好自然地貌和適用的建筑用地之間的關(guān)系，才能使山地建筑工程與自然地勢地貌更好地結(jié)合。需要考慮對山地建筑工程用地的臺地、布局的規(guī)劃和土石方的計算，應(yīng)對山地建筑工程的地勢地貌進科學的研究和測評。山地建筑工程用地多數(shù)為丘陵地帶，地勢地貌比較復(fù)雜，地形會直接影響建筑工程的適應(yīng)性評價。利用相關(guān)的地理信息和三維空間技術(shù)進行研究，對山地建筑工程的高程進行分析，可以直觀在三維模型上觀察清晰的自然地勢地貌。可以根據(jù)相關(guān)的規(guī)定，對建筑工程規(guī)劃區(qū)進行分類，合理選定適宜建設(shè)的區(qū)域。在選定的區(qū)域進行研究、科學合理評測，根據(jù)結(jié)果為整個山地建筑工程區(qū)域的規(guī)劃和設(shè)計提供參考。

“唐努烏梁海”這一名稱出現(xiàn)于清朝，是清人對居住于薩彥嶺與唐努山之間的烏梁海人的稱呼，同時也用來稱呼唐努烏梁海人所居住的地區(qū)。這里是中國北部邊疆自然資源富饒的地方，土地肥沃，草原廣闊，森林茂密，動物種類繁多，礦藏十分豐富，該地區(qū)舊石器時期、新石器時期、青銅時代的古代文化遺存相當豐富。

2.3 山地建筑工程防護

在山地建筑工程開發(fā)建設(shè)時，會對土地的體制造成影響和破壞，還會在各個建筑場地和道路之間產(chǎn)生高低差，為了降低建筑工程的安全風險，開發(fā)和建設(shè)后，需要立即修筑擋土墻、截洪溝和建筑護坡等防護工程，注意把握基本原則。

（1）建筑在坡度和坡長大于30°和100 m的必須修建截洪溝，截洪溝的切坡距離不得小于5 m。

（2）護坡和擋土墻一般需要與有一定防護功能的綠地結(jié)合布置，種植一些綠植草皮等起到固本和美化的作用，讓擋土墻和護坡成為山地建筑工程中一道靚麗的風景線。

（3）居民區(qū)的護坡和擋土墻在距離上滿足消防、日照和通風等要求。

（4）內(nèi)部防護要與外部防護相結(jié)合。

（5）臺階地之間的高低差在3 m內(nèi)最為合適，采用擋土墻或護坡連接，相鄰的臺階之間高低差大于1.5 m時應(yīng)在護坡或擋土坡頂端設(shè)立安全防護裝置。

（6）高度大于2 m護坡和擋土墻上端的水平距離應(yīng)當小于3 m，下端的建筑距離應(yīng)該不超過2 m。

（7）砌筑的護坡和填土的護坡規(guī)定有所不同，應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定和現(xiàn)場情況，加以調(diào)整。

2.4 山地建筑工程的排水

鑒于山地建筑工程的特殊性，良好的排水和滲水系統(tǒng)必不可少。良好的排水系統(tǒng)可以解決地表徑流水的排放，還能夠根據(jù)豎向布置方案，結(jié)合建筑的布置，設(shè)置排水溝回水區(qū)域。具體方式可根據(jù)當?shù)亟涤炅亢偷貏莸孛布暗缆芬?guī)劃等條件，經(jīng)對比最終規(guī)劃設(shè)計。

山地建筑工程一般采用排滲結(jié)合的方式，以排為主，以滲為輔，可以使大量的雨水和地面水快速從排水溝排出。還應(yīng)做好表面滲水工作，避免排水時水土流失。為了保證雨水可以有效外排，用地的高度應(yīng)比周邊道路高出0.2 m，結(jié)合地下管線、明渠、暗渠和暗溝等排水設(shè)施，盡量讓道路的總坡度朝著雨水出口建設(shè)，減少建筑施工的經(jīng)濟成本。

2.5 土石方

山地建筑工程的地形復(fù)雜，土石方工程計算尤為重要，包括道路、建筑用地平整和室外工程的平衡測算。在一般情況下“就近合理平衡”是土石方應(yīng)遵循的原則，充分利用建筑項目周圍的取土和棄土條件，提高用地的使用質(zhì)量，減少相關(guān)工作的投資。不能一味追求“就近平衡”，合理是最重要的，如果忽略了道路運輸、場地排水、管線鋪設(shè)、空間層次和景觀因素，會造成嚴重后果。

應(yīng)綜合考慮地勢地貌條件及特征、借土與棄土的條件、運輸?shù)姆绞健⑹┕さ姆桨傅取Ｍ潦降臏y算是一項重要的工作，應(yīng)通過擋土墻、護坡和場地平整的用量、豎向規(guī)劃方案的評價科學計算，是整個山地建筑工程費用計算的重要環(huán)節(jié)。土石方的計算方法較多，常用的方法有三角網(wǎng)法、田塊法、斷面法和方格網(wǎng)法，效果較佳。但需要注意，山地建筑工程的就近平衡需要考慮周邊土質(zhì)松散系數(shù)。

3 豎向管理的措施

3.1 強化豎向管理

在山地建筑工程的建設(shè)中，應(yīng)避免隨意取土棄土，肆意破壞生態(tài)環(huán)境，浪費水土資源，引入科學的豎向規(guī)劃管理理念。在不同入駐企業(yè)的開發(fā)時序、征地規(guī)模等不確定因素的影響下，采用科學的管理理念以外，相關(guān)規(guī)劃管理部門還需要采用先進的技術(shù)手段，強化對豎向規(guī)劃的控制管理。

3.2 科學劃分豎向管理區(qū)域

科學的劃分豎向管理區(qū)域可以有效提高施工時土方工程的動態(tài)平衡。

（1）相鄰街道組成分區(qū)的大小應(yīng)與項目規(guī)模相互協(xié)調(diào)。

（2）每個分區(qū)必須在同一期征地，盡量使能調(diào)度區(qū)域的土方達到平衡。

（3）應(yīng)盡量避免土方調(diào)配過程中在不同期進行。

3.3 路網(wǎng)的管理

在進行道路工程施工的設(shè)計時，路網(wǎng)的分級管理需要既能在宏觀上對標高控制，還需要在微觀上對規(guī)劃的問題進行調(diào)整。以主干道、快速路和建設(shè)完成的道路為中心區(qū)域的主動脈，承擔中心區(qū)域的主要交通，是市政工程的道路載體，在豎向管理中應(yīng)嚴格控制標高，不允許隨便改動。

依托次干路，剛性控制高程路網(wǎng)，若設(shè)計調(diào)整較大，需要根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求進行專題研討。彈性控制路網(wǎng)主要是針對支路進行控制，以協(xié)調(diào)路網(wǎng)高程和剛性高程控制為基礎(chǔ)，結(jié)合周邊場地服務(wù)，修建詳細的規(guī)劃、高程、排水等條件，進行適當調(diào)整。

4 結(jié)語

隨著時代的發(fā)展和社會的進步，適宜建設(shè)的用地越來越少。山地建筑工程作為一種重要形態(tài)，山地建筑工程豎向規(guī)劃和設(shè)計顯得尤為重要，由于具有不同于平原地帶的諸多特點，在豎向規(guī)劃和設(shè)計時，應(yīng)盡量尊重原有的地理和生態(tài)環(huán)境，避免高填深挖現(xiàn)象，使城市的布局與豎向協(xié)調(diào)，最大限度展示山地建筑工程的特色，提升規(guī)劃水平。