住宅區(qū)中豎向設(shè)計(jì)的基本應(yīng)用

魏迪

1　豎向設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論

1.1　豎向設(shè)計(jì)的概念

豎向設(shè)計(jì)是與水平面垂直方向的設(shè)計(jì)相對應(yīng)，是場地設(shè)計(jì)中一個很重要的部分。豎向設(shè)計(jì)是將場地地形進(jìn)行豎直方向的調(diào)整，充分利用和合理改造自然地形，反對大挖大填，合理選擇設(shè)計(jì)標(biāo)高，使之滿足建設(shè)項(xiàng)目的各方面要求，成為合適建設(shè)的建筑場地。

1.2　豎向設(shè)計(jì)的意義

在考慮地形的利用與改造的規(guī)劃選址外，既要考慮到整體規(guī)劃和功能分區(qū)的豎向設(shè)計(jì)的要求，又要考慮如何合理的處理各種矛盾和問題，從而才能保證現(xiàn)場施工和使用的合理性和經(jīng)濟(jì)性。

1.3　場地豎向設(shè)計(jì)的內(nèi)容

場地豎向設(shè)計(jì)是指合理組織場地中各建、構(gòu)筑物及排水設(shè)施、防護(hù)設(shè)施之間關(guān)系的設(shè)計(jì)活動，其設(shè)計(jì)必須滿足建設(shè)項(xiàng)目在場地自然條件和相關(guān)的法規(guī)、規(guī)范中的要求。[1]豎向設(shè)計(jì)的主要目的是通過合理的組織設(shè)計(jì)，使場地中的各元素形成一個統(tǒng)一的有機(jī)整體，以充分利用自然地形，使得場地能充分發(fā)揮效用，達(dá)到最佳使用狀態(tài)，節(jié)約土地，減少浪費(fèi)[2]。

豎向設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：

（1）選擇豎向設(shè)計(jì)形式和平土方式；

（2）確定工業(yè)場地平土標(biāo)高，并以此為基礎(chǔ)計(jì)算土石方工程量，盡量使得工業(yè)場地填挖土方總量達(dá)到最小，并接近于平衡；

（3）確定建構(gòu)筑物、鐵路、道路、排水設(shè)施、管線地溝、露天堆場、廣場等場地的平土標(biāo)高，并注意銜接，使得整個場地的平土標(biāo)高相互協(xié)調(diào)；

（4）確定合理的排雨水方式和排水坡度及排水設(shè)施，使場地地面雨水能最短路徑迅速排除，保證場地不受洪水侵害；

（5）對豎向設(shè)計(jì)中必要的工程設(shè)施和排水構(gòu)筑物進(jìn)行合理的布局，并委托有關(guān)專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)[3]。

豎向設(shè)計(jì)，特別是場地內(nèi)的主要道路坡度，以及場地內(nèi)的排水問題，還要合理的協(xié)調(diào)現(xiàn)有場地要素之間的關(guān)系，最后對環(huán)境景觀的設(shè)計(jì)要求等不能忽略。

1.4　豎向設(shè)計(jì)的形式

豎向設(shè)計(jì)的布置形式根據(jù)場地自然地形地質(zhì)的復(fù)雜程度而定，豎向設(shè)計(jì)形式的選擇主要取決于場地面積大小和自然地形坡度的大小、總平面布置中建構(gòu)筑物的集散程度、運(yùn)輸線路和管線的技術(shù)條件、建筑物的基礎(chǔ)埋沒深度及施工條件和使用要求、土石方工程量等，根據(jù)以上設(shè)計(jì)要求及限制條件，充分利用自然地形，合理選擇豎向設(shè)計(jì)形式。

（1）平坡式

平坡式布置是將工業(yè)場地處理成接近于自然地形的一個或幾個帶有緩坡的整平面，彼此之間連接處設(shè)計(jì)坡度和設(shè)計(jì)標(biāo)高沒有明顯的高差變化[4]，如圖 1。

平坡式處理后道路坡度往往較小，這樣有利于管道鋪設(shè)的生產(chǎn)和運(yùn)輸，但如果場地過于平整，整個地面就會接近平坡，坡度小，排水條件差。當(dāng)?shù)匦纹鸱^大時，往往就會出現(xiàn)一個大的開挖情況，有時會有大量的深基礎(chǔ)，以至于會增加經(jīng)濟(jì)成本。所以平坡式協(xié)調(diào)場地和道路坡度時，坡度合適即可，不能過大也不能過小。

（2）階梯式

圖1　

階梯式是根據(jù)自然地形和工藝流程把工業(yè)場地劃分為若干個臺階，以陡坡或擋墻的形式相連接組成的階梯布置，每個臺階直接有明顯的高差，分別進(jìn)行場地整平計(jì)算，各主要整平面之間高差一般在1m以上。[4]如圖2。

圖2　

階梯式的豎向布置一般適用于自然地形坡度比較大、地形比較復(fù)雜的地段；建筑場地的寬度較小，建筑物高差大于1.5m的地段；特殊情況下，雖然地形的自然坡度較小，但場地寬度較大，也可考慮采用階梯式進(jìn)行布置。階梯式布置是避免大填大挖的一個重要手段，特別是在山區(qū)坡度較大，地形復(fù)雜的坡度建廠時，采用階梯式布置是比較合適的[5]。

（3）混合式

場地設(shè)計(jì)有時需要根據(jù)地形地質(zhì)的變化情況及生產(chǎn)運(yùn)輸條件的要求，須將采用平坡式與階梯式相結(jié)合使用，以充分利用自然地形，并節(jié)約土方工程量，如丘陵、山地及溝河臺地等，場內(nèi)主要生產(chǎn)工藝流程區(qū)間與負(fù)責(zé)鐵路、道路儲運(yùn)的區(qū)間可采用平坡式，其他輔助生產(chǎn)區(qū)間與行政辦公、公共建筑可采用臺階式。[6]

2　住宅小區(qū)豎向設(shè)計(jì)實(shí)例探討

2.1　概況

某住宅小區(qū)用地面積為35258m2，擬規(guī)劃2棟26層的點(diǎn)式高層住宅、6棟12層板式高層住宅、1棟18層板式高層住宅及臨街商業(yè)，一層地下室，1棟3層的幼兒園。該住宅小區(qū)的地塊呈不規(guī)則多邊形，地勢呈現(xiàn)南高北低，高程在476.167～468.550m范圍內(nèi)，高差在7.617m左右。用地基本分為北邊、南邊兩部分，北側(cè)用地邊長約137.874m，寬約115.765m，場地標(biāo)高在469.680～468.550m范圍內(nèi)。用地南側(cè)用地邊長約99.721m，寬約100.997m場地標(biāo)高474.469～476.167m范圍內(nèi)。從原場地平面示意圖（圖3）和1-1剖面示意圖（圖4）可看出上，場地內(nèi)的自然情況比較復(fù)雜，對小區(qū)中住宅樓的布局有較大的影響。

2.2　住宅小區(qū)豎向設(shè)計(jì)

2.2.1場地設(shè)計(jì)地面形式確定

施工場地的自然地形，往往不能滿足設(shè)計(jì)前期對場地內(nèi)的道路、建筑、綠化的各種要求，所以在一定的原則和規(guī)定下，很有必要通過人工的方式對自然地形進(jìn)行水平方向和垂直方向的改造和布局。

由于本小區(qū)場地的自然高差過大，最高處的標(biāo)高是476.167m，最低處的標(biāo)高是468.550m，相差7.617m；且場地內(nèi)情況復(fù)雜，在設(shè)計(jì)地面形式的時候，不能只采取一種設(shè)計(jì)地面形式，不能全部設(shè)計(jì)為只有平坡式或只有臺階式的地面形式。所以最合理的方式是采取平坡式和臺階式相結(jié)合的方式。

C點(diǎn)（圖3）是場地地形變化最大的地方，是坡度很陡的土坎，高差是3.7m左右，基于盡量減少土石方工程量，反對大挖大填的原則，將場地從C點(diǎn)分成兩部分，分別為北側(cè)場地和南側(cè)場地。北側(cè)場地場地采用平坡式設(shè)計(jì)地面形式，設(shè)計(jì)之后高程在472.785～471.073m之間。在北側(cè)和南側(cè)場地之間，設(shè)置擋土墻，主要是用來承受土壓力，防止土壤塌陷，并起到加強(qiáng)作用。圖4，將①部分的土方平衡到②部分，這樣經(jīng)過設(shè)計(jì)之后的地面才滿足建設(shè)要求。

圖3　原場地平面示意圖 圖4場地1-1剖面示意圖

2.2.2小區(qū)道路

在考慮道路的規(guī)劃時，應(yīng)注意道路與單體建筑物，綠化之間的關(guān)系；而且道路的布置還受到一些自然因素的影響，比如地形，朝向，日照等。

場地設(shè)計(jì)地面形式確定后，建筑物要沿著平行等高線的方向布置，這樣建筑物室內(nèi)標(biāo)高比較統(tǒng)一，不能沿著垂直等高線的方向布置?；谶@點(diǎn)，場地內(nèi)的9棟住宅樓的位置就可以基本確定，然后再布置場地內(nèi)的道路。

道路布置必須滿足各種人群及設(shè)備的使用功能要求：滿足各種交通運(yùn)輸?shù)囊?；滿足車行及人行安全的要求；滿足建筑布置有較好朝向的要求；滿足道路與綠化、工程設(shè)施等的要求。道路的寬度還要根據(jù)行車的數(shù)量、種類確定。場地內(nèi)單車道最小寬度3.5m，雙車道6.0～7.0m，生活區(qū)內(nèi)主要車行道5.5～7.0m，次要車行道3.5～6.0m。當(dāng)考慮機(jī)動車與自行車共用時，單車道最小寬度為4.0m，雙車道最小寬度為7.0m。本場地內(nèi)道路寬度是7.0m

2.2.3道路標(biāo)高、場地標(biāo)高、建筑物室內(nèi)標(biāo)高

道路是一個場地中的骨架，首先確定場地中主要道路。從確定主要道路中線交點(diǎn)、折點(diǎn)、起伏變化點(diǎn)的標(biāo)高開始，計(jì)算出道路分段長度與坡度。增加樓與樓之間的水平間距，也可以對降低場地坡度產(chǎn)生一定的積極影響。截取本場地中一部分舉例說明，見圖5。

圖5　

4號樓所在的這部分場地，小區(qū)道路位于場地的西側(cè)和南側(cè)；西側(cè)道路南高北低，南側(cè)道路西高東低。西側(cè)道路標(biāo)高A點(diǎn)為473.624m，E點(diǎn)標(biāo)高為474.276m，根據(jù)道路標(biāo)高確定與道路相鄰的場地標(biāo)高，所以場地內(nèi)的標(biāo)高設(shè)計(jì)為473.990m（B點(diǎn)），場地與道路的高差為0.366m。場地標(biāo)高的確定應(yīng)考慮場地不被輕易淹沒，且坡度要利于雨水的順利排出，不能出現(xiàn)長時間積水的情況，以及地下水位對場地的影響；還要考慮城市道路與場地內(nèi)道路連接的合理性和連貫性，最后還要盡量減少土石填、挖方量和基礎(chǔ)工程量，而且場地的設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)高于或等于城市設(shè)計(jì)的防洪、防澇標(biāo)高。根據(jù)場地標(biāo)高確定場地內(nèi)建筑室內(nèi)的標(biāo)高，一般情況，建筑物底層地面應(yīng)高出室外地面至少0.15m，按這個標(biāo)準(zhǔn)，建筑物室內(nèi)標(biāo)高為474.140m，如果定為這個高度，4號樓的一層地面就會比場地的西南角E點(diǎn)的標(biāo)高低，會出現(xiàn)雨水倒灌進(jìn)室內(nèi)，所以只高出0.15m是不夠的。在場地地形處理標(biāo)高中，建筑室內(nèi)標(biāo)高應(yīng)為最高，4號樓的室內(nèi)標(biāo)高必須比A點(diǎn)B點(diǎn)D點(diǎn)E點(diǎn)都高，經(jīng)過計(jì)算室內(nèi)標(biāo)高比場地中標(biāo)高最高的點(diǎn)（E點(diǎn)）還要高出0.098m是比較合理的，所以4號樓的室內(nèi)標(biāo)高最后定為474.374m。

在場地地形處理標(biāo)高過程中，如果先前定下的道路標(biāo)高不合適的話，當(dāng)然可以反過來再調(diào)整道路的標(biāo)高，一直要調(diào)整到三者的數(shù)值關(guān)系符合規(guī)定為止。一般來說，與道路相鄰的場地標(biāo)高要高，而建筑室外的標(biāo)高更高，建筑室內(nèi)標(biāo)高為最高。通過對上面的小場地分析，可見道路標(biāo)高、場地標(biāo)高和建筑室內(nèi)標(biāo)高并不是一次性就可以設(shè)計(jì)好的，需要通過這樣的做法，由道路至地形，再由地形至道路，經(jīng)過幾次反復(fù)調(diào)整，具體嚴(yán)格的分析比較后，才能最終確定合理的道路標(biāo)高、場地標(biāo)高、建筑物室內(nèi)標(biāo)高的數(shù)據(jù)。

2.2.4場地坡度

設(shè)計(jì)場地內(nèi)地面和道路坡度時應(yīng)注意三點(diǎn)：

（1）場地地面坡度不應(yīng)小于0.3%；

（2）場地車行道的縱坡不應(yīng)小于0.3%，也不應(yīng)大于8.0%；

（3）場地人行道的縱坡不應(yīng)大于8.0%，大于8.0%時宜設(shè)踏步或局部設(shè)坡度不大于15%的坡道。

2.2.5場地排水

場地內(nèi)應(yīng)有排除地面及路面雨水至城市排水系統(tǒng)的設(shè)施。場地各部分的標(biāo)高關(guān)系的安排，在一定程度上是為了順利排出場地內(nèi)的雨水。

場地雨水排除的方式基本分為三種：自然排水方式、明溝排水方式、暗管排水方式。在實(shí)際操作設(shè)計(jì)中，可根據(jù)場地的實(shí)際狀況，具體情況具體分析，不同區(qū)域靈活的采用不同的排水方式，或者可兩兩有機(jī)結(jié)合，迅速排除場地雨水。

3　結(jié)論

居住小區(qū)的豎向設(shè)計(jì)不僅僅是簡單的地形改造，也是居住區(qū)規(guī)劃的重要組成部分。本文從豎向設(shè)計(jì)在實(shí)際小區(qū)中的具體做法出發(fā)，結(jié)合場地高差較大的地形特點(diǎn)，提出了設(shè)計(jì)的具體步驟，需要注意的問題，及應(yīng)遵循的原則。豎向設(shè)計(jì)是一個并不簡單的過程，是綜合了專業(yè)知識、藝術(shù)文化、和如何降低經(jīng)濟(jì)成本等等的一個一系列的程序。設(shè)計(jì)師必須擁有扎實(shí)的理論知識，靈活處理問題的能力和足夠多的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，才能思考出不同的豎向設(shè)計(jì)方案，通過對兩個以上的備選方案不斷對比、推敲、計(jì)算、反復(fù)的過程后才能最終確定理想的豎向設(shè)計(jì)方案。

[1]任歡.坡地場地豎向設(shè)計(jì)優(yōu)化.西安建筑科技大學(xué)，2014.

[2]秦華.場地標(biāo)高優(yōu)化和土方量計(jì)算及其Excel VBA的程序?qū)崿F(xiàn)[D].西安：建筑科技大學(xué)，2006.

[3]雷明.工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1998.

[4]李婷.新農(nóng)村村莊建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究[D].西安：建筑科技大學(xué)，2012.

[5]王海峰.總圖的豎向布置設(shè)計(jì)[J].石油化工建設(shè)，2009，02：69+73.

[6]孫曉莉.工廠豎向設(shè)計(jì)之探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2009，10：35～37.