魏迪

1　豎向設(shè)計的基礎(chǔ)理論

1.1　豎向設(shè)計的概念

豎向設(shè)計是與水平面垂直方向的設(shè)計相對應(yīng)，是場地設(shè)計中一個很重要的部分。豎向設(shè)計是將場地地形進行豎直方向的調(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)計標高，使之滿足建設(shè)項目的各方面要求，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)濟性。

1.3　場地豎向設(shè)計的內(nèi)容

場地豎向設(shè)計是指合理組織場地中各建、構(gòu)筑物及排水設(shè)施、防護設(shè)施之間關(guān)系的設(shè)計活動，其設(shè)計必須滿足建設(shè)項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)計的主要目的是通過合理的組織設(shè)計，使場地中的各元素形成一個統(tǒng)一的有機整體，以充分利用自然地形，使得場地能充分發(fā)揮效用，達到最佳使用狀態(tài)，節(jié)約土地，減少浪費[2]。

豎向設(shè)計的主要內(nèi)容：

（1）選擇豎向設(shè)計形式和平土方式；

（2）確定工業(yè)場地平土標高，并以此為基礎(chǔ)計算土石方工程量，盡量使得工業(yè)場地填挖土方總量達到最小，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高，并注意銜接，使得整個場地的平土標高相互協(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)計中必要的工程設(shè)施和排水構(gòu)筑物進行合理的布局，并委托有關(guān)專業(yè)進行設(shè)計[3]。

豎向設(shè)計，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)計要求等不能忽略。

1.4　豎向設(shè)計的形式

豎向設(shè)計的布置形式根據(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)計要求及限制條件，充分利用自然地形，合理選擇豎向設(shè)計形式。

（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)計坡度和設(shè)計標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，分別進行場地整平計算，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)計有時需要根據(jù)地形地質(zhì)的變化情況及生產(chǎn)運輸條件的要求，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)間與負責(zé)鐵路、道路儲運的區(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)計實例探討

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

2.2.1場地設(shè)計地面形式確定

施工場地的自然地形，往往不能滿足設(shè)計前期對場地內(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，最高處的標高是476.167m，最低處的標高是468.550m，相差7.617m；且場地內(nèi)情況復(fù)雜，在設(shè)計地面形式的時候，不能只采取一種設(shè)計地面形式，不能全部設(shè)計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（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)計地面形式，設(shè)計之后高程在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)標高比較統(tǒng)一，不能沿著垂直等高線的方向布置。基于這點，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：滿足各種交通運輸?shù)囊螅粷M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道路標高、場地標高、建筑物室內(nèi)標高

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、折點、起伏變化點的標高開始，計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)道路標高A點為473.624m，E點標高為474.276m，根據(jù)道路標高確定與道路相鄰的場地標高，所以場地內(nèi)的標高設(shè)計為473.990m（B點），場地與道路的高差為0.366m。場地標高的確定應(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)計標高應(yīng)高于或等于城市設(shè)計的防洪、防澇標高。根據(jù)場地標高確定場地內(nèi)建筑室內(nèi)的標高，一般情況，建筑物底層地面應(yīng)高出室外地面至少0.15m，按這個標準，建筑物室內(nèi)標高為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點的標高低，會出現(xiàn)雨水倒灌進室內(nèi)，所以只高出0.15m是不夠的。在場地地形處理標高中，建筑室內(nèi)標高應(yīng)為最高，4號樓的室內(nèi)標高必須比A點B點D點E點都高，經(jīng)過計算室內(nèi)標高比場地中標高最高的點（E點）還要高出0.098m是比較合理的，所以4號樓的室內(nèi)標高最后定為474.374m。

在場地地形處理標高過程中，如果先前定下的道路標高不合適的話，當(dāng)然可以反過來再調(diào)整道路的標高，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高要高，而建筑室外的標高更高，建筑室內(nèi)標高為最高。通過對上面的小場地分析，可見道路標高、場地標高和建筑室內(nèi)標高并不是一次性就可以設(shè)計好的，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，具體嚴格的分析比較后，才能最終確定合理的道路標高、場地標高、建筑物室內(nèi)標高的數(shù)據(jù)。

2.2.4場地坡度

設(shè)計場地內(nèi)地面和道路坡度時應(yīng)注意三點：

（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。在實際操作設(shè)計中，可根據(jù)場地的實際狀況，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)計在實際小區(qū)中的具體做法出發(fā)，結(jié)合場地高差較大的地形特點，提出了設(shè)計的具體步驟，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)濟成本等等的一個一系列的程序。設(shè)計師必須擁有扎實的理論知識，靈活處理問題的能力和足夠多的實際經(jīng)驗，才能思考出不同的豎向設(shè)計方案，通過對兩個以上的備選方案不斷對比、推敲、計算、反復(fù)的過程后才能最終確定理想的豎向設(shè)計方案。

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

[2]秦華.場地標高優(yōu)化和土方量計算及其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[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[J].石油化工建設(shè)，2009，02：69+73.

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