王孟翔

寧波大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 浙江 寧波 315200

中國(guó)山地面積約占國(guó)土面積2/3，而基于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，在一定程度上引發(fā)了諸多土地資源問(wèn)題，基于逐漸被開發(fā)使用的平地資源，致使剩余的平面資源難以滿足人類生存與發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要。因此，發(fā)展山地資源，已經(jīng)成為人類不得不面對(duì)的問(wèn)題。

1 坡地建筑設(shè)計(jì)原則及注意事項(xiàng)

1.1 設(shè)計(jì)原則

整體性：設(shè)計(jì)人員需要深入工程現(xiàn)場(chǎng)，分析地域文化并綜合建筑多方面因素，開展整體性與系統(tǒng)化設(shè)計(jì)[1]。這樣山體坡地建筑才會(huì)和自然環(huán)境協(xié)調(diào)，功能特性同場(chǎng)地相適應(yīng)：保護(hù)性：最大限度保護(hù)自然風(fēng)貌，通過(guò)自然地形打造舒適自然的人居環(huán)境。山體坡地建筑應(yīng)盡可能減少和地面之間的接觸面積，由此保護(hù)原始植被與地貌特征；通過(guò)原始地形存在的高度差，打造獨(dú)樹一幟的建筑空間形式；發(fā)展性：坡地建筑通常表現(xiàn)為功能單調(diào)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的小型工程形態(tài)，伴隨時(shí)代發(fā)展以及生活水平的提高，針對(duì)建筑功能提出多元化需求，建筑的單一功能難以滿足現(xiàn)代生活以及生產(chǎn)需求。

1.2 注意事項(xiàng)

充分利用山體特點(diǎn)。平地資源在山地區(qū)域中相對(duì)稀少，為此設(shè)計(jì)坡地建筑不能將平地作為出發(fā)點(diǎn)，而要考慮各類設(shè)計(jì)元素讓其和山體特征適應(yīng)。無(wú)論是植被還是地質(zhì)景觀等都要?dú)w進(jìn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，旨在利用自然生態(tài)條件達(dá)到綠化和裝飾的效果，一方面提高建筑工程的景觀、人文和生態(tài)價(jià)值，另一方面改善建筑附近環(huán)境，從而提高舒適度。

2 坡地建筑選址要點(diǎn)

2.1 地質(zhì)情況

山體坡地的安全性是一項(xiàng)重要的考慮因素。既要求基地具備良好的地質(zhì)情況還要求地質(zhì)承載力符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，周邊沒(méi)有潛在地質(zhì)災(zāi)害等。設(shè)計(jì)人員在選址初始階段開展實(shí)地勘探以及觀測(cè)，或是結(jié)合勘測(cè)圖分析地質(zhì)條件、土壤條件和通達(dá)條件等，通過(guò)這樣的形式能夠躲避易發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的地帶。

2.2 地形情況

坡度不同的地形，在成本和可建性方面存在一定差異。越大坡度的山體，接地處理越難，從而提高建筑設(shè)計(jì)和建筑施工難度。應(yīng)對(duì)地形因素綜合考慮，明確合適的建筑項(xiàng)目和建筑選址。

2.3 交通情況

坡地建筑的基地標(biāo)高往往十分復(fù)雜，導(dǎo)致項(xiàng)目施工、使用期間的人員、車輛的到達(dá)性不足，項(xiàng)目設(shè)計(jì)在豎向、坡度以及應(yīng)急消防等方面條件較差。選址場(chǎng)地應(yīng)分析坡地標(biāo)高關(guān)系，保證場(chǎng)地基礎(chǔ)的交通條件、疏散空間以及場(chǎng)地的施工條件、作業(yè)空間[2]。

3 坡地建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

因?yàn)榇嬖诓町愋缘牡刭|(zhì)條件，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過(guò)程中很有可能遇到嚴(yán)重沉降，一般情況下，在對(duì)坡體建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，建筑地基在性質(zhì)方面出現(xiàn)高度差異，可礙于實(shí)際地質(zhì)情況，基巖面若是起伏明顯要把多種土層視作持力層。針對(duì)該做法導(dǎo)致的分布不均，要改善土層原有支撐狀態(tài)避免發(fā)生沉降而對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成影響。通常選用的解決辦法如下：將天然淺基礎(chǔ)有機(jī)結(jié)合人工挖孔墩基礎(chǔ)，旨在將持力層引入到巖石層，但在這一過(guò)程中可能出現(xiàn)基礎(chǔ)滑移，為此要設(shè)置相應(yīng)的巖石錨；將厚度為300-500mm的粗砂、中砂等物料組建為褥墊層，由此處理巖石和基礎(chǔ)之間的接觸部分[3]。

3.2 擋土墻設(shè)計(jì)

有關(guān)坡地建筑設(shè)計(jì)，擋土墻設(shè)計(jì)直接影響到上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)該遵循合理、安全、經(jīng)濟(jì)性原則。在全面掌握工程地質(zhì)實(shí)際情況的前提下進(jìn)行因地制宜的設(shè)計(jì)，常見設(shè)計(jì)方法如下：

擋土墻分離主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該方案的優(yōu)點(diǎn)是明確受力方向及基礎(chǔ)，提高建筑工程的防水和防潮性，可卻要在巖石層進(jìn)行大量施工，工程工期會(huì)因其延長(zhǎng)，增大造價(jià)成本支出。另外，這種設(shè)計(jì)方案會(huì)占據(jù)較大空間，因此在一定程度上壓縮了坡地建筑的本體空間。

基于建筑主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)，不同于前一設(shè)計(jì)方案的是，其將建筑相關(guān)部分與擋土墻設(shè)計(jì)為整體，一方面壓縮工程造價(jià)，避免工期延長(zhǎng)；另一方面擴(kuò)大空間面積，降低施工難度等。但對(duì)于山體坡地建筑而言，本就對(duì)擋土墻設(shè)計(jì)提出較高要求，而這一設(shè)計(jì)要求共同表現(xiàn)在剛度、強(qiáng)度等方面。強(qiáng)度方面，擋土墻設(shè)計(jì)應(yīng)符合計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，擋土墻的單位面積可以承擔(dān)靜止水壓力、土壓力的作用；剛度方面，在框架柱處安設(shè)鋼筋混凝土扶壁柱；穩(wěn)定性方面，擋土墻既要承受土壓以及水壓等作用，并且符合穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。保障穩(wěn)定性最理想的方法應(yīng)是增加墻趾外挑尺寸，擋土墻能增加自身的抗傾覆力矩分擔(dān)一定墻背土壓力。

3.3 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，首先要考慮側(cè)向上壓力到來(lái)的影響，首先需要獲得集中力，在此基礎(chǔ)上對(duì)結(jié)構(gòu)整體的參數(shù)計(jì)算分析。一般情況下，設(shè)計(jì)山體坡地建筑結(jié)構(gòu)不僅要滿足常規(guī)使用極限，也能夠滿足承載能力的極限要求。針對(duì)坡地建筑而言，受限于地震、風(fēng)力等相關(guān)荷載因素，有可能出現(xiàn)滑坡和失穩(wěn)等現(xiàn)象，所以在上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)該規(guī)避失穩(wěn)邊坡且對(duì)施工質(zhì)量嚴(yán)格控制。還能選擇以下方法：上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震縫；監(jiān)測(cè)建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，針對(duì)滑移或是沉降及時(shí)有效處理；重視底部設(shè)計(jì)，采取針對(duì)性的抗震方案。

3.4 水土保持和防水設(shè)計(jì)

有關(guān)山地生態(tài)系統(tǒng)，山地徑流過(guò)量所帶來(lái)的危害巨大。不僅會(huì)因?yàn)闆_蝕地表而破壞植被造成泥石流，還會(huì)因?yàn)樯降貜搅鳚B透地下，而降低山體自身抗剪強(qiáng)度，導(dǎo)致滑坡或者是建筑地下室浮起。針對(duì)設(shè)計(jì)人員而言，為了達(dá)到水土平衡必須重視對(duì)排水系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)，坡體建筑若設(shè)有地下室，使用地表硬化結(jié)合截排水，以及地下疏水層自排水。

4 工程案例分析——仙居國(guó)家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)神仙居南天索道提升改造工程

4.1 設(shè)計(jì)規(guī)模

上站總用地面積約4481.03㎡，建筑面積2015.5㎡，建筑密度27.48%，容積率0.45，室內(nèi)等候廳700㎡，可容納700人，配套廣場(chǎng)面積2100㎡，可容納2100人。下站總用地面積約6623.63㎡，建筑面積2933.2㎡，建筑密度22.08%，容積率0.44，室內(nèi)等候廳560㎡，可容納560人，配套廣場(chǎng)面積2200㎡，可容納2200人。

4.2 平面設(shè)計(jì)

第一，索道上站（見圖1）。南天索道上站站房和配套用房位于地塊西側(cè)，為地下一層，地上二層建筑，其中地下一層設(shè)置配電房、備用件倉(cāng)庫(kù)、小型工具倉(cāng)庫(kù)、辦公室、特殊人群房間、候車大廳、售票室、衛(wèi)生間；地上一層為技術(shù)辦公、機(jī)修車間、控制室、值班室、貴賓接待室、候車大廳；地上二層主要為員工宿舍。

圖1 索道上站

圖2 索道下站

第二，索道下站。南天索道下站站房和配套用房位于地塊東側(cè)，為地下一層、地上一層的建筑，其中地下一層包括售票室、等候大廳、發(fā)電機(jī)房、電器元件倉(cāng)庫(kù)、配電房、電工器具室、索道站下部設(shè)備基礎(chǔ)、應(yīng)援救援物資室等；地上一層為等候大廳、機(jī)修車間、特殊人群房間、技術(shù)人員辦公室、貴賓接待、會(huì)議室、值班室、操作室以及電氣控制室等。建設(shè)期不涉及建設(shè)期臨時(shí)用地。

4.3 工程設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目為上下站均為地上三層框架結(jié)構(gòu)，采用全現(xiàn)澆樓、屋蓋結(jié)構(gòu)，部分鋼結(jié)構(gòu)屋面，考慮經(jīng)濟(jì)性因素，綜合平面布置，采用以單向板為主，主次梁為輔的平面結(jié)構(gòu)體系。框架抗震等級(jí)為四級(jí)，局部大跨度框架為三級(jí)。板厚一般控制L/30-L/35之間（L為板短方向跨度）并不小于100mm，屋面最小板厚120。墻體內(nèi)應(yīng)配置一定量的拉結(jié)筋，以防止墻體收縮開裂。樓屋面板盡量采用細(xì)密配筋方法，并增添混凝土外加劑。

給排水設(shè)計(jì)。水源與生活給水系統(tǒng)。以城市自來(lái)水為水源，從下站引下DN100的一根進(jìn)水管進(jìn)入本地塊室內(nèi)外的消防水池，利用消防水泵供環(huán)狀消防供水管網(wǎng)，從而滿足消防用水。引入DN100一根進(jìn)水管供地塊生活用水。市政的供水壓力約為0.25MPa。供水系統(tǒng)。采用市政直供，下行上給式。計(jì)量方式，根據(jù)不同使用性質(zhì)及計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，綠化、消防等用水點(diǎn)分別設(shè)水表計(jì)量。消防水池補(bǔ)水管上設(shè)消防水表。室外綠化澆灑采用微噴灌的節(jié)水灌溉方式。排水系統(tǒng)。室外排水采用雨污分流制，室內(nèi)排水廢污合流。上站污水經(jīng)凈化池（景區(qū)原采用一體化設(shè)備）處理達(dá)標(biāo)后，排入山區(qū)林間；下站污水經(jīng)化糞池處理后排入市政污水管網(wǎng)。雨水系統(tǒng)。屋面雨水通過(guò)雨水斗收集，場(chǎng)地雨水通過(guò)雨水口有組織收集。雨水匯集后就近排入市政雨水管網(wǎng)或景區(qū)綠化帶。屋面雨水管采用防紫外線PVC-U。

墻體工程設(shè)計(jì)。墻體防潮層選擇30厚1:2水泥砂漿摻5%防水劑，置于標(biāo)高－0.060位置上，墻的兩側(cè)地面存在高差時(shí)，需要上下分別安設(shè)水平防潮層兩層，而且在存在高差埋土一側(cè)的墻身做20厚1:2水泥砂漿摻5%防水劑的垂直防潮層使上下水平防潮層貫通。外墻：鋼筋砼墻、柱具體詳結(jié)施，其余外墻除注明外均采用240厚非黏土燒結(jié)多孔磚，專用粘結(jié)劑砌筑。內(nèi)墻：一般內(nèi)墻采用240厚非黏土燒結(jié)多孔磚，砂漿砌筑（M10）。防火墻：采用耐火極限超過(guò)三小時(shí)的筋砼墻、非黏土燒結(jié)多孔磚。穿越防火分區(qū)防火墻的管線、橋架等采用不燃燒材料將其周圍的空隙填塞密實(shí)；穿過(guò)防火墻的管道保溫材料。

地下室防水工程設(shè)計(jì)。地下防水工程執(zhí)行（GB50108-2008)和地方的有關(guān)規(guī)程和規(guī)定。本項(xiàng)目具有厚覆土層的種植頂板的防水等級(jí)為一級(jí)。采用兩道防水做法，迎水面鋼筋砼結(jié)構(gòu)除采用防水砼自防水外，還在迎水面設(shè)置防水涂料、防水卷材等防水層外防水，側(cè)墻在防水層外設(shè)保護(hù)層50厚EPS板保護(hù)層。地下室一層，層高3.6m，地下，地下室頂板覆土1.5m。局部半地下室頂板。地面——綠地：輕質(zhì)混合營(yíng)養(yǎng)土，植被由綠化景觀設(shè)計(jì)選定；聚酯針刺土工布濾水層；200厚陶粒排水層；50～100厚C20細(xì)石砼隨搗隨抹光并找坡（內(nèi)配6@200雙向，設(shè)分格縫縱橫間距小于等于6m；縫寬20，分格縫內(nèi)嵌防水密封油膏）；干鋪無(wú)紡聚酯纖維布一層；4厚聚氯乙烯高分子耐根穿刺防水卷材（出板面墻體根部、管井根部等陰角部位須增加防；水附加層，延伸高至室外地坪）；20厚1：3水泥砂漿找平層；1.5厚水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料，用量每立方米超過(guò)1.5kg；現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu)自防水頂板，表面清理干凈。地面——硬質(zhì)路面：50厚毛面花崗石；50厚C25透水細(xì)石砼，撒干拌1:2水泥砂一邊振搗一邊抹平，分格縫寬設(shè)置為20mm，縱橫間距小于等于6m，縫內(nèi)會(huì)嵌填具有防水效果的密封油膏；100厚碎石墊層并將素土回填，施工人員分層夯實(shí)；50～100厚且強(qiáng)度為C20細(xì)石砼，一般振搗一邊抹光并找坡（內(nèi)配6@200雙向，設(shè)分格縫縱橫間距小于等于6m，鋼筋必須斷開，分格縫寬20，分格縫內(nèi)嵌防水密封油膏）；干鋪一層無(wú)紡聚酯纖維布；4厚聚氯乙烯高分子耐根穿刺防水卷材（出板面墻體根部、管井根部等陰角部位須增加防水附加層，延伸高至室外地坪）；20厚1：3水泥砂漿找平層；1.5厚水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料，用量每立方米大于等于1.5kg；現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu)自防水頂板，表面清理干凈。

天棚設(shè)計(jì)。地上部分：使用鋼筋砼結(jié)構(gòu)板并且對(duì)板面全面清理；批刮兩道膩?zhàn)印５叵虏糠郑菏褂娩摻铐沤Y(jié)構(gòu)板并板面進(jìn)行清理；噴兩道水性防霉乳膠漆，針對(duì)水泵房則會(huì)貼防一層噪毯；架空樓板：針對(duì)鋼筋砼樓板現(xiàn)澆并清理基層；選擇輕鋼龍骨；使用50厚巖棉氈保溫層。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，和平地建筑設(shè)計(jì)相比，坡地建筑設(shè)計(jì)存在較大難度，有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，既要對(duì)地形地貌因素綜合考慮，還要分析建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)受力。作為設(shè)計(jì)人員，必須重視基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)以及擋土墻等部分的設(shè)計(jì)優(yōu)化，這樣坡地建筑才會(huì)更好地適應(yīng)山地環(huán)境，從而提升建筑工程的可靠性及穩(wěn)定性。