住宅区中竖向设计的基本应用

魏迪

1　竖向设计的基础理论

1.1　竖向设计的概念

竖向设计是与水平面垂直方向的设计相对应，是场地设计中一个很重要的部分。竖向设计是将场地地形进行竖直方向的调整，充分利用和合理改造自然地形，反对大挖大填，合理选择设计标高，使之满足建设项目的各方面要求，成为合适建设的建筑场地。

1.2　竖向设计的意义

在考虑地形的利用与改造的规划选址外，既要考虑到整体规划和功能分区的竖向设计的要求，又要考虑如何合理的处理各种矛盾和问题，从而才能保证现场施工和使用的合理性和经济性。

1.3　场地竖向设计的内容

场地竖向设计是指合理组织场地中各建、构筑物及排水设施、防护设施之间关系的设计活动，其设计必须满足建设项目在场地自然条件和相关的法规、规范中的要求。[1]竖向设计的主要目的是通过合理的组织设计，使场地中的各元素形成一个统一的有机整体，以充分利用自然地形，使得场地能充分发挥效用，达到最佳使用状态，节约土地，减少浪费[2]。

竖向设计的主要内容：

（1）选择竖向设计形式和平土方式；

（2）确定工业场地平土标高，并以此为基础计算土石方工程量，尽量使得工业场地填挖土方总量达到最小，并接近于平衡；

（3）确定建构筑物、铁路、道路、排水设施、管线地沟、露天堆场、广场等场地的平土标高，并注意衔接，使得整个场地的平土标高相互协调；

（4）确定合理的排雨水方式和排水坡度及排水设施，使场地地面雨水能最短路径迅速排除，保证场地不受洪水侵害；

（5）对竖向设计中必要的工程设施和排水构筑物进行合理的布局，并委托有关专业进行设计[3]。

竖向设计，特别是场地内的主要道路坡度，以及场地内的排水问题，还要合理的协调现有场地要素之间的关系，最后对环境景观的设计要求等不能忽略。

1.4　竖向设计的形式

竖向设计的布置形式根据场地自然地形地质的复杂程度而定，竖向设计形式的选择主要取决于场地面积大小和自然地形坡度的大小、总平面布置中建构筑物的集散程度、运输线路和管线的技术条件、建筑物的基础埋没深度及施工条件和使用要求、土石方工程量等，根据以上设计要求及限制条件，充分利用自然地形，合理选择竖向设计形式。

（1）平坡式

平坡式布置是将工业场地处理成接近于自然地形的一个或几个带有缓坡的整平面，彼此之间连接处设计坡度和设计标高没有明显的高差变化[4]，如图 1。

平坡式处理后道路坡度往往较小，这样有利于管道铺设的生产和运输，但如果场地过于平整，整个地面就会接近平坡，坡度小，排水条件差。当地形起伏较大时，往往就会出现一个大的开挖情况，有时会有大量的深基础，以至于会增加经济成本。所以平坡式协调场地和道路坡度时，坡度合适即可，不能过大也不能过小。

（2）阶梯式

图1　

阶梯式是根据自然地形和工艺流程把工业场地划分为若干个台阶，以陡坡或挡墙的形式相连接组成的阶梯布置，每个台阶直接有明显的高差，分别进行场地整平计算，各主要整平面之间高差一般在1m以上。[4]如图2。

图2　

阶梯式的竖向布置一般适用于自然地形坡度比较大、地形比较复杂的地段；建筑场地的宽度较小，建筑物高差大于1.5m的地段；特殊情况下，虽然地形的自然坡度较小，但场地宽度较大，也可考虑采用阶梯式进行布置。阶梯式布置是避免大填大挖的一个重要手段，特别是在山区坡度较大，地形复杂的坡度建厂时，采用阶梯式布置是比较合适的[5]。

（3）混合式

场地设计有时需要根据地形地质的变化情况及生产运输条件的要求，须将采用平坡式与阶梯式相结合使用，以充分利用自然地形，并节约土方工程量，如丘陵、山地及沟河台地等，场内主要生产工艺流程区间与负责铁路、道路储运的区间可采用平坡式，其他辅助生产区间与行政办公、公共建筑可采用台阶式。[6]

2　住宅小区竖向设计实例探讨

2.1　概况

某住宅小区用地面积为35258m2，拟规划2栋26层的点式高层住宅、6栋12层板式高层住宅、1栋18层板式高层住宅及临街商业，一层地下室，1栋3层的幼儿园。该住宅小区的地块呈不规则多边形，地势呈现南高北低，高程在476.167～468.550m范围内，高差在7.617m左右。用地基本分为北边、南边两部分，北侧用地边长约137.874m，宽约115.765m，场地标高在469.680～468.550m范围内。用地南侧用地边长约99.721m，宽约100.997m场地标高474.469～476.167m范围内。从原场地平面示意图（图3）和1-1剖面示意图（图4）可看出上，场地内的自然情况比较复杂，对小区中住宅楼的布局有较大的影响。

2.2　住宅小区竖向设计

2.2.1场地设计地面形式确定

施工场地的自然地形，往往不能满足设计前期对场地内的道路、建筑、绿化的各种要求，所以在一定的原则和规定下，很有必要通过人工的方式对自然地形进行水平方向和垂直方向的改造和布局。

由于本小区场地的自然高差过大，最高处的标高是476.167m，最低处的标高是468.550m，相差7.617m；且场地内情况复杂，在设计地面形式的时候，不能只采取一种设计地面形式，不能全部设计为只有平坡式或只有台阶式的地面形式。所以最合理的方式是采取平坡式和台阶式相结合的方式。

C点（图3）是场地地形变化最大的地方，是坡度很陡的土坎，高差是3.7m左右，基于尽量减少土石方工程量，反对大挖大填的原则，将场地从C点分成两部分，分别为北侧场地和南侧场地。北侧场地场地采用平坡式设计地面形式，设计之后高程在472.785～471.073m之间。在北侧和南侧场地之间，设置挡土墙，主要是用来承受土压力，防止土壤塌陷，并起到加强作用。图4，将①部分的土方平衡到②部分，这样经过设计之后的地面才满足建设要求。

图3　原场地平面示意图 图4场地1-1剖面示意图

2.2.2小区道路

在考虑道路的规划时，应注意道路与单体建筑物，绿化之间的关系；而且道路的布置还受到一些自然因素的影响，比如地形，朝向，日照等。

场地设计地面形式确定后，建筑物要沿着平行等高线的方向布置，这样建筑物室内标高比较统一，不能沿着垂直等高线的方向布置。基于这点，场地内的9栋住宅楼的位置就可以基本确定，然后再布置场地内的道路。

道路布置必须满足各种人群及设备的使用功能要求：满足各种交通运输的要求；满足车行及人行安全的要求；满足建筑布置有较好朝向的要求；满足道路与绿化、工程设施等的要求。道路的宽度还要根据行车的数量、种类确定。场地内单车道最小宽度3.5m，双车道6.0～7.0m，生活区内主要车行道5.5～7.0m，次要车行道3.5～6.0m。当考虑机动车与自行车共用时，单车道最小宽度为4.0m，双车道最小宽度为7.0m。本场地内道路宽度是7.0m

2.2.3道路标高、场地标高、建筑物室内标高

道路是一个场地中的骨架，首先确定场地中主要道路。从确定主要道路中线交点、折点、起伏变化点的标高开始，计算出道路分段长度与坡度。增加楼与楼之间的水平间距，也可以对降低场地坡度产生一定的积极影响。截取本场地中一部分举例说明，见图5。

图5　

4号楼所在的这部分场地，小区道路位于场地的西侧和南侧；西侧道路南高北低，南侧道路西高东低。西侧道路标高A点为473.624m，E点标高为474.276m，根据道路标高确定与道路相邻的场地标高，所以场地内的标高设计为473.990m（B点），场地与道路的高差为0.366m。场地标高的确定应考虑场地不被轻易淹没，且坡度要利于雨水的顺利排出，不能出现长时间积水的情况，以及地下水位对场地的影响；还要考虑城市道路与场地内道路连接的合理性和连贯性，最后还要尽量减少土石填、挖方量和基础工程量，而且场地的设计标高应高于或等于城市设计的防洪、防涝标高。根据场地标高确定场地内建筑室内的标高，一般情况，建筑物底层地面应高出室外地面至少0.15m，按这个标准，建筑物室内标高为474.140m，如果定为这个高度，4号楼的一层地面就会比场地的西南角E点的标高低，会出现雨水倒灌进室内，所以只高出0.15m是不够的。在场地地形处理标高中，建筑室内标高应为最高，4号楼的室内标高必须比A点B点D点E点都高，经过计算室内标高比场地中标高最高的点（E点）还要高出0.098m是比较合理的，所以4号楼的室内标高最后定为474.374m。

在场地地形处理标高过程中，如果先前定下的道路标高不合适的话，当然可以反过来再调整道路的标高，一直要调整到三者的数值关系符合规定为止。一般来说，与道路相邻的场地标高要高，而建筑室外的标高更高，建筑室内标高为最高。通过对上面的小场地分析，可见道路标高、场地标高和建筑室内标高并不是一次性就可以设计好的，需要通过这样的做法，由道路至地形，再由地形至道路，经过几次反复调整，具体严格的分析比较后，才能最终确定合理的道路标高、场地标高、建筑物室内标高的数据。

2.2.4场地坡度

设计场地内地面和道路坡度时应注意三点：

（1）场地地面坡度不应小于0.3%；

（2）场地车行道的纵坡不应小于0.3%，也不应大于8.0%；

（3）场地人行道的纵坡不应大于8.0%，大于8.0%时宜设踏步或局部设坡度不大于15%的坡道。

2.2.5场地排水

场地内应有排除地面及路面雨水至城市排水系统的设施。场地各部分的标高关系的安排，在一定程度上是为了顺利排出场地内的雨水。

场地雨水排除的方式基本分为三种：自然排水方式、明沟排水方式、暗管排水方式。在实际操作设计中，可根据场地的实际状况，具体情况具体分析，不同区域灵活的采用不同的排水方式，或者可两两有机结合，迅速排除场地雨水。

3　结论

居住小区的竖向设计不仅仅是简单的地形改造，也是居住区规划的重要组成部分。本文从竖向设计在实际小区中的具体做法出发，结合场地高差较大的地形特点，提出了设计的具体步骤，需要注意的问题，及应遵循的原则。竖向设计是一个并不简单的过程，是综合了专业知识、艺术文化、和如何降低经济成本等等的一个一系列的程序。设计师必须拥有扎实的理论知识，灵活处理问题的能力和足够多的实际经验，才能思考出不同的竖向设计方案，通过对两个以上的备选方案不断对比、推敲、计算、反复的过程后才能最终确定理想的竖向设计方案。

[1]任欢.坡地场地竖向设计优化.西安建筑科技大学，2014.

[2]秦华.场地标高优化和土方量计算及其Excel VBA的程序实现[D].西安：建筑科技大学，2006.

[3]雷明.工业企业总平面设计[M].西安：陕西科学技术出版社，1998.

[4]李婷.新农村村庄建设规划设计研究[D].西安：建筑科技大学，2012.

[5]王海峰.总图的竖向布置设计[J].石油化工建设，2009，02：69+73.

[6]孙晓莉.工厂竖向设计之探讨[J].工程建设与设计，2009，10：35～37.