建筑工程山地竖向规划与设计策略研究

胡一帆

（中铁四局集团有限公司设计研究院，安徽合肥 230000）

竖向规划与设计是对建筑用地在三维模型下进行高程控制的一种技术，具有传统性和复杂性。用地的自然坡度在5%以上，项目一般为居住和公共建设配套设施，包括建筑、交通、工业、绿化等设施。其项目的使用在起伏不平的地形上建设，城市空间和环境特征与平原城市不同，可以视为山地建筑工程。随着社会的发展，城市化进程的推进，适合建设的用地越来越少，未来的建设工程将会主要面对山地地形进行施工，需要对山地地形经过平整改造，在道路交通、综合防灾、工程管线、建筑工程等方面解决空间上和平面上的冲突。我国山地和坡度在5%以上的丘陵地带，自然生态环境薄弱，处于城市边缘地带，用地局限性较大，且大多数伴有水系鱼塘等。为了可以满足用地的要求，在规划山地城市时，除了兼顾平面的布局，还应将思维延伸到三维空间，对竖向规划设计与设计的策略进行研究，重点考虑城市的防灾要求。

1 现状分析

1.1 现场情况

山地建筑工程的地势起伏不定，地貌多变，通过现场考察，构思规划方案的灵感，针对岩土性质、植被分布、山水格局、山势走向等因素进行规划。对规划用地地形地貌进行分析，选择更适用的ArcGIS、AutoCAD和衍生的矢量软件作为基础，对建筑工程用地展开竖向规划及设计。

1.2 坡度坡向分析

坡度坡向分析一般可以分为四个区间，即25%以上、10%～25%、5%～10%和5%以下。

坡度在5%以下的用地在竖向设计上，可以平坡式处理。

坡度在5%～10%的为舒适坡度，用地开发条件较好，通过适度改造即可满足使用的要求。

坡度在10%～25%的用地为可改造用地，需要通过一定技术改造后，才能达到使用要求。

坡度在25%以上的用地，坡度过陡峭，不建议使用。坡向对用地的整体布局影响较大，一般由偏向角、向阳角和平地为标准参考值，西向坡上的居住建筑需要根据垂直等高线进行布置。

2 竖向规划及设计

2.1 设计手法

竖向处理和竖向布置是竖向设计手法的重要组成部分。为了保证规划方案的安全性、经济性和合理性，适宜的竖向布置是工程防护的必要条件和处理方法。在竖向布置上应将主要建筑规划在地势地貌较高、地质条件较好的区域，提高抵御自然灾害的能力。居住建筑可以因地制宜，在适应性较好的用地上进行建造。公园、绿地、停车场等荷载相对较小的城市开阔空间，应利用填方稍大的区域，在不影响泄洪、排洪的情况下，可以选择回填深的冲沟区域，既降低了降噪不匀称的损失，又节省了基础建设的处理投资。竖向设计的方法还应当根据上层的规划和现场探查，选出“点”“面”“线”作为竖向标高的控制标准。

经过专题研究，将环境保护、生态环境和防护工程加入竖向规划设计的范畴，对传统的设计中只看重土石方工程而不考虑对环境的影响等问题重点关注，避免因建筑工程而诱发灾害。常用的竖向规划设计手法较多，分层入口、跌落错叠、退台、筑台、错位和错层等，利用了地形和组织空间，尽量减少场地因高低差对平面布局造成的影响，使用地的坡度更符合要求。具体展现有依山而建的退台建筑、半架空的室外空间和半地下有采光的建筑等。

2.2 建筑工程分析

山地建筑工程与平原地区的建筑工程，在竖向规划与设计具有相同的成果。竖向规划的特点就是将传统的二维布局升级到三维模式，山地建筑工程可以因地制宜，打造实际的效果，并根据内在要求，在高程上合理规划竖向设计。山地建筑的布局通常由山地的地形地貌决定，将自然地貌改造成合理的建筑用地是竖向规划设计的研究课题，协调好自然地貌和适用的建筑用地之间的关系，才能使山地建筑工程与自然地势地貌更好地结合。需要考虑对山地建筑工程用地的台地、布局的规划和土石方的计算，应对山地建筑工程的地势地貌进科学的研究和测评。山地建筑工程用地多数为丘陵地带，地势地貌比较复杂，地形会直接影响建筑工程的适应性评价。利用相关的地理信息和三维空间技术进行研究，对山地建筑工程的高程进行分析，可以直观在三维模型上观察清晰的自然地势地貌。可以根据相关的规定，对建筑工程规划区进行分类，合理选定适宜建设的区域。在选定的区域进行研究、科学合理评测，根据结果为整个山地建筑工程区域的规划和设计提供参考。

“唐努乌梁海”这一名称出现于清朝，是清人对居住于萨彦岭与唐努山之间的乌梁海人的称呼，同时也用来称呼唐努乌梁海人所居住的地区。这里是中国北部边疆自然资源富饶的地方，土地肥沃，草原广阔，森林茂密，动物种类繁多，矿藏十分丰富，该地区旧石器时期、新石器时期、青铜时代的古代文化遗存相当丰富。

2.3 山地建筑工程防护

在山地建筑工程开发建设时，会对土地的体制造成影响和破坏，还会在各个建筑场地和道路之间产生高低差，为了降低建筑工程的安全风险，开发和建设后，需要立即修筑挡土墙、截洪沟和建筑护坡等防护工程，注意把握基本原则。

（1）建筑在坡度和坡长大于30°和100 m的必须修建截洪沟，截洪沟的切坡距离不得小于5 m。

（2）护坡和挡土墙一般需要与有一定防护功能的绿地结合布置，种植一些绿植草皮等起到固本和美化的作用，让挡土墙和护坡成为山地建筑工程中一道靓丽的风景线。

（3）居民区的护坡和挡土墙在距离上满足消防、日照和通风等要求。

（4）内部防护要与外部防护相结合。

（5）台阶地之间的高低差在3 m内最为合适，采用挡土墙或护坡连接，相邻的台阶之间高低差大于1.5 m时应在护坡或挡土坡顶端设立安全防护装置。

（6）高度大于2 m护坡和挡土墙上端的水平距离应当小于3 m，下端的建筑距离应该不超过2 m。

（7）砌筑的护坡和填土的护坡规定有所不同，应根据相关规定和现场情况，加以调整。

2.4 山地建筑工程的排水

鉴于山地建筑工程的特殊性，良好的排水和渗水系统必不可少。良好的排水系统可以解决地表径流水的排放，还能够根据竖向布置方案，结合建筑的布置，设置排水沟回水区域。具体方式可根据当地降雨量和地势地貌及道路规划等条件，经对比最终规划设计。

山地建筑工程一般采用排渗结合的方式，以排为主，以渗为辅，可以使大量的雨水和地面水快速从排水沟排出。还应做好表面渗水工作，避免排水时水土流失。为了保证雨水可以有效外排，用地的高度应比周边道路高出0.2 m，结合地下管线、明渠、暗渠和暗沟等排水设施，尽量让道路的总坡度朝着雨水出口建设，减少建筑施工的经济成本。

2.5 土石方

山地建筑工程的地形复杂，土石方工程计算尤为重要，包括道路、建筑用地平整和室外工程的平衡测算。在一般情况下“就近合理平衡”是土石方应遵循的原则，充分利用建筑项目周围的取土和弃土条件，提高用地的使用质量，减少相关工作的投资。不能一味追求“就近平衡”，合理是最重要的，如果忽略了道路运输、场地排水、管线铺设、空间层次和景观因素，会造成严重后果。

应综合考虑地势地貌条件及特征、借土与弃土的条件、运输的方式、施工的方案等。土石方的测算是一项重要的工作，应通过挡土墙、护坡和场地平整的用量、竖向规划方案的评价科学计算，是整个山地建筑工程费用计算的重要环节。土石方的计算方法较多，常用的方法有三角网法、田块法、断面法和方格网法，效果较佳。但需要注意，山地建筑工程的就近平衡需要考虑周边土质松散系数。

3 竖向管理的措施

3.1 强化竖向管理

在山地建筑工程的建设中，应避免随意取土弃土，肆意破坏生态环境，浪费水土资源，引入科学的竖向规划管理理念。在不同入驻企业的开发时序、征地规模等不确定因素的影响下，采用科学的管理理念以外，相关规划管理部门还需要采用先进的技术手段，强化对竖向规划的控制管理。

3.2 科学划分竖向管理区域

科学的划分竖向管理区域可以有效提高施工时土方工程的动态平衡。

（1）相邻街道组成分区的大小应与项目规模相互协调。

（2）每个分区必须在同一期征地，尽量使能调度区域的土方达到平衡。

（3）应尽量避免土方调配过程中在不同期进行。

3.3 路网的管理

在进行道路工程施工的设计时，路网的分级管理需要既能在宏观上对标高控制，还需要在微观上对规划的问题进行调整。以主干道、快速路和建设完成的道路为中心区域的主动脉，承担中心区域的主要交通，是市政工程的道路载体，在竖向管理中应严格控制标高，不允许随便改动。

依托次干路，刚性控制高程路网，若设计调整较大，需要根据相关技术要求进行专题研讨。弹性控制路网主要是针对支路进行控制，以协调路网高程和刚性高程控制为基础，结合周边场地服务，修建详细的规划、高程、排水等条件，进行适当调整。

4 结语

随着时代的发展和社会的进步，适宜建设的用地越来越少。山地建筑工程作为一种重要形态，山地建筑工程竖向规划和设计显得尤为重要，由于具有不同于平原地带的诸多特点，在竖向规划和设计时，应尽量尊重原有的地理和生态环境，避免高填深挖现象，使城市的布局与竖向协调，最大限度展示山地建筑工程的特色，提升规划水平。