从减少挖填的角度看山地群体建筑设计

毛秋菊

（贵州省建筑设计研究院有限责任公司，贵州贵阳 550000）

0 引言

挖填问题是山地群体建筑设计面临的首要问题，在山地群体建筑建设时，受限于场地复杂的山位、坡度、坡向等，为了获取最大化的建筑可接地面积，设计与建设经常野蛮地对山地地形进行简单粗犷的挖填，不管不顾场地中的山体、丘陵地形，直接粗鲁的移为平地，导致许多诸如滑坡、泥石流等地质灾害的产生。因此，挖填问题处理不好将直接导致非常严重的后果，并带来后续安全方面的诸多隐患[1]。

1 减少挖填的建筑选址

建筑的高度、体量与建筑本身的功能需求以及现行的技术水平息息相关，技术的进步带来了建筑日益向更高、高大发展，超高层、超大型建筑屡见不鲜，摩天大楼、大型公建成为一个城市是否现代的标志。但地形的起伏决定了山地群体建筑无法像平地群体建筑一样自由布置，无论群体建筑选址于基地的哪个位置，对于不同高度与体量的建筑布置必须根据坡度的差异分别采取对应的策略[2]。

1.1 高层居低，多层居高

对于大型的居住区、办公园区等大型群体建筑而言，为了适应城市的高密发展，高层甚至超高层建筑已经屡见不鲜。与多层建筑相比，高层建筑除了地上容积率高外，地下室面积需求也随之增大。为了适应地形变化，减小土石方，无论是单坡基地还是复杂基地时，多采用高层居地形低处，多层居地形高处。一方面，高层可以利用低畦的地形做群房吊层，提高高层正负零的绝对标高，形成前后双入口，沿街设置商业、配套等使用功能，吊层内部设置大型停车场；住宅等高层从大底盘上方进入；另一方面，处高处的多层地下室需求低，可以利用坡地做架空停车、吊层赠送等空间。

1.2 大体量居低，小体量居高

大体量建筑与小体量建筑相比，占地面积大，位于高处会加大场地的土石方、形成高边坡。一般住宅的标准层均为400~800m2、办公在1000~1200m2，都属于占地较小的小体量建筑。当遇到校园中有大型体育场、体育场馆、大型商业建筑、工业建筑、仓储建筑等的时候，设计必须注意，不能肆意地建在基地的高处。

1.3 划整为零，减小体量

在平原地区，为了节约资源，常常把复杂的功能全部集成在一座综合体中，比如世界上最大的建筑，成都的新世纪环球中心，总建筑面积约176 万m2，汇集了天堂岛海洋游乐园、酒店、餐饮娱乐休闲区、商业与办公、中央广场、中央公园及地下商业、停车场等功能于一栋建筑之中。虽然非常震撼，充分体现了建筑的技艺与恢弘，但这种做法在山地中非常罕见。为了减少土方的开挖，划整为零、减小体量是一种最适宜的方法。从上古传统的民居聚落开始，山地群体建筑的体量就是较小的。即使较大的建筑物，也会想方设法的将建筑功能进行拆分，化整为零到不同的单体当中，这些小体量的建筑通过院、廊、广场、台阶等过渡空间进行对话与联系。这种对大而整的形、体、面及空间等作适当的分区、分段、分格，使得削减的体量随地形布置的方式，可以与环境、地形形成完美的结合。

2 减少挖填的布局竖向

在山地城镇建设中，对原始地形地貌的改造，重点要解决的问题是“占补平衡”，即要处理好挖方与填方、近期施工与远期影响、外部美观与功能配套、改造面貌与历史记忆等方面的平衡关系。首先要做好挖方和填方的总体测算，挖出的废渣弃土应尽量用于就近回填，尽量减少外运或外部土回填，从而减少建设成本，有效保护环境。其次，要对改造场地中的钻挖、挖方、爆破、抗震、边坡处理、噪音污染等等进行预测判断与风险评估。最后，要综合所有的因素，寻求最佳平衡路径，优化最佳设计方案，采取最佳技术措施。多填方需要借助外部土石的情况产生，从而保障工程的经济性。此即山地群体建筑场地改造设计中的平衡思维。

2.1 台地的合理划分

在山地群体建筑的布局与肌理确定后，我们首先应对整个布局进行竖向设计。首先对地形图与现场条件进行仔细的分析与探勘，判断现状地形的大致走势，结合等高线排列的开合情况及其疏密关系，确定哪里高、哪里低、哪里有山峰、哪里有低谷，对整体地形与坡度走向做到心中有数。

通常情况下，大体量的建筑地面，不会出现高高低低或者大的斜面等情况，一个相对平整的基面对建筑功能的组织与利用是十分有利的。但山地高低不平的复杂地形，不可能提供大规模的平坦的建设用地。可以说没有任何山地地形，是可以不经改造、直接进行建设的。因此，设计必须运用一定的手段，对原始地形进行总体挖填的同时，进一步用台地、斜坡或者混合手法对地形进行修整与联系，才能使其适应现代城市建设的需求。这里需要说明的是，一般群体建筑规模较大、基地复杂，不可能只用台地和斜坡就可以处理，因此通常都是混合使用。

划分台地：山地建筑可以依山而建，但一个或多个单体建筑的地面则应相对平整，根据建筑体量大小、施工的难易、人车进出的便捷、建筑之间的距离、群体建筑与周边环境的协调，可以把一定的高度标准处理为位于不同绝对高程的多级台地，犹如农村的梯田，这在建筑学上称为“场地分台”。这种“场地分台”的地形处理方式，既能保持原有地形的自然山地牲；又能保证群体建筑的建设施工和配套设施的合理布局；更能方便建成后实现人车分离，确保进出便捷。

山下的坡度一般较为平缓，适宜建设尺度较大的台地，为了承载更多的建筑与室内外活动空间，可根据高差，适度扩展台地范围，降低台地之间的高差；在山腰或山顶区域，因坡度较陡，在满足功能的前提下台地的宽度可相对缩减，分台级数和每一级的高差也可适当调整。同时，也应结合相应的用地功能需求适当减小高程，增大进深。

有研究表明：山地场地的挖填方体积与挖填高度的关系，并非简单的递增，而是以几何级数的规模在增长。当挖填高度控制在20m 之内时，经济性较好。当超过20m 时，挖填方的总量将会极具增加，不仅提高造价，更是会极大地破坏对场地原生生态环境。因此，在划分台地的过程中，应综合判断建筑物的使用要求以及场地的现状来分级分台，台地与台地之间的高差应根据台地之间的间距来确定，一般来说，应小于20m；台地进深是垂直于等高线的，不宜太深，主要依据群体建筑的基底面积、组合方式来确定，一般控制在20~100m；而台地面宽是平行于等高线的，可以适当的放宽，控制50~1000m，甚至更长。

连接台地：在台地划分完成后，下一步我们需要把台地连接起来，形成一个大的山地场地系统。

斜坡连接：基地较大，建筑距离较大，优选采用斜坡式连接。平整的台地通过一个或者几个方向倾斜的连续斜坡连接在一起，整个场地大剖面上的标高变化幅度相对不大。

矮挡墙台地：是指用护坡或挡土墙稳固场地土方，并形成错落的台地的接地方式。建筑相对高差不大，但之间距离较近时宜采用。筑台台阶式实用型较强，建筑接地面利用率高，是山地群体建筑经常采用的接地方式，人也可以在其中自由穿行。

高挡墙台地：当场地坡度非常大，建筑间距较近时，放坡坡度太陡，已经不能满足安全需要，只能划分为高挡墙台地。常见于道路成S 型布置的陡坡，建筑与等高线近似于平行排列，由于高差太大，地下室无法连接，只能以每一层等高线标高为基准，各自解决不同高度的停车问题。

2.2 挖填区的合理划分

在山地群体建筑的布局与台地划分基地确定后，确定场地的挖填区域与挖填规模是设计面对的重要问题。为了尽量保护原始的地形形态以及降低工程造价的作费用，设计必须合理对挖填区域进行划分，计算各自的数量，优化标高，减少总量并反复调整至挖填总体平衡。

“不谋全局者，不足以谋一域”，设计之初就应该掌握场地整体地形的大体走势，结合等高线排列的开合情况及其疏密关系，确定哪里高、哪里低、哪里有山峰、哪里有低谷，对整体地形与坡度走向做到心中有数。

同时，必须同时结合总平竖向、剖面、挖填方的计算，三者同时调整。在群体建筑的场地剖面中，应把设计的群体建筑大剖面与原始剖面地形线进行叠合分析，尽量贴合原始地形线进行设计。

3 减少挖填的建筑设计

在山地中，决定建筑本身挖填的主要因素就是建筑物的接地形态，它归纳和刻画了山地群体建筑与自然基面之间的关系，接地形态的不同，代表着建筑对接地空间的利用及建筑本身的结构形式也不同。同时，它还决定了山地建筑是如何克服地形障碍，以及山地建筑对山体地表的改动程度，因此它代表了地形的尊重以及对生态环境的保护。对于山地群体建筑来说，接地层的设计实际上是将建筑接地部分分层消化、化整为零，通过不同的方式、标高，减少了挖填场地的工程量，也减少了对场地的破坏[3]。

对于大部分的群体建筑而言，都有大量的停车要求，停车空间对于地下室的需求，使得群体接地方式比单体建筑的接地方式造成的土石方量和边坡高坡成倍增加，竖向标高更加复杂，带给设计更大的难度，更是直接影响了土石方、边坡等问题。对于山地群体建筑为了减小土方的接地层，分为以下6 种形式。

3.1 架空式

群体建筑整体建于斜坡上，建筑对地形的改造较小，建筑使用完全架空和或部架空（吊脚式）两种形式。传统的干栏式民居就是采用了完全架空，吊脚楼则是局部架空的典型例子。它们框架式的结构形式决定了它的底面可以完全凌驾于坡地之上。同样，在现代建筑中，框架式结构解放了建筑的形式，完全或者部分架空受到建筑师们的推崇，在山地上，架空使建筑的形式更加灵活，可以完全不破坏自然生态基面而将建筑凌驾上方。群体建筑架空处理适用于酒店、住宅、学校等坡度较大的情况。如荔波犀牛潭五星级酒店，为了适应场地巨大的高差，酒店群全部采用了架空的手法，尽量减少对场地的破坏。

3.2 阶梯式

当场地有一定坡度时，地形根据功能的需要被筑成阶梯状，一般阶差等于或小于房屋层高，这是山地群体建筑接地设计最常用、最简单的一种设计手法。特别适用于车库，根据原有地形坡度，结合建筑功能，房屋的进深可比较大，地下空间设计中利用楼梯平台的不同高度作为错层布置，在同一空间内部形成不同高差的基面，控制挖填方成本。

3.3 斜坡连接式

如果阶梯式对场地的挖填还是太大，当地下室是大型车库时，可以依据地型高差把地下室分为多个台地，并采用坡道把它们连接在一起。这样的设计，比较适合于只有单层地下室时，将接地层的标高分得更细致，更加贴合原地型情况。

3.4 斜板式

与斜坡连接式类似，在坡地建筑中，为了消化高差，地下室停车允许做成斜板，坡度<5%，一般我们选取2%~3%比例舒适，为了防止滑车，斜坡的方向必须与停车的方向垂直，适用于高差不大的地型。

3.5 双向起坡式

受到山地地形的制约，山地群体建筑的接地层剖面高差非常复杂，特别当群体建筑设计有大型地下停车场时，不同于平地群体建筑群体地下空间每层的轮廓及位置基本一致，山地群体建筑地下室常常存在各个楼层的投影面不同程度错开。还存在部分高差非单方向的地下室，这些地下室所处地形的两个方向上同时存在着高差。坡地特点常常坡度是东西向、南北向双向坡度，对于群体建筑大规模地下室来说，常常会面临两个方向同时起坡。但通常一个方向坡缓、一个方向坡陡。就需要多种剖面同时考虑，且在进深方向会形成多种剖面不断变化。

3.6 分散式

不同于平地项目直接下挖集中地下室的情况，对于大型的山地群体建筑，特别是内部引用了园区级道路的群体建筑，地形使地下车库的选址并不能随心所欲，既要考虑功能合理便捷，又要考虑挖填方量、边坡这些成本因素，进而造成其地下车库很难布置成一个完整的集中式地下车库，而是形成分体式地下车库，它依据场地竖向、道路走向被分成多个不同的标高、不同的片区，彼此联系或者不联系。但应注意车库位置的分布应均匀合理，控制好车库的服务半径，不能让某个片区的人没有地方停车或者走很远去停车，需提高车库使用的便捷性。分散式停车在大型居住区、大型办公园区都很常见。

4 结语

挖填过多可以说是山地问题产生的根源。山地城镇地势起伏不平，道路蜿蜒崎岖，原始地形地貌是导致建设用地紧缺和难以直接利用的根本原因。既要避免“挖多了”产生土石方的外运，又要避免“填多了”外借土石方来回填。既要减少挖填方总量，又要取得挖填平衡。同时，还需避免局部挖填过多产生的高边坡，只有这样才能保障工程的经济性。此外，为了保持山地特有的自然资源，体现出原始生态的自然之美和依山就势的建筑形态，山地群体建筑设计应符合山势的变化，权衡场地改造和设计的利弊得失，择优选用既符合技术规范，又经济适用的措施和方法。最后，减少挖填也是减少对山地原生态的破坏，减少自然灾害的发生。