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第八章 豎向設(shè)計 一 概述 豎向設(shè)計的任務(wù)是在分析修建地段地形條件的基礎(chǔ)上，對原地形進行利用和改造，使它符合使用，適宜建筑布置和排水，達到功能合理、技術(shù)可行、造價經(jīng)濟和景觀優(yōu)美的要求。 具體內(nèi)容為研究地形的利用與改造考慮地面排水組織； 確定建筑、道路、場地、綠地及其他設(shè)旋的地面設(shè)計標(biāo)高； 并計算士方工程量。,二 地形分析 地形分析包括地面高程、坡度、坡向、特征、脊 線(分水線)、谷線(匯水線)、洪水淹沒線(五十年一遇和百年一遇)、制高點、沖溝、洼地位置等內(nèi)容。 1．高程系統(tǒng) 我國各城市采用的高程主要有兩種不同的系統(tǒng)： 黃海高程系統(tǒng)——以青島觀潮站海平面作為零點高程系統(tǒng)。 吳淞高程系統(tǒng)——以吳淞口觀潮站海平面為零點的高程系統(tǒng)。 2．等高線和坡度 ①等高線——測量地形圖上表示地面高程相等的線，線上注有高程。 ②等高線平距(l)——地形圖上兩相鄰等高線之間的垂直距離。 ③等高線高距(h)——相鄰等高線間的高程差。一般地形圖有用0.5m、 1.0m、2.0m、5m、10m等。 設(shè)計等高線高距常用0.1m、O.2m、O.25m、O.5米等。均視地形 坡度及圖紙比例不同而選用。 ④坡度(i)——等高線高距與平距之比。i = h / l (%),⑤地面坡度分級及使用 平坡：0～2%：建筑、道路布置不受地形坡度限制，可以隨意安排。坡度小于 3‰時應(yīng) 注意排水組織 。 緩坡：① 2～ 5%：建筑宜平行等高線或與之斜交布置．若垂直等高線，其長 度不宜超過30～50米．否則需結(jié)合地形作錯層、跌落等處 理；非機動車道盡可能不垂直等高線布置，機動車道則 可隨意選線。地形起伏可使建筑及環(huán)境綠地景觀豐富多彩 ② 5～10%: 建筑、道路最好平行等高線布置或與之斜交。若與等高 線垂直或大角度斜交，建筑需結(jié)合地形設(shè)計，作跌落、 錯層處理。機動車道需限制其坡長 。 中坡：10～25%：建筑應(yīng)結(jié)合地形設(shè)汁，道路要平行或與等高線斜 交迂回 上坡。布置較大面積的平坦場地，填、挖土方量甚大。人 行道如與等高線作較大角度斜交布置，也需做臺階。 陡坡：25～50%：用作城市居住區(qū)建設(shè)用地，施工不便、費用大。建筑必須 結(jié)合地形各別設(shè)計，不宜大規(guī)模開發(fā)建設(shè)。在山地城市用 地緊張時仍可使用 。 急坡：50 %：通常不宜用于居住醫(yī)建設(shè) 。,3．坡向與日照間距 定義：用地坡向垂直等高線，由高向低。 在不同的坡向中，以東南坡、南坡、西南坡為好，東、西坡其次，北坡最差。 坡地與平地上的房屋日照條件不同，東南坡、南坡及西南坡向陽房屋日照間距可較平地??；北坡背陽，房屋日照間距應(yīng)比平地大。,南向坡：減少間距,北向坡：增加間距,4．地形特征及其運用,5．地形在豎向設(shè)計中的作用 ①圍合、限制、分隔空間——根據(jù)挖上或堆土的范圍、高度，可以制 約空間的開敞或封閉程度、邊緣范圍及空間方向。 ②控制視野景觀——可以有助于視線導(dǎo)向和限制視野，突出主要的 景觀，屏障酶陋物。 ③改善小氣候環(huán)境——影響風(fēng)向，有利通風(fēng)、防風(fēng)，改善日照，起隔 離噪聲的作用。 ④組織交通——引導(dǎo)和影響行走、行車的路線和速度。 ⑤美學(xué)作用——使景觀更豐富生動，有立體感，反映自然，加強建筑 藝術(shù)表現(xiàn)力。陰影造成的效果具有雕塑感。,地形圍合限定空間 地形設(shè)計影響人行走速度 地形設(shè)計隔離燥聲,地形使視線焦點產(chǎn)生變化 地形使觀賞面擴大,地形設(shè)計使你感到含蓄 地形設(shè)計使你感到限制,三 豎向設(shè)計基本原則 1．滿足各項用地的使用要求(修建、活動、交通、休息等) ①建筑： 室內(nèi)地坪高于室外地坪：住宅30～60cm，學(xué)校、醫(yī)院45～90cm (多雨地區(qū)宜采用較大值。高層建筑、土質(zhì)較差或填士地段還應(yīng) 考慮建筑沉降。) ②道路： 機動車道縱坡一般≤6％，困難時可達9％； 山區(qū)城市局部路段坡度可達12％。但坡度超過4％，必須限制其坡長： 5～6％時，坡長≤600m 6～7％時，坡長≤400m 7～8％時，坡長≤300m 9％時，坡長≤150m 非機動車道縱坡一般≤2％，困難時可達3％，但坡長應(yīng)限制在50m以內(nèi)； 橋梁引坡≤4％； 人行道縱坡以≤5％為宜，8％行走費力，宜采用踏級； 交叉口縱坡≤2％，并保證主要交通平順。,③廣場、停車場 廣場坡度以≥0.3%，≤3%為宜，0.5～1.5%最佳； 兒童游戲場坡度 0.3～2.5%； 停車場坡度 0.2～O.5%； 運動場坡度 0.2～O.5%。 ④草坪、休息綠地 坡度最小0.3%，最大10%。 2．保證場地良好的排水 力求使設(shè)計地形和坡度適合污水、雨水的排水組織和坡度要求，避免出現(xiàn)凹地； 道路縱坡不小于0.3%。地形條件限制難以達到時應(yīng)做鋸齒形街溝排水； 建筑室內(nèi)地坪標(biāo)高應(yīng)保證在沉降后仍高出室外地坪15～30cm； 室外地坪縱坡不得小于0.3%，并且不得坡向建筑墻腳。 3．充分利用地形，減少土方工程量 設(shè)計應(yīng)盡量結(jié)合自然地形，減少土、石方工程量； 填方、挖方一般應(yīng)考慮就地平衡，縮短運距； 附近有土源或余方有用處時，可不必過于強調(diào)填、挖方平衡，一般情況土方寧多勿缺，多挖少填；石方則應(yīng)少挖為宜。,4．考慮建筑群體空間景觀設(shè)計的要求 盡可能保留原有地形和植被； 建筑標(biāo)高的確定應(yīng)考慮建筑群體高低起伏富有韻律感而不雜亂； 必須重視空間的連續(xù)、鳥瞰、仰視及對景的景觀效果； 斜坡、臺地、踏級、擋土墻等細部處理的形式、尺度、材料應(yīng)細致、親切宜人。 5．便利施工，符合工程技術(shù)經(jīng)濟要求 挖土地段宜作建筑基地，填方地段作綠地，場地、道路較合適； 巖石、礫石地段應(yīng)避免或減少挖方，垃圾、淤泥需挖除； 人工平整場地，豎向設(shè)計應(yīng)盡量結(jié)合地形，減少土方工程量，采用大型機械旋工平整場地時，地形設(shè)計不宜起伏多變，以免施工不便； 建筑和場地的標(biāo)高要滿足防洪的要求； 地下水位高的地段應(yīng)少挖。,四 豎向設(shè)計步驟 ①豎向設(shè)計應(yīng)貫穿在規(guī)劃設(shè)計的全過程。規(guī)劃設(shè)計工作開始，首先對基地進行地形和環(huán)境分析，研究其利用和改造的可能性，用地的豎向處理和排水組織方案，結(jié)合居住區(qū)或小區(qū)規(guī)劃結(jié)構(gòu)、用地布局、道路和綠地系統(tǒng)組織，建筑群體布置以及公共設(shè)施的安排等作統(tǒng)一的考慮。 ②詳細規(guī)劃總平面方案初步確定后，再深入進行用地的豎向高程設(shè)計。通常先根據(jù)四周道路的縱、橫斷面設(shè)計所提供的高程資料，進行居住區(qū)內(nèi)道路的豎向設(shè)計。 ③根據(jù)建筑群布置及區(qū)內(nèi)排水組織要求，考慮地形具體的豎向處理方案，可以用設(shè)計等高線或者設(shè)計標(biāo)高點來表達設(shè)計地形。 ④根據(jù)地形的豎向設(shè)計方案和建筑的使用、經(jīng)濟、排水、防洪、美觀等要求，確定室內(nèi)地坪及室外場地的設(shè)計標(biāo)高。,⑤計算土方工程量。如土方量過大，或者填、挖方不平衡，而土源或棄土困難，則應(yīng)調(diào)整修改豎向設(shè)計。 ⑥進行細部處理，包括邊坡、擋土墻、臺階、排水明溝等的設(shè)計。 ⑦豎向設(shè)計往往需要反復(fù)修改、調(diào)整，尤其是地形復(fù)雜起伏的基地，測量的地形圖往往和實際地形有相當(dāng)大的出入，需要在設(shè)計之前，仔細核對；而在施工中需要進行修改豎向設(shè)計的情況也是常有的事。,五 豎向設(shè)計圖紙表現(xiàn) 1．豎向設(shè)計圖的內(nèi)容 ①設(shè)計的地形、地物：建筑物、構(gòu)筑物、場地、道路、臺階、護坡、擋土墻、明溝、雨水井、邊坡等。 ②座標(biāo)：每幢建筑物至少有兩個屋角座標(biāo)；道路交叉點、控制點座標(biāo)；公共設(shè)施及其他需要標(biāo)定邊界的用地、場地網(wǎng)周角點的座標(biāo)。 ③標(biāo)高：建筑室內(nèi)、外地坪標(biāo)高；綠地、場地標(biāo)高；道路交叉點、控制點標(biāo)高。 ④道路縱坡坡度、坡長。 ⑤排水方向：室外場地的坡向。,2．豎向設(shè)計圖的表現(xiàn) 豎向設(shè)計圖的內(nèi)容及表現(xiàn)可以因地形復(fù)雜程度及設(shè)計要求的不同而異。如座標(biāo)，若施工總平面圖上已標(biāo)示，則可省略。豎向設(shè)計圖在表達室外設(shè)計地形時，一般有以下幾種方法： ①設(shè)計標(biāo)高法：在設(shè)計基地上標(biāo)出足夠的設(shè)計標(biāo)高點，并輔以箭頭表示地路的主要控制點標(biāo)高，在圖上略去設(shè)計等高線而改用設(shè)計標(biāo)高法的表示方法。,②設(shè)計等高線法：用設(shè)計標(biāo)高和等高線分別表示建筑、道路、場地、綠地的設(shè)計標(biāo)高和地形。此法便于土方量計算和選擇建筑場地的設(shè)計標(biāo)高；容易表達設(shè)計地形和原地形的關(guān)系和檢查設(shè)計標(biāo)高的正誤，適合在地形起伏的丘陵地段應(yīng)用。但設(shè)計等高線法表示的豎向設(shè)計圖，圖上設(shè)計等高線密布，施工時應(yīng)用讀圖不夠方便。為此，也可以應(yīng)用設(shè)計等高線法進行設(shè)計，在完成地形設(shè)計，確定建筑標(biāo)高后，根據(jù)設(shè)計等高線確定室外場地道路的主要控制點標(biāo)高，在圖上略去設(shè)計等高線而改用設(shè)計標(biāo)高法的表示方法,③方格網(wǎng)法：將場地劃分成方格網(wǎng)，網(wǎng)格大小根據(jù)地形復(fù)雜程度和設(shè)計要求而定。先運用設(shè)計等高線法設(shè)計地形，然后將各方格網(wǎng)點的設(shè)計標(biāo)高標(biāo)注在圖上。此法特別適用于平整場地和廣場、道路交叉口的豎向設(shè)計，也便于土方計算。,3．豎向設(shè)計圖圖例,六 建筑布置與地形 1．建筑布置原則 ①建筑設(shè)計應(yīng)結(jié)合地形條件。地形復(fù)雜、坡度較大的基地，建筑體量不宜過大過長。 ②建筑布置應(yīng)注意結(jié)合地形、利用地形，造成豐富錯落的建筑形體，合理縮小房屋間距，恰當(dāng)組織入口，以提高層數(shù)、節(jié)約用地、方便使用。 ③山地、丘陵地區(qū)建筑群布置切忌追求對稱、規(guī)整和平面形式，應(yīng)以結(jié)合地形自由靈活布置為佳。 ④地形起伏的建筑群布置，應(yīng)考慮各建筑之間因高程不同形成各自的屋脊、沿口、門窗、陽臺、地面等透視關(guān)系的秩序感，避免雜亂無章。,1 平行 2 與等高線斜交 3 垂直等高線 4 混合布置,1 行列布置,呆板,土方量大,2 結(jié)合地形布置,生動活潑,經(jīng)濟合理,提高勒腳：將建筑物提高到相同標(biāo)高,筑 臺：挖、填基地形成平整的臺地,錯 層：將建筑相同設(shè)計成不同標(biāo)高。常利用雙跑樓梯使室內(nèi)錯半層,條件：垂直等高線布置：8% 平行登高線布置：10~15%,條件：垂直等高線布置：10% 平行登高線布置：12~20%,條件：垂直等高線布置：4~8% 平行登高線布置：15~25%,跌 落：建筑垂直等高線布置，以單元或開間為單位，順坡勢處理成臺階狀。,掉 層：錯層或跌落的高差等于建筑層高時的特殊情況。,錯 跌：垂直等高線，逐層或隔層沿水平方向錯動或重迭形成臺狀。,條件：垂直等高線布置：4~8% 平行登高線布置：不行,條件：垂直等高線布置：20~35% 平行登高線布置：45~65%,條件：垂直等高線布置：50~80% 平行登高線布置：不行,七 道路、廣場和場地的豎向設(shè)計 1．道路與地形的配合 ①道路應(yīng)盡量結(jié)合地形布置，使之有合適的坡度，利于行車、步行和排水，并和兩側(cè)的建筑、場地有方便的聯(lián)系，不必追求平面形式，以減少土方工程量。 ②主要道路應(yīng)沿平緩的坡地或谷地布置。次要道路坡度可以稍大些。步行道坡度在5～10％時，應(yīng)有防滑措施或局部加設(shè)踏級。踏級數(shù)每處不宜少于三級，并應(yīng)在材料或色彩卜和坡道有所區(qū)別。10％的地形宜采用步行踏級。 ③丘陵、山區(qū)應(yīng)充分利用地形組織立交和垂直交通。遭路橫斷面設(shè)計也可采用不對稱和不同標(biāo)高的斷面形式。,環(huán)形道路 S型道路 樹形道路,坡地上的S形道路。,多臺階的坡。,2．道路豎向設(shè)計 ①道路的豎向設(shè)計應(yīng)結(jié)合地形，符合縱斷面、橫斷面設(shè)計的技術(shù)要求。包括縱坡、橫坡、坡長限制、寬度、轉(zhuǎn)彎半徑、豎曲線半徑、視距等，并考慮行車和行人的視野景觀。 ②居住區(qū)的主要道路均應(yīng)先作縱、橫斷面設(shè)計。小區(qū)主要道路可視地形復(fù)雜程度決定，一般地形平緩的，可作簡單的縱斷面設(shè)計方案，確定控制點標(biāo)高，然后進行道路設(shè)計等高線的繪制。小路通常根據(jù)排水要求對豎向作簡便的設(shè)計考慮。橫斷面多用單坡。 ③道路交叉口的豎向設(shè)計因地形及道路交叉的主次狀況不同而有多種處理形式。主要原則是保證主要道路縱坡不變或少變，以利行車順暢；同時，要避免交叉口積水，并盡量使地面雨水不匯流過交叉口前的人行橫道線。,3．廣場豎向設(shè)計 廣場按其性質(zhì)、使用要求、空間組織和地形特點，可設(shè)計成多種豎向形式。在一個平面上的廣場，豎向設(shè)計形式有單坡、雙坡和多坡幾種。下沉廣場和多臺廣場不同高程的地面用擋土墻、臺階和斜坡等銜接過渡，使廣場更生動有趣，適合人們活動、散步、游憩。 4．場地、綠地的豎向設(shè)計 ①同一場地可以設(shè)計成不同的豎向形式，以滿足使用要求和景觀效果。 ②綠地以自然起伏更生動宜人。 ③宅旁用地的豎向設(shè)計要注意排水組織，防止地面雨水排向建筑，影響建筑的使用和基礎(chǔ)的穩(wěn)定。,八 臺階、邊坡、擋土墻、排水明溝 山地、丘陵地區(qū)的豎向設(shè)計，在處理不同標(biāo)高的場地、道路、綠地之間的銜接時，常用臺階、邊坡和擋土墻。排除地面水有時用明溝。 1．臺階、坡道 ①臺階是步行聯(lián)系室外不同高程地面的主要手段，它的布置和設(shè)計對于室外環(huán)境的美化、點綴起著重要的作用。曲線形、折線形和臺階與坡道的結(jié)合布置，能形成活潑、生動、富有情趣的室外景觀。 ②臺階的踏步高不宜超過150cm，踏步寬不宜小于300cm。臺階的連續(xù)踏級數(shù)最好不超過20級。20級以上時，應(yīng)在中間設(shè)休息平臺。寬度不大而踏級數(shù)超過40級的臺階，不宜設(shè)計成一條直線，應(yīng)在中間利用休息平臺作錯位或方向轉(zhuǎn)折，以利于行走安全和消除行人心理上的緊張、單調(diào)感。 ③臺階應(yīng)在其一側(cè)或兩側(cè)布置小坡道，以方便手推車和自行車的上下推行。 ④坡道的坡度不應(yīng)超過8％。臺階和坡道的材料與構(gòu)造需考慮防滑的要求。,2．邊坡 ①邊坡是一斜坡面。坡度可以根據(jù)使用要求、用地條件和土質(zhì)狀況而定，可大可小，一般土坡不大于l：1。 ②邊坡的坡面應(yīng)盡量綠化，種植草皮、樹木。 ③坡度較大，土質(zhì)疏松，易受雨水沖刷、坍落的邊坡，應(yīng)進行防護、加固。 ④石砌或混凝土護坡可根據(jù)加固要求，僅在邊坡坡腳或在坡面上作網(wǎng)格狀鋪砌，土質(zhì)部分仍予以綠化。以避免大面積硬質(zhì)坡面缺乏親切感。 ⑤邊坡與建筑之間應(yīng)保持一定距離，以保證排水和安全。,3．擋土墻 ①用擋土墻比邊坡節(jié)省用地，但過高的擋土墻給人以壓抑、閉塞、沉重感，而且使上、下兩臺地之間的聯(lián)系不便。采用擋土墻和邊坡結(jié)合或?qū)跬翂Ψ謱犹幚?，并輔以綠化，可以改善擋土墻的視覺效果。 ②擋土墻的設(shè)計在材料、形式和細部處理等方面應(yīng)加以仔細推敲，不要把它看作單純的工程構(gòu)筑物。用鋼筋混凝土建造框架網(wǎng)格式擋土墻，網(wǎng)格之間或露土綠化，或鋪砌石塊、混凝土預(yù)制塊；在擋土墻上砌出某種凹凸的圖案花錦等做法均可使擋土墻由笨重的構(gòu)筑物變成生動的建筑小品。 ③擋土墻高度在5m以下常用重力式，按其墻身傾斜情況分仰斜墻、垂直墻和俯斜墑三種類型。從受力合理、施工方便考慮，以仰斜墻最佳，垂直墻次之，仰斜墻的傾斜度一般不小于1:0.25。 ④為解決擋土墻，后面土層的排水，需要在墻身上布置泄水孔，孔的尺寸為5X10cm或10cm見方，孔距2～3m。墻體每隔20m左右應(yīng)設(shè)沉降、伸縮縫一道，縫寬2～3cm。,4．雨水口與明溝 ①地面水用暗管排除時，場地和道路上需設(shè)置雨水口。每個雨水口一般可以擔(dān)負2500～5000立方米匯水面積的地面水。多雨地區(qū)采用小值，少雨地區(qū)用大值。 ②雨水口的間距視道路的坡度及雨量的多寡而定。 ③在地面設(shè)計坡度不少于5‰的地區(qū)，也可以采用明溝或有蓋地溝排水。明溝斷面有梯形、矩形兩種。明溝邊距離建筑物基礎(chǔ)不應(yīng)小于3m，離圍墻不小于1．5m，距道路邊坡腳不小于O．5m。,九 土方工程量計算 土方工程量分兩類： 一是建筑場地平整土方工程量，或稱一次土方工程量； 一是建筑、構(gòu)筑物基礎(chǔ)、道路、管線工程余方工程量，也稱二次土方工程量。 1．土方工程量方格網(wǎng)計算法 2．土方工程量的方格網(wǎng)近似計算法 3．臺地及邊坡土方量計算 4．余方工程量估算,