场地竖向设计扫盲

竖向设计是场地总体布局的一个重要组成部分，关系到场地的安全稳定，也直接影响到空间的组成。竖向设计一般是在总体布局之后进行的。不论平坦场地或坡地场地，都必须给出建、构筑物的设计标高，进行场地排雨水设计，使建筑与地形密切配合，以便创造出优秀的场地规划布局和建筑设计。当然，在坡地场地设计中，因地形、地质较复杂，支挡构筑物和排水构筑物多，竖向设计不仅难度较大，而且关系到方案的可行性与场地开拓的经济性，所以，竖向设计的重要性更为突出。竖向设计概述一、竖向设计概念竖向设计(或称垂直设计、竖向布置)是对基地的自然地形及建、构筑物进行垂直方向的高程(标高)设计；既要满足使用要求，又要满足经济、安全和景观等方面要求。二、竖向设计的基本任务竖向设计的基本任务是利用和改造建设用地的原有地形，具体包括以下几方面：(1)选择场地的竖向布置形式，进行场地地面的竖向设计；(2)确定建筑物室内外地坪标高，构筑物关键部位(如地下建筑的顶板)的标高，广场和活动场地的设计标高，场地内道路标高和坡度；(3)组织地面排水系统，保证地面排水通畅，不积水。(4)安排场地的土方工程，计算土石方填、挖方量，使土方总量最小，填、挖方接近平衡，未平衡时选定取土或弃土地点。(5)进行有关工程构筑物(挡土墙、边坡)与排水构筑物(排水沟、排洪沟、截洪沟等)的具体设计。三、竖向设计的原则1．满足建、构筑物的功能布置要求要按照建、构筑物使用功能要求，合理安排其位置，使建、构筑物间交通联系方便、简捷、通畅，并满足消防要求，符合景观环境及生态环境要求。2．充分利用自然地形充分利用自然地形，对地形的改造要因地制宜，因势利导。改造地形时，应考虑建筑物的布置及空间效果，减少土石方工程量和各种工程构筑物的工程量，并力求填、挖方就近平衡，运距最短，从而降低工程造价。设计上应采取措施，避免造成水土流失，尽可能保护场地原有的生态条件和原有的风貌，体现不同场地的个性与特色。3．满足各项技术规程、规范要求，保证工程建设与使用期间的稳定和安全4．解决场地排水问题建设场地应有完整、有效的雨水排水系统，重力自流管线尽量满足自然排放要求，保证场地雨水能顺利排除，且与周边现有的或规划的道路的排水设施等标高相适应。当进行坡地场地、滨水场地设计时，应特别考虑防洪、排洪问题，以保证场地不受洪水淹没。5．满足工程建设与使用的地质、水文等要求竖向设计要以安全为原则，充分考虑地形、地质和水文的影响，避免不良地质构造的不利影响，采取适当的防治措施。对挖方地段应防止造成产生滑坡、塌方和地下水位上升等恶化工程地质的后果。四、竖向设计应有的基础资料设计人员通过业主提供，购买或调研、查证等方法收集以下有关基础资料：1．现状地形图1：500或1：1000建设场地现状地形图。在考虑场地防洪时，为统计迳流汇水面积，需要1：2000一l：10000的地形图。2．总平面布置图及道路布置图必须准确地掌握场地内建、构筑物的总平面布置图及道路布置图；当有单独的场地道路时，该道路的平面图、横断面图及纵断面等设计条件也必须掌握。3．地质条件和水文资料了解建设场地土壤与岩石层的分布、地质构造和标高等；不良地质现象的位置、范围，对场地影响的程度；场地所在地区的暴雨强度、场地所在地洪水位及防洪、排涝状况、洪水淹没范围。4．地下管线的情况了解各种地下管线，包括给水、污水、雨水、电力、电信、燃气和热力等的埋设深度、走向及范围，场地接人点的方向、位置、标高，重力管线的坡度限制与坡向等。5．填土土源和弃土地点不在场地内部进行挖、填土方量平衡的场地，填土量大的要确定取土土源，挖土量大的应寻找余土的弃土地点。五、竖向设计的一般步骤(一)不进行场地平整时对于不进行场地平整的基地，竖向设计的一般步骤是：1.确定道路及室外设施的竖向设计道路及室外设施(如室外活动场地、广场、停车场、绿地等)的竖向设计，按地形、排水及交通要求，定出主要控制点(交叉点、转折点、变坡点)的设计标高，并应与四周道路高程相衔接。根据技术规定和规范的要求，确定道路合理的坡度与坡长。2．确定建筑物室内、室外设计标高根据地形的竖向处理方案和建筑的使用、经济、排水、防洪、美观等要求，合理考虑建筑、道路及室外场地之间的高差关系，具体确定建筑物的室内地坪标高及室外设计标高等。3．确定场地排雨水首先根据建筑群布置及场地内排水组织的要求，确定排水方向，划分排水分区，定出地面排水的组织计划，应保证场地雨水不得向周围场地排泄，即将场地的雨水有组织的排放。正确处理设计地面与散水坡、道路、排水沟等高程控制点的关系，对于场地内的排水沟，也需要进行结构选型。举例已知：某组团总平面布置如图，建筑物(住宅楼)室内外高差均采用0．6m，室外踏步高度取0.15m。道路最大纵坡为6％，平曲线不设加宽和超高，等高距为0.5m。试用设计标高法表达其竖向设计内容。[步骤1]计算建筑物室内地坪标高和室外设计标高该基地的地形平坦，不进行场地平整。根据等高线内插出建筑物散水坡脚处的自然地面标高，即为室外设计标高，并在图上相应位置进行标注。由于建筑物基本上垂直于等高线布置，在建筑物山墙两端会出现一定高差，所以，根据室外设计标高中最高点的标高来计算室内地坪标高，即建筑物室内地坪标高＝室外设计标高(最高点)+建筑物室内外高差＝室外设计标高(最高点)+O．6m将所求出的数值标注在建筑物室内适当位置。如第7号楼的室外设计标高为470.85、471.15、471.25和471.40m，其最高点为471.40m，则室内地坪标高＝471．40+0．60＝472．00m；同理，第8号楼为472．65m，第9号楼为472．30m，第10号楼为472．70m，在平面图中注出。建筑类型最小高差（m）宿舍、住宅0.15～0.75办公楼0.50～0.60学校、医院0.30～0.90重载仓库0.15～0.30建筑物室内外地坪的最小高差[步骤2]确定道路竖向设计用JD1、JD2、JD3等形式，将道路各控制点(如交叉点、转弯点、衔接点等)逐一编号。道路的竖向设计内容包括：确定各控制点中心线处的设计标高，每段道路的坡度和坡向。由于场地道路往往与建筑物毗邻，当首先确定了建筑物室外设计标高后，可以由此来推算道路中心线的标高h。本例中，h＝室外设计标高-0．30，如h13＝472.05-0.30＝471.75m，h12＝471.45-0.30＝471.15m，同理，推算出所有点的标高。接着，根据平面图已定的每一段道路的长度(即坡长)，确定其坡度i，根据相邻标高值大小判断出坡向，以箭头表示。将坡长l、坡度i和坡向以坡度标的形式表示在道路中心线上适当位置。由地形自然标高确定出的道路纵坡i，要根据道路设计标准进行检验。当imin(0．3％)≤i≤imax(6％)时，道路坡度不变，如JDl—JD6、JD3—JDl3、JD5—JDl6、JD8—JDl0和JDl2—JDl5；否则，要根据imin或imax来确定道路坡度，不再考虑地形实际的坡度大小，如JD9-JDll。在场地内部，也可以将局部一段道路设计成平坡，如JD2-JD8和JD7-JD8。另外，要根据道路宽度确定道路横断面的形式，一般宽度小于4．5m道路可采用单坡，否则，采用双坡。本例中，宽度为9m和7m的道路采用双坡，而宽度为4m的道路采用单坡。将每一段道路的横断面形式分别标注在图中适当位置。居住区内道路纵坡控制指标（%）道路类别最小纵坡最大纵坡多雪严寒地区最大纵坡机动车道≥0.3≤8.0L≤200m≤5L≤600m非机动车道≥0.3≤3.0L≤50m≤2L≤100m步行道≥0.5≤8.0≤4[步骤3]确定场地排水方向由于道路低于建筑物附近的地面，所以，可以将地面的雨水直接排向道路。每一块场地都要进行具体的分析，地形变化趋势决定了排水方向。地面种类排水坡度（%）粘土大于0.3，小于5砂土不大于3轻度冲刷细沙不大于1湿陷性黄土建筑物周围6M范围内不小于2，6M以外不小于0.5膨胀土建筑物周围2.5M范围内不小于2地面排水坡度[步骤4]划分交叉口范围该设计包括7个交叉口。找出各交叉口路缘石曲线的切点，画出与道路中心线垂直的辅助线(图中的虚线)，两相邻辅助线所包括的范围，即为交叉口的范围。[步骤5]确定交叉口雨水口分布根据交叉口相邻道路的坡向状态(即相对、一致或分离)，和道路横断面形式是单坡或双坡，来判断是否有积水点，以此来确定交叉口雨水口的数量和位置。如第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、V和Ⅵ号交叉口在东南角有一个积水点，第Ⅳ号交叉口有三个积水点，而第Ⅶ号交叉口没有积水点。[步骤6]确定直线段雨水口分布该设计的直线段有13段，用(1)、(2)和(3)等顺序编号。参考道路纵坡查表，当纵坡小于1％时，雨水口间距取为30m；当纵坡为1％一3％时，可取60m。结合道路全长分析，确定雨水口的数量，大致分布其位置。如第(8)、(9)、(11)、(13)段分别在中间位置设1个雨水口；第(10)段在道路低处设1个；在JDl—JD6的范围内布置4个雨水口，分别布置在第(1)段和第(2)段适当位置；第(4)段道路长度短，可以不设；第(6)段和第(14)段分别大致均匀地布置了6个雨水口。最后，用y1、y2、y3等进行雨水口的编号。道路纵坡（%）≤0.30.3-0.40.4-0.50.5-0.60.6-2雨水口间距（m）20-3030-4040-5050-6060-70(二)进行场地平整时对于要进行场地平整的场地，在开展上述三项竖向设计内容之前，一般先要进行以下步骤：1．确定地形的竖向处理方案根据场地内建、构筑物布置、排水及交通组织的要求，具体考虑地形的竖向处理，并明确表达出设计地面的情况。设计地面应尽可能接近自然地面，以减少土方量；其坡向要求能迅速排除地面雨水；选择设计地面与自然地面的衔接形式，保证场地内外地面衔接处的安全和稳定。在山谷地段开发建设时，如果设置了排洪沟，需进行相应的平面布置、竖向布置和结构设计。2．计算土方量针对具体的竖向处理方案，计算土方量。若土方量过大，或填、挖方不平衡而土源或弃土困难，或超过技术经济要求时，则调整设计地面标高，使土方量接近平衡。3．进行支挡构筑物的竖向设计对于支挡构筑物包括边坡、挡土墙和台阶等，需进行平面布置和竖向设计。为防止坡面形成的“山洪”对建筑物冲刷，应进行截洪沟设计，以确定场地的稳定和安全。平坦场地的竖向布置平坦场地的地形有时候不需要进行场地平整，就能够满足使用要求；有时候需要进行场地平整，经过地形设计后才便于使用。如果平坦场地的地形需要进行处理才能使用，就必须先设计地面，然后再进行其他方面的竖向设计。一、设计地面设计地面(或整平面)是将自然地形加以适当整平，使其成为满足使用要求和建筑布置的平整地面。平坦场地设计地面的竖向布置形式通常称为平坡式。一般适用于平坡、缓坡坡地，可使建筑物垂直等高线布置在坡度小于10％的坡地上，或平行等高线布置于坡度小于12％一20％的坡地上。各个整平面之间以平缓的坡度连接，无显著的高差变化。(一)设计地面的形式设计地面的形式由地形的变化趋势及坡度值大小确定。如果自然地形是单向斜坡，地形坡度值较为接近，可以设计一个设计地面；如果地形有起伏变化，可能设计成双坡或多坡。设计地面必须与地形的排水方向一致，这样可以节约土方量，利于场地排水。同一个地形可以设计成单坡、双坡或多坡，因此而形成的竖向布置将有所不同。(二)设计地面的坡度为使建、构筑物周围的雨水能顺利排除，又不致于冲刷地面，场地平整坡度根据当地暴雨强度、本场地地面构造形式和采用地面材料不同而确定。对降雨量大的地区，坡度要稍大些，以便于雨水尽快排除。一般坡度为0．5％，最小坡度为0．3％，最大坡度为6％。力求各种场地设计标高适合雨水、污水的排水组织和使用要求，避免出现凹地。(三)设计地面的标高设计地面的标高是指经过场地平整形成的设计地面的控制性高程。在滨水场地、坡地场地和地质条件复杂时，或需要围海造地时，场地设计标高往往决定了工程造价，设计上要慎重对待。当有控制性详细规划时，设计地面的标高应采用其竖向规划标高；否则，应在方案设计时综合分析下列因素，推算出设计地面的标高