城市用地和建筑竖向布置

7.4　城市用地和建筑竖向布置

城市用地由工业用地、居住用地、公共建筑用地、道路用地和公共绿地等组成。用地又可分为生活用地和生产用地二大类。建筑同样可分为居住建筑、公共建筑和生产建筑及构筑物。地形起伏的山区丘陵地影响各项用地的建筑和构筑物的布置。

7.4.1　城市与道路的竖向关系

城市用地被道路和自然条件分割成块。有时也存在自然界限，如谷地和山峦以及冲沟和河流等。由道路和自然条件所围成的大小不同的用地，一般出现以下情况，它们将影响建筑布置和地面排水。

1．斜坡面用地

这类用地最为普遍。用地与道路之间出现高于道路的正坡面和低于道路的负坡面，两者皆有不同坡度。从图7－7(a)中可见，斜坡用地将使道路出现不同纵坡向和坡度，正坡面的地表排水将排至路上。这类用地与道路之间出现一个夹角。

图7－7　城市道路与用地的关系

(a)斜坡面用地;(b)分水面用地;(c)汇水面用地;(d)山地形用地;(e)盆地形用地1—等高线;2—道路;3—坡向;4—道路坡向;5—脊线、谷线;6—分水线

2．分水面用地

分水线把用地分割成两个大小不同、纵向各异的用地，四周道路中的两条出现纵坡的转折点，两个斜坡面的地表水排泄各成体系，各排至分水线两侧的道路上(图7－7(b))。在详细规划中往往可以利用分水线设计成步行道。

3．汇水面用地

汇水面用地与道路的关系同分水面用地有共同处，即将用地分成两块坡向不同的斜坡面，所不同的是其中两条道路的纵坡转折点在低处(图7－7(c))。此种用地有时须设置涵洞或桥，以便四周道路所围区域地表水的排泄。详细规划设计中利用汇水线作为步行道时，其两旁须设置排水沟。

4．山丘形用地

这种类型的用地常见于道路环绕山丘。山丘四周道路将出现多处转折点，山丘形用地的地表水将排泄至四周的环山道路上(图7－7(d))。

5．盆地形用地

被四周道路所围的低洼盆地(7－7(e))，除非有较大的汇水面形成自然水塘，增添生活环境美，否则，低洼处的积水对环境不利，只得采用回填的竖向规划措施提高用地标高或疏导地表水的排泄。

7.4.2　建筑与地形的竖向关系

根据建筑的使用功能及地区的气候因素不同，建筑与地形竖向关系将出现几种不同的竖向布置。

1．建筑半垂直等高线布置

这类建筑的竖向布置一般出现在东南坡、西南坡、西北坡、东北坡面的用地上。即当建筑需要最佳南朝向时，会出现建筑与等高线成不同程度的半垂直状况，见图7－8中的点状居住建筑布置。

图7－8　建筑与地形的竖向关系

1—中学;2—托儿所;3—幼儿园;4—理发室、浴室;5—热交换站;6—液化气调压站;7—居委会;8—商店

2．建筑平行等高线布置

当建筑置于南坡、北坡面时，都会出现建筑与地形等高线平行，见图7－8中幼儿园、中学等建筑布置。

3．建筑垂直等高线布置

建筑垂直于东坡面、西坡面时，建筑与地形等高线垂直或相交，如图7－8中的一组条状建筑布置。

7.4.3　建筑竖向布置方式

由于建筑布置与地形之间出现半垂直等高线、平行等高线和垂直等高线3种关系，因此，便产生出以下几种建筑竖向布置方式。

1．平坡式建筑布置竖向法

当丘陵地的坡面为纵坡小于2%的大片缓坡地时，常出现建筑的平坡式竖向布置。这时坐落于地表上的建筑物常抬高建筑四周的勒脚，来适应地面的变化。它是对自然地貌改变最少的一种竖向布置方法。

2．台阶式建筑布置竖向法

台阶式用地的建筑布置，适用于纵坡面坡度介于2%～4%之间的用地。即当100m长的用地中地面升高2～4m时，就须结合挖取部分土方与填出部分土方形成台阶用地，每个台阶用地之间，用自然放坡或挡土墙分隔，各台阶用地仍有最小的排水纵坡。台阶用地有单向坡面用地和双向坡面用地，见图7－9。

图7－9　台阶式用地

(a)单向降低的台阶;(b)由场地中间向边缘降低的台阶基层;(c)由场地边缘向中间降低的台阶1—自然地面;2—设计地面;3—道路中心;4—建筑物

3．台阶用地宽度和台阶高度

台阶用地宽度和自然地面与设计地面的填方、挖方的高度存在下列关系(图7－10):

图7－10　台阶用地宽度与高度关系

式中　∑H————填挖方总高，m;

　H₊————填方高度，m;

　H_－————挖方高度，m;

　i_自————自然地面坡度，%

　i_设————设计地面坡度，%，一般采用0%～2%。

由于自然地面土壤结构十分密实，挖掘来的土方土壤疏松，挖出一方土只能填回0.7～0.8方。因此公式还须考虑可松性系数，即

H_－=0.75～0.8H₊

代入式(7－1)得

当H₊小于基础埋置深度时，采用一个用地台阶便可以;当H₊大于基础埋置深度时，将增加建筑埋置深度的工程量，土方量也多，工程投资增大，此时必须考虑分成两个台阶用作建筑的竖向布置。

当确定台阶用地数量和它们的宽度时，还必须同时考虑总平面中建筑群体组合的合理性以及总平面中的道路走向和道路两侧正、负坡面的情况。

台阶用地的宽度除与填方高度和建筑基础埋置深度有关外，还与建筑体量有关。一般在生产用地上，当厂房体量大时，所需台阶用地宽些;一般居住建筑体量小，所需台阶用地可窄些。此时，台阶用地宽度与自然地面宽度有关，当大面积修建如工厂总平面或居住小区时，可参考表7－5。

表7－5　台阶宽度与自然地面坡度

当地形陡时，台阶高度大于3.0～3.5m。如自然地面坡度i=20%～30%之间，采用半填半挖竖向设计时，则台阶用地宽度介于20～30m之间。一般可以满足中、小型城镇工厂的厂区总平面布置和城镇小区及公共建筑的布置。

根据式(7－2)且假定用地平整后的坡度为0.5%，取H_－=0.8H₊，可绘制成H₊、台阶用地宽B与i_自三者的关系图(图7－11)。

图7－11　H₊、B(台阶用地宽度)与i_自关系

应用H₊—B—i_自关系图时应注意3点:①当靠近填方地段无建筑物基础时，查出的B可适当放宽;②如i_自=3%，基础埋置深度为1.5m，B在105m以下时，宜用一个台阶用地;③如i_自=3%，基础埋置深度为3.5m，B在255m以上时，可采用平坡式布置。

7.4.4　台阶式(阶梯式)竖向设计

在《工业企业总平面设计规范》GB50187—93中规定，台阶的划分，应符合下列要求。

(1)应与地形及总平面布置相适应。

(2)生产联系密切的建筑、构筑物，应布置在同一台阶或相邻台阶上。

(3)台阶的长边宜平行等高线布置。

(4)台阶的宽度应满足建筑物和构筑物、运输线路、管线和绿化等布置要求以及操作、检修、消防和施工等需求。

(5)台阶的高度，应按生产要求及地形和地质条件，结合台阶间运输关系等因素综合确定，并宜取1～4m。

有关台阶式竖向设计的一些规定如下述。

(1)相邻的台阶之间应采用自然放坡、护坡或挡土墙等连接方式并应根据场地条件、地质条件、台阶高度、景观、荷载和卫生要求等因素，进行综合技术经济比较，合理确定。

(2)台阶距建筑物、构筑物的距离，除满足台阶的划分要求外，台阶坡脚至建筑物、构筑物的距离应考虑采光、通风、排水及开挖基槽对边坡或挡土墙的稳定性要求，且不应小于2.0m;台阶坡顶至建筑物、构筑物的距离应考虑建筑物、构筑物基础侧压力对边坡或挡土墙的影响。位于稳定土坡坡顶上的建筑物、构筑物，当垂直于坡顶边缘线的基础底面边长小于或等于3m时，其基础底面外边缘线至坡顶的水平距离α(图7－12)，应按下式计算，且不得小于2.5m。

图7－12　基础底面外边缘线至坡顶的水平距离示意

条形基础　　a≥3.5b－

矩形基础　　a≥2.5b－

式中　a————基础底面外边缘线至坡顶的水平距离，m;

　b————垂直于坡顶边缘线的基础底面边长，m;

　d————基础埋置深度，m;

　β————边坡坡角，(°)。

当基础底面边缘线至坡顶水平距离不能满足上述要求时，可根据基底平均压力按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7—89第5.3.1条公式确定基础至坡顶边缘的距离和基础埋深。

当坡角大于45°、坡高大于8m时，尚应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7—89第5.3.1条的规定进行坡体稳定性验算。

(3)场地挖、填方边坡的坡度允许值，应根据地质条件、边坡高度和拟采用的施工方法，结合当地的实际经验确定。

当山坡稳定、地质条件良好、土(岩)质比较均匀时，挖方边坡坡度可按表7－6和表7－7确定。

表7－6　挖方岩石边坡坡度允许值

表7－7　挖方土质边坡坡度允许值

注:1．表中碎石土的充填物为坚硬或硬塑状态的黏性土。

2．对砂土或充填物为砂土的碎石土，其边坡坡度允许值均按自然休止角确定。

3．Sr为饱和度，%。

(4)铁路、道路的路堤和路堑边坡，应分别符合现行国家标准《工业企业标准轨距铁路设计规范》和《厂矿道路设计规范》的规定;建筑地段的挖方和填方边坡的坡度允许值，应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》的规定。

遇有下列情况之一，挖方边坡坡度的允许值另行计算:①边坡的高度大于表7－6和表7－7的规定;②地下水比较发育或具有软弱结构面的倾斜结构层;③岩层层面或主要节理面的倾斜方向与边坡的开挖面的倾斜方向一致，且两者走向的夹角小于45°时;④填方边坡，如基底地质良好，其边坡坡度可按表7－8确定。

表7－8　填方边坡坡度允许值

续表

注:1．用大于250mm的石块填筑路堤，且边坡采用干砌者，其边坡坡度应根据具体情况确定。

2．在地面坡度陡于1∶5的山坡上填方时，应按原地面挖成台阶，台阶宽度不宜小于1m。

7.4.5　工业企业场地排水

(1)场地应有完整、有效的雨水排水系统。场地雨水的排水方式，应结合工业企业所在地区的雨水排水方式、建筑密度、环境卫生要求、地质条件等因素，合理选择暗管、明沟或地面自然排渗等方式。

厂区宜采用暗管排水。

(2)场地雨水排水设计流量计算应符合现行国家标准《室外排水设计规范》的规定。

(3)当采用明沟排水时，排水沟宜沿铁路、道路布置，避免与其交叉。排出场外的雨水，应避免对其他工程设施或农田造成危害。

(4)排水明沟的铺砌方式，应根据所处地段的土质和流速等情况确定。厂区明沟宜加铺砌;对厂容、卫生和安全要求较高的地段，尚应铺设盖板。矿山及厂区的边缘地段可采用土明沟。

(5)场地的排水明沟，宜采用矩形或梯形断面。明沟起点的深度不宜小于0.2m，矩形明沟的沟底宽度不应小于0.4m，梯形明沟的沟底宽度不应小于0.3m。明沟的纵坡，不应小于0.3%，在地形平坦的困难地段不应小于0.2%。按流量计算的明沟，沟顶应高于计算水位0.2m以上。

(6)雨水口，应位于集水方便、与雨水管道有良好连接条件的地段。雨水口的间距宜为25～50m。当道路纵坡大于2%时，雨水口的间距可大于50m。其形式、数量和布置应根据具体情况和计算确定。当道路的坡段较短时，可在最低点处集中收水，其雨水口的数量应适当增加。

(7)在山坡地带建厂时，应在厂区上方设置山坡截水沟。截水沟至厂区挖方坡顶的距离不宜小于5m。当挖方边坡不高或截水沟衬砌加固时，此距离不应小于2.5m。

截水沟不应穿过厂区，当确有困难，必须穿过时，应从建筑密度较小地段穿过。穿过地段的截水沟应加铺砌并应确保厂区不受水害。

7.4.6　建筑用地竖向设计处理技术

山区丘陵地建筑用地竖向处理方法很多，有提高勒脚、掉层、错层、跌落、悬挑、附岩、架空等。综合使用这些竖向布置手法，能使建筑与地形有机结合，节省土石方量，保持原来自然地貌，争取建筑空间并较完善地解决建筑与地形的矛盾。

图7－13为在平缓坡、台阶地上建筑组合和挡土墙的竖向处理;图7－14为居住建筑组合布置垂直等高线;图7－15为斜坡、挡墙、石级和道路的局部设计，当地貌复杂、坡度很陡时(如渡口市弄坪向阳居住小区的南坡面，在不到300m的距离内高差达到50m))，就不只是形成台阶用地，还可能出现建筑布置的跌落、错层、错跌等各种竖向布置(图7－16)。

图7－13　平缓坡、台阶地上建筑组合和挡土墙竖向处理

(a)跌落;(b)错层;(c)错跌

图7－14　居住建筑组合布置垂直等高线

图7－15　斜坡、挡墙、石级和道路的局部设计

图7－16　渡口市弄坪向阳小区坡面陡峭竖向布置