场地设计教案-下

第四章 竖向设计 (第四次课）,竖向设计是场地设计的一个重要组成部分，涉及到场地的安全稳定，以及影响建筑空间的组织。无论平地或坡地场地，都应结合地形条件，进行建、构筑物场地标高及场地排雨水设计。同时受地形地质条件的制约，关系到设计方案的可行性和建设的经济性。第一节 竖向设计概述第二节 平坦场地的竖向设计第三节 坡地场地的竖向设计第四节 场地排雨水,第一节 竖向设计概述,竖向设计概念竖向设计的基本任务竖向设计的原则竖向设计的基本条件竖向设计的步骤方法,竖向设计概念,竖向设计的基本概念竖向设计又称为垂直设计、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。竖向设计要满足使用要求，同时要满足经济、安全、景观等方面的要求。,竖向设计的基本任务,竖向设计的基本任务是利用或改造建设用地的原有地形，包括以下几方面内容：选择场地竖向布置形式，进行场地地面的竖向设计。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，场地内道路标高及其坡度。组织地面的排水系统，保证地面排水通畅，不积水。进行场地的土方工程设计，计算土石方挖、填方量，使土石方总量最小，挖、填方接近平衡，未平衡时选取弃土或取土的地点。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）的详细设计。,竖向设计的原则（一）,竖向设计的基本原则满足建、构筑物的功能布置要求合理安排其功能位置，满足功能使用要求。交通联系方便简洁通畅，并满足消防要求。符合景观环境及生态环境要求。充分利用自然地形对地形改造要因地制宜、因势利导。注重建筑布局及空间效果，尽量减少土石方工程量，力求挖、填方平衡，降低工程造价。避免造成水土流失，保护原生态环境，塑造场地个性及特色。满足各项技术规范、规程要求，保证工程建设及使用期限内的稳定和安全。,竖向设计的原则（二）,解决场地的排水问题设计完整、有效的雨水排水体系：重力自流管线尽量自然排放，保证场地雨水顺利排除。应与周边现有或规划道路的排水体系的标高相适应。场地为坡地或滨水地形时，特别考虑防洪排洪问题，保证场地不被洪水淹没。满足工程建设与使用的地质、水文等要求以安全为原则，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，并采取适当的防治措施。对工程挖方地段应防止产生滑坡、塌方、地下水位上升等恶劣工程地质现象。,竖向设计的基本条件（一）,竖向设计的基本条件 由业主提供，购买调研或查证等方法收集。现状地形图1:500 或 1：1000建设场地现状地形图。1:2000地形图，用于防洪设计时统计径流汇水面积。总平面布置图和道路布置图准确地掌握场地内建、构筑物平面布置图。掌握场地内及周边道路布置图：包含道路的平面、横断面、纵断面。地质条件及水文资料了解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、范围以及对场地的影响程度。场地所在区域的暴雨强度、常年洪水位及防洪、排涝情况。,竖向设计的基本条件（二）,竖向设计的基本条件地下管线情况了解各种地下管线（给水、污水、雨水、电力、电信、燃气和热力）的埋设深度、走向及范围。场地管线接入点的方向、位置和标高。重力管线的坡度限制与坡向。填土土源与弃土位置不能再场地内进行挖、填方土方自平衡时，要确定取土或弃土的位置及运输线路。,竖向设计的步骤方法（一）,平坦场地竖向设计的步骤方法确定道路及室外设施的竖向设计根据技术规范要求，确定道路合理的坡度与坡长。室外设施（室外活动场地、广场、停车场、绿地）根据地形、排水及交通要求，定出其主要控制点（交叉点、转折点、变坡点）的设计标高，并应与周边道路高程相衔接。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、防洪等要求，分析建筑、道路及室外场地高差关系，综合确定建筑室内地坪标高和室外场地设计标高。确定场地排雨水根据建筑组群布局及场地内排水组织要求，划分排水分区，确定排水方向、设计排水系统，做到场地雨水有组织排放。处理设计地面与散水坡、道路、排水沟等高程控制点的关系，并对排水沟进行结构选型。,竖向设计的步骤方法（二）,坡地场地竖向设计的步骤方法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，具体考虑地形的竖向设计，明确表达出设计地面的状况。设计地面尽可能接近自然地面，减少土方工程量。场地坡向要能迅速排除地面雨水。合理选择设计地面与自然地面的衔接方式，确保场地内外地面衔接处的安全和稳定。在山谷地段设置了排洪沟时，还要对其进行相应的平面布置、竖向布置和结构设计。计算土方工程量根据竖向处理方案，计算土方量。尽量做到场地内土方自平衡，若超过经济要求时，则调整地面设计标高。进行支挡构筑物设计对支挡构筑物（边坡、挡土墙、台阶）进行平面布置及竖向设计。对山地建筑要进行截洪沟设计，确保场地稳定和安全。,第二节 平坦场地的竖向设计,设计地面概念设计地面是将自然地形加以适当整平，以满足使用要求和建筑布置的平整地面。平坦场地的竖向布置形式通常为平坡式，适于平坡和缓坡坡地。建筑物垂直等高线布置小于10%坡，平行等高线布置小于20%坡。,设计地面,平坡式挖填方趋于平衡,设计地面的形式,形式设计地面的形式与地形的变化趋势及坡度大小有关。自然地形是单向斜坡，坡度接近，可设计成水平型或单坡型。自然地形起变化时，可设计成双坡型或多坡型。设计地面须与地形排水方向一致，可节约土方工程量，又利于场地排水。,设计地面的坡度,坡度目的是场地雨水能顺利排除，避免地面受冲刷。根据当地暴雨强度、地面构造形式和地面材料决定。坡度一般为0.5%，最小为0.3% ，最大为 6% 。适合雨水、污水的排水组织。影响设计地面标高的因素：防洪、排涝-设计标高应高出设计频率洪水位最少0.5米，否则应有防洪措施。,防洪实例分析,影响设计地面标高的因素,影响设计地面标高的因素：土方工程量 地形起伏变化不大时，可根据场地内自然地面标高的平均值初步确定设计地面的标高。,地形起伏变化较大时，应充分利用地形，适当加大地面坡度，设计地面尽可能与自然地面接近，减少土石方工程量及支挡构筑物工程量。,影响设计地面标高的因素,影响设计地面标高的因素：城市下水管道接入点的标高 重力自流管线（排污、排雨水）应考虑纵坡的埋深，低于城市下水井接入点的标高时，不能顺利排放。同时应考虑工程管线防冻、防损伤的埋深。,影响设计地面标高的因素,影响设计地面标高的因素：地下水位的高低 地下水位的高低直接决定能否开挖土方。地下水位较高地段，不宜挖方，减少地下防水施工费用。地下水位较低地段，可以挖方，减少基础埋深。环境景观要求 在进行场地平整时，应根据环境景观要求不同采取相应措施。,设计地面与自然地面的连接,设计地面与自然地面的连接 场地与周围环境的有机结合表现在设计地面与自然地面的连接的处理上，既影响到景观效果，又关系到场地的安全与稳定。边坡边坡是一段连续的斜坡面。边坡的稳定性取决于边坡坡度，一般用高宽比表示，其取值要根据地勘报告确定。,边坡,边坡坡度大小决定土方的工程量。填料为粘土时填方边坡坡度与高度关系。,设计地面与自然地面的连接,挡土墙设置条件：设计地面与自然地形之间有高差，形成陡坎、地质不稳定、易坍塌或滑动的边坡。形式：重力式、薄壁式、锚固式、垛式和加筋土式。,建筑物与边坡或挡土墙的距离要求,建筑物与边坡或挡土墙的距离要求建、构筑物位于边坡或挡土墙顶部地面应满足建、构筑物及附属设施道路管线绿化等所需用地，以及施工距离。防止上部基础侧压力对边坡的破坏。 L=(H-h)/tg,建筑物与边坡或挡土墙的距离要求,边坡稳定性 / 边坡倾角大于45，高度大于8米时，应进行坡体稳定验算。 / 建筑物基础设在原土层时，在边坡稳定前提下，建筑物外墙距边坡距离S大于散水宽S1即可。 / 当场地高差不大于2米，建筑物设在挡土墙上时，挡土墙可作为基础使用。,建筑物与边坡或挡土墙的距离要求,建、构筑物位于边坡或挡土墙底部地面应满足建、构筑物及附属设施道路管线绿化等所需用地，以及施工距离。应满足采光、通风、排水等要求。,S=S1+S2+S3+S4S1-散水坡宽，0.81.0m S2-根据管线埋设采光消防绿化等要求确定 S3-排水宽度，0.61.5m S4-护坡道宽度，根据土质情况确定,建筑物与边坡或挡土墙的距离要求,建筑物布置范围的确定场地内边坡或挡土墙会占用一定土地，进行总体布局时要确保其在用地红线范围内。建筑物与边坡或挡土墙有一定安全距离。扣除两者距离才是建筑物布置范围。,例：某景区场地需要的设计地面为abcd，假设设计地面标高为28米，土质为一般粘性土，等高距为1米。式确定场地可能的实际占地面积，并确定可布置建筑物的范围。,实例分析,步骤1 求场地各角点边坡占地水平宽度 / 找出设计地面标高28为米的等高线ef，其北面为挖方区，南面为填方区。 / dc段g点自然地形标高最高，在dg和gc内标高基本上均匀变化，其余部分（ea 、 ab 、 bf）的地形变化亦如此。 / 根据规范，坡高5米内粘性土挖方边坡坡度为1：1，坡高8米内粘性土填方边坡坡度为1：1.5。 / 根据a 、b 、c 、d和g点设计标高与自然标高的高差，算出个点处边坡占地的宽度。,实例分析,实例分析,步骤2 绘制填方、挖方边坡 / 根据上表各点边坡的占地宽度，绘出填方坡脚线，挖方坡顶线。 / 场地实际占地应为abcd区，还包括全部边坡占地。步骤3 确定可布置的建筑物范围 / 填方区要避免建筑物侧压力对边坡的影响，结合工实际的基础宽度及埋深，可算出退让距离。挖方区亦可算出建筑物离开坡底的距离。 /根据经验值，将建筑物退让边坡的距离均取为3米，图中阴影部分即为场地可布置的建筑物范围。,实例分析,步骤4 布置挡土墙 / 填方高度大于3米，可设置挡土墙代替边坡。 / 找出填方高度为3米的点（h和I点），连接habi即为挡土墙的长度。,确定建筑物室内外地面的设计标高,确定建筑物室内外地面的设计标高概念建筑物室内地面的设计标高是指建筑物单体室内平面0.00处的标高。室外地面的设计标高是指散水坡脚处的标高。,确定建筑物室内外地面的设计标高,方法对平坦场地且建筑物不很长时，建筑物室内地坪标高取地形最高点标高加室内外最小高差确定，室外散水坡脚标高直接从地形图中读取。,确定建筑物室内外地面的设计标高,当建筑物两端地形标高变化较大时，取平均值加室内外最小高差确定，同时做好排水沟处理。,确定建筑物室内外地面的设计标高,当周边道路坡度较大时，建筑物面向道路一侧设有出入口，建筑物室内地坪标高应根据道路较高处标高，加室内外最小高差确定。,确定建筑物室内外地面的设计标高,当周边道路坡度较大时，建筑物面向道路一侧一般不设出入口，建筑物室内地坪标高可根据基地地形标高推算，再加室内外最小高差确定。同时要处理好建筑物与周边道路的衔接，设置必要的排水沟及挡土墙。,实例分析,例：已知某项目总平面布置图，基地用地界线处及道路衔接处的设计标高如图所示。假设踏步级高0.15米，要求写字楼与商业中心的室内地坪标高相同，而公寓楼室内地坪标高比前者低0.9米，商业中心地下车库地坪比商业中心低5.9米。试确定各建筑物和地下车库的室内地坪标高。,实例分析,步骤1 确定设计基准点 该基地南低北高，西低东高，南北高差为1.8米，坡度为10%，东西高差为0.2米，坡度为0.1%。各建筑物室内地坪标高的条件已适应地形变化趋势，由于写字楼前有出入口，又是单坡地形，所处地势最高，以写字楼标高作基点。步骤2 推算建筑物室内地坪标高 / 采用最小排水坡度0.3%，计算D点设计标高。 Hd=lxi+43.55=23x0.3%+43.55=43.62 / 写字楼室内外高差取值为0.45米，其他各处标高为： HA= HB=43.62+0.45=44.07 HC=44.07-0.90=43.17 HF=44.07-5.90=38.17,实例分析,步骤3 公寓楼内外高差处理 / 公寓楼内外踏步数设为6级，内外高差h=0.15x6=0.90米 / 公寓楼室外地坪标高及引道坡度分别为： HE=43.17-0.90=42.27 i=(42.27-41.80)/32=1.47%,第三节 坡地场地的竖向设计,设计地面台阶式设计地面由多个不同标高 且高差较大的设计地面连 接而成，在连接处设置支 挡构筑物。台阶的纵轴宜平行于自然 地形的等高线布置，尽量 减少土石方工程量。且连 接处避免设置在不良地质 地段。,台阶式设计要素,台阶宽度台阶宽度是垂直于等高线方向的设计地面的宽度。台阶宽度确定原则：根据功能性质、使用要求、工程技术要求及环境景观需要综合确定。如公共建筑群按功能分区划分：,台阶式设计要素,如居住建筑按组团或基本生活单元分区划分：,台阶式设计要素,台阶式设计要素,台阶高度台阶高度是相邻设计地面之间的高差。台阶高度的确定取决于地形坡度及设计地面宽度形成的高差。要便于建筑主体的竖向设计。,台阶式设计要素,台阶的高差处理边坡挡土墙边坡与挡土墙的结合台阶的交通联系踏步步行交通体系，形式多样：直线、曲线、折线。与室外场地及环境景观结合。连续踏步不超过18级，否则中间设休息平台，超过40级，不宜设计成一条直线，利用平台做错位或方向转折。坡道机动交通体系，满足消防、汽车、及自行车通行。主干道纵坡6%；次干道纵坡8%；支道纵坡9%。,台阶式设计要素,台阶式的入口处理“不定基面”设计原理建筑顶、底界面的不确定性。基面： 建筑的入口层面或与较大室外活动场地发生联系的建筑层面。底面： 建筑与基地的接触层面。,台阶式设计要素,“天平地不平”处理方式采取错层掉层等方式，调节建筑底面，适应地形起伏变化。陡峭地形限制建筑水平方向延伸自由度，有利于垂直方向的空间组合，为多个入口层（上层、中层、底层）提供可能，方便功能流线的组织。,台阶式设计要素,台阶式建筑层次标注方法以人的行为活动为原则，入口层为基面即第一层。入口层以上为第二层、第三层 入口层以下为负一层、负二层而非地下层。入口层标注场地绝对标高。,台阶式设计实例分析（一）,利用不定基面特性，屋顶 形成入口，在功能空间、车 库设置、流线组织上设计灵 活便利。,台阶式设计实例分析（二）,公共建筑入口层设置广场、门厅、餐厅等， 上层布置休息空间，下层布置会议大厅及活动、设备用房。,台阶式设计实例分析（三）-1,例：已知某基地总平面布置方案如图所示，假设基地入口处 道路设计标高为28.00m，道路最大纵坡为8%，等高距为2m， 结合地形条件，布置竖向方案。,台阶式设计实例分析（三）-2,步骤一：确定竖向布置形式及设计地面标高南北向地形坡度 i=(46.0-19.5)/158=16.8%地形坡度大，采用台阶式竖向布置。根据组团布置，将基地分为和两个部分。初步确定设计地面标高为30.00m，设计地面标高为35.00m。复核道路纵坡 i=(34.8-29.8)/69.59=7.18% 2m设置挡土墙，并在图中找出这些点作为挡土墙的端点，与相邻点连接形成南北向挡土墙。即cd 、ef 、gh 、 ij 、 kl 、 mn 、 op和 qr段。与东西向挡土墙连接形成4条挡土墙。在道路两侧找出高差 1m点设置挡土墙。如台阶上s和t点，连接se和th，形成道路两侧挡土墙。,台阶式设计实例分析（三）-6,台阶式设计实例分析（三）-7,步骤五：竖向布置最后成图,建筑接地形式,建筑接地形式建筑接地形式研究建筑接地形式是建筑地面与地形自然基面的相互连接关系，以获取使用空间的形态模式；不同形式决定对地形的改变程度及本身的结构形式。建筑接地形式分为倾斜式和阶梯式两大类：,倾斜式接地形式,提高勒脚建筑底面与自然地面直接接触，对地形做很小修整。建筑内部成统一标高或成台阶状。适用于缓坡或中坡坡地。垂直于等高线8%坡地；平行于等高线10%15%坡地。,倾斜式