山地建筑开发建设的重难点分析
时间：2023-06-12 08:45:29 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
宋乐帅
（增城市碧桂园物业发展有限公司，广东 广州 510000）
我国国土面积中有多达70%的山地，随着土地资源的越来越稀缺及生态环境恶化的不断加剧，对山地建筑的开发日趋受到重视［1］。一方面，山地项目往往地形复杂、坡度陡，交通比较难解决；
另一方面，山地建筑往往拥有更好的景观视野，更易于设计出有特色、高品质的居住产品，为建筑形态的创造和更新提供了新的灵感源泉。本文以广州高滩项目二期为例，立足于项目本身特点，着重解决项目开发建设工程中遇到的重难点问题，并提出优化解决方案，使得山地建筑本身功能关系、空间构成以及形象表达与周边自然环境相协调，尊重土地原有风貌的基础上，因地制宜、因势而造、因地取材、因市而创，实现山地建筑最优成果。
1.1 建设规模
高滩项目二期位于广东省广州市增城区派潭镇高滩村金叶子度假酒店正对面，白水寨大道（温南公路）南侧，项目规划定位为酒店项目，总规划用地面积40 020 m2，总建筑面积46 273 m2。评估范围的地理坐标为东经113°46′49.01″～113°47′30.48″，北 纬23°33′51.03″～23°34′02.82″。本地块涵盖4栋5层酒店公寓和15栋2层酒店别墅建筑，局部设1层地下车库。规划地块如图1所示。
图1 高滩项目二期规划平面图及效果图
1.2 挖填方工程
1.2.1 挖方工程
项目地貌类型属丘陵，高差大，地势起伏大，自然坡高70.79 m～116.0 m，一般自然坡度约5°～35°，相对高差约23 m～45.21 m，原植被发育成熟，目前边坡的整体稳定性较好，由于场地平整的需要，对用地红线附近的山体（北侧和西侧）进行挖方，总挖方量约10万m2。因西侧沿南北方向坡度较缓：5°～10°，为实现道路闭环，尽量保证永久与临时道路共用，故地块东侧设置道路。道路与邻近建筑高差5 m，设置永久性挡土墙。
1.2.2 填方工程
项目场地及周边平整后填方边坡厚度1.0 m～10.5 m之间，最大填方坡高10.5 m处位于该地块南侧，此地势较低，为山前冲积平原交汇地带，总回填方约5万m2。该段填方边坡段长度约70 m。对填方边坡采用1∶1.75坡率进行分层回填，单级坡高一般在5 m以内，分为1级～2级，每级坡间设2 m宽平台。
2.1 山地地形
山地是指海拔在500 m以上的高地，起伏很大，坡度陡峻，沟谷幽深，一般多呈脉状分布。地球陆地的表面，有许多蜿蜒起伏、巍峨奇特的群山，这些群山层峦叠嶂，群居一起，形成一个山地大家族。山地表面形态奇特多样，有的彼此平行，绵延数千公里；
有的相互重叠，犬牙交错，山里套山，山外有山，连绵不断［2］。
山地建筑依附山地而建，对山地本身地质构造及形态要求极其严格，故说到山地建筑，我们通常会联想到靠崖、嵌崖、退台、吊脚等标签。在山地建筑的开发过程中，如何尽可能地减少对于山体、植被和水文的破坏，同时保证一定的开发密度，是山地建筑通常面临的最大挑战，而开发密度的大小与成本的多少往往受到地形坡度的影响与制约。
本项目南北高差45.21 m，坡度5°～35°，东侧坡度较缓约5°～10°，北侧和中部相对平整。西侧和西南侧高差极大，坡度较陡峭，不利于车道及建筑的布置，且此处多年存放堆土，地质构造复杂，土方极其不稳定，易湿陷，雨天易冲刷，容易形成滑坡、泥石流等自然灾害，对下游村民的农作物和河流形成严重威胁，对项目后期的开发建设带来严重困扰与挑战。
2.2 运输通道及管网
运输通道，作为一个工地的水平运输主要道路，承载着所有人、材、机的运输使命，如人的血液一般，应永远保持通畅，保持循环，项目方能快速运转。而项目核心管网（包括但不限于雨水、污水等）基本埋设于道路下方，充分挖掘和利用道路地下空间，提高项目资源使用效率，实现 “路网” 合一。
本项目南侧和西侧低洼，南北高差较大，且东南侧较多回填堆土，土质多为淤泥，雨后沉降量较大，对于道路的闭环、沉降及施工带来挑战。而道路的标高，往往决定了土方开挖、回填及换填量，决定了挡土墙的高度，决定了地下室、基础的标高，对于整个开发建设成本起着重要作用。故道路的标高、长度、宽度的控制，应结合地质构造、场地特点布置，路基尽量放置在挖土量很小的原状土上面，可大大减小路基处理的费用问题，降低沉降量，为项目前期开发建设快速推进，赢得宝贵时间。当然，道路的标高还应与市政道路的标高相匹配，不能因为成本而一味地降低或抬高路面标高。管网依附于道路而存在，是道路地下空间的延伸，项目开发前期，将项目主管网与市政管网贯通，既满足项目雨水引流，污水排放问题，又能大大缩短项目开发周期，为后续工序的合理穿插创造基础性的条件。管网在坡地上布置时，应结合地形地貌，非常注意管网的走向。管网本身的成本较低，但跌落井、窖井成本较大，避免管网穿越挡土墙、山体岩石，形成大的跌落井，充分利用原有地表水排放系统，减少管网的铺设长度，降低成本。对于项目东南侧回填土，管网还应考虑路基不均匀沉降而带来的损害，对于淤泥土，主干道管网，应考虑土方换填，夯实做法，以达到道路、管网的稳定，可靠，高效运转（见图2）。
图2 高滩项目二期地形图及道路图
2.3 地下室及土石方
地下室及土石方工程，约占到项目开发建设成本的20%～30%，尤其在山地建筑项目中更为凸显。山地项目地形地貌天然形成，地质构造错综复杂，如项目所在地东南侧，地质构造自上而下为：杂填土-粉质黏土-中砂-砂质黏性土-全风化花岗岩-强风化土状花岗岩-全风化花岗岩-中风化花岗岩。地质岩层相互交织，不断变化，对于土石方开挖、换填的范围和工程量较难确认，因山地项目土石方的开挖、换填工程运输危险性较大，运输单价极高，故而严重影响建安成本的可控性。
地下室及土石方工程，应结合地质条件，地形地貌的凹位，合理布置地下室的位置和面积，减少土方开挖成本。利用土方网格图，着重做好土方平衡的规划，做到填方场地内能平衡，挖方降低至最低值。土方堆土和转运要布置合理，分阶段、分批次进行，尽量做到一步到位，减少因管理和考虑不周而造成不必要的损失。
2.4 产品及基础选型
山地建筑一般选址于风景名胜区，因环境优美、空气新鲜、安静和舒适而闻名，更有着平地建筑无法比拟的视线和景观，贴近自然，回归自然，山地建筑外立面与周边自然环境相融合、相互补，夜晚成为当地最绚丽的风景线。
山地建筑产品及基础，依据地形地貌特点，多以别墅产品为主，基础类型多为预制管桩和旋挖灌注桩。本项目地质相对复杂多变，南北高差较大，坡度分布不均匀。项目将产品划分两个板块，北侧较平坦处，设置4栋5层公寓酒店产品；
南侧设置15栋2层别墅酒店，分4排布置，每排高差4 m，既能满足别墅区更好的视野景观，又能与山地地形完美契合，减少土方开挖和外运，达到资源的优化和整合。项目北侧地势相对平坦，地质条件较好，采用预制管桩基础，既节约成本，又缩短了工期。项目东南侧别墅区地质条件较差，局部有碎石和孤石，采取旋挖灌注桩基础，满足自身建筑物承重的基础上，能起到抵抗土体侧压力的作用，避免土体的流失，以保证项目的整体稳定性（见图3）。
图3 高滩项目二期剖面图
2.5 边坡及挡墙
边坡及挡墙，作为山地建筑的特有永久附属物，对于山地项目的整体稳定性起着决定性作用，约占到建安成本的10%～15%。边坡及挡墙的支护方式和设置方式不同，建安成本千差万别，应结合地质条件，地形地貌灵活设置，安全、稳固第一位，经济、适用、耐久为其次。
本项目东侧紧邻临时施工道路，高差约15 m，为稳固东侧道路，路基加固采用旋挖桩加冠梁的整体连接。东侧边坡均为原有山体地貌，采用削坡+钢花管+绿化+悬壁式挡土墙，既保证土体稳定，又与周边自然环境相结合，同时降低了成本，达到效益最大化。本地块南侧紧邻三英地块高差约10.5 m，东西方向高差约20 m，纵横向的高差相互交织，且坡度变化较大，故采用俯斜式和扶壁式组合挡土墙，减少空间占用，更利于回填土方的稳定。
3.1 地形设计
以5 m（3.6 m（地库层高）+1.2 m（覆土）+0.2 m（室内外高差））为一台阶将原始地形进行简化，根据地形坡向及景观资源，将地块切分为大小不同的两块用地，简化每块用地的坡向并分别进行分析处理。
地块1：地势低洼且平坦，可利用其建造地下车库，满足停车位的需求，节省土方成本。
地块2：地势自北向南逐渐降低，每排高差相差4 m，视线和景观较好，易于别墅区溢价。
地形利用最大化：以控制土建成本为导向，尊重地形，依山就势，仅利用坡地较为平坦的区域，保留原有山体地形，将地形改造降至最低，实现土方平衡。高层集中布置于地势相对平坦的北侧区域，别墅区域更完整独立，位于南侧，提升别墅区域的品质。
3.2 交通组织
道路决定建筑的正负零、土方、边坡及挡墙，交通问题解决不了，意味着所有的设想都是空想。原始地形整体高差较大，整体高差约有45 m，如果纯粹依据自然走势设计道路，不利于组团的形成。但是，针对整理后的地形，我们根据不同的地势设计出四种道路形式：
1）对于原始坡度中等的地形，道路设计应依附等高线走势，这样对山体的改造小，成本低。
2）对于原始坡度小的地形，道路设计应垂直等高线，这样道路长度最短，降低道路成本。
3）对于原始坡度比较大的地形，道路设计需依附等高线环山而上，减少山体改造。
4）鱼骨状宅间路，末端设置回车场，从主干线上发出若干的尽端式的道路，深入到组团。
利用这四种小区内部道路的设计，我们把整体道路坡度控制在了6%以内。避免了高挡墙及高切坡的出现。有利于组团的成型，同时也解决了组团内的交通流线组织。
3.3 停车方案
在设计停车位时，我们针对性地设置了三类车位：地面停车、集中地库和掉层车库。
类型一：地面就近停车。
结合景观灵活布置一些分散的地面停车位，如院内私家停车位，路边停车，小型露天停车场。
类型二：布置集中大地库。
在坡地较平缓的区域，布置了集中大地库。
类型三：掉层车库。
利用场地高差设计掉层车库，利用车库及覆土的高度来消化场地的高差。
3.4 建筑产品设计
在山地建筑设计中，建筑单体产品与地形结合来消化场地高差，提升产品溢价。
1）产品布局结合了景观及地形特点，采取因势利导，灵活的组合方式。
2）采用山地叠墅，建筑单体设计亦可根据地势情况采用吊层式设计，可通过上下叠入户关系的变化消化高差，利用下沉庭院解决下层住户的采光问题，同时可拉近上叠住户与其花园的空间关系。
3）引入爬山墅产品，解决场地高差。
爬山墅依托地势，在朝南坡面形成阶梯平台，沿山势形成层层抬高入户，沿山步道蜿蜒引导至每户家中，园林环绕生气盎然，让建筑与自然形成完美一体。
3.5 边坡与挡墙
本项目东侧边坡采用削坡+钢花管+绿化+悬壁式挡土墙，为了更好的与建筑群配套，考虑边坡治理的生态措施，在钢花管间挂植生袋，培土植草；
在挡墙的外立面挂塑料草皮，同时种植爬藤类植物。项目南侧采用俯斜式和扶壁式组合挡土墙，属于垂直支挡措施，充分节约施工空间，保证边坡治理支护结构不超出用地红线。
项目高低分布的建筑物，利用其结构侧墙、地库外墙以及建筑物的基础，不仅可以满足项目的停车和竖向受力的要求，还可以将边坡支挡结构的一部分作为侧向受力构件。对于建筑群间的道路、景观边坡和生态水池，利用山体天然的地势优势，结合山坡岩土体的分布情况，采用层叠的多级挡土墙、多级放坡刚柔相济的组合方式，处理边坡支挡的问题。
经过本项目的案例，归纳出了山地建筑开发建设的三大原则：
1）设计符合山势的变化，尽量减少原始地貌的改造。保持原有的资源，方能体现出原始生态的自然之美和依山就势的建筑形态。2）合理处理场地，避免大挖大填，平衡土方。山地建筑大多位于山谷及山坡，在打造时山顶、山脊的自然资源不能占据，尽量保持原生的自然风景，形成显山露水的自然景观形态。3）利用原始地形合理设计组团与交通组织，减少回填及高切坡的出现，以保证视野的宽阔性及建筑群体的美观。在尊重土地原有风貌的前提下，力求做到依山而建、依山而行，交通便捷、最小填挖方、最少挖切山体、最少维护成本；
同时产品分布合理、满足容积率要求，为同类型山地项目提供了可参考与借鉴的范本。
