場地平整的設計方法探討

張曉帆

（重慶市設計院，重慶 400015）

改革開放以來，中國城市化進程明顯加快，各地開辟了許多開發區。這些開發區處于未開發或欠開發區域，因此在道路管網建設前，需要進行場地平整。由于前期規劃資料較為粗略，因此需要進行場地平整設計。該設計是對區域控制性詳細規劃的深化和補充，決定著開發區域的開發強度，開發成本，開發順序等諸多因素。

本文根據設計工作的相關經驗，以實際工作中的案例，對場地平整的設計內容及方法進行了初步探討。

1 場地平整的設計內容

場地平整設計是將天然地面改造成工程開發建設所要求的設計平面。根據路網規劃，結合業主對具體地塊的使用要求，在充分研究現狀地形及道路標高基礎上，結合地塊排水需要，對道路合圍的場地進行地塊劃分設計、標高設計，并計算場地土石方，進行土石方調配，最后進行開發成本的估算等。

2 場地平整設計方法

確定場地設計標高的原則是:

（1）嚴格執行《城市用地豎向規劃規范》（CJJ83-99）。

（2）根據場地用地性質及道路（已實施道路或規劃道路）標高，合理考慮場地內的坡度以及場地標高，確保地塊與相鄰道路有效銜接。

（3）盡可能考慮土石方平衡原則，避免高填深挖，減少土石方和防護工程等工程量。

（4）場地綜合坡度不宜過大，并滿足場地雨污水排放的要求。

2.1 根據場地自然坡度不同，將地塊形式劃分為以下兩種:

（1）斜坡法

當用地自然坡度小于5%時，宜采用斜坡法。斜坡法將周圍路網道路標高作為控制標高，將原地面進行平場設計，平場后的地面為一斜面，場地坡度與道路坡度一致（圖1）。

（2）臺階法

當用地自然坡度大于8%時，宜采用臺階法。臺階法就是將地塊劃分為大小不等的較小平臺，平臺之間設置小臺階。平臺寬度在設置時主要考慮建筑物的形狀、尺寸，一般控制在不小于100m，過窄不利于建筑物的布置；臺階高度在設置時主要考慮臺階穩定，以及通過合理調整臺階高度，達到土石方量最小和土石方平衡。臺階的高度一般控制為1.5～3m（見圖2）。

圖1 斜坡法示意

圖2 臺階法示意

2.2 根據場地豎向標高確定與否，平場設計分成兩種方式:

（1）土方計算

當場地路網豎向設計已經確定，即周圍道路控制標高已經明確的情況下，則定義各點設計標高，直接進行 “土方計算”。

（2）土方優化

進行場地平整設計時，根據開發地塊的使用情況對設計標高進行調整，這樣就需要進行土方優化。進行土方優化時，程序會按照“該區域內土方量最小，且挖填方基本平衡”的原則給出一個最佳結果。土方優化后，土石方基本平衡、場平標高更能滿足使用要求、排水更為順暢。

在場平設計中，應該根據路網規劃情況及業主用地要求，靈活運用上述幾種方法，以便取得最好的效果。

3 土方計算的方法

土方量的計算目前常用的方法是方格網法。方格網法是將需要計算土方量的地塊劃分為方格網，分別計算各方格網的填挖方量，再進行地塊匯總的方法。

方格網的大小可以調節，方案階段可采用40mx40m，施工圖階段采用20mx20m，網格在設計過程中，采用先進的平場設計軟件進行設計，軟件可以對調入的地形圖進行相應的處理，然后根據最小二乘法原理進行計算，確定某區域的最佳設計平面，使該區域內土方量最小，且挖填方基本平衡（圖3）。

圖3 方格網法示意

計算步驟如下:

①確定土方邊界。

②繪制網格。

③網格處理。

④定義、計算方格網角點高程。

⑤計算土方量。

⑥土方優化。

⑦邊坡計算。

⑧標高標注及土方標注。

⑨土方統計。

該方法適用于地形起伏不大，且地面坡度有規律，范圍比較大的施工場地。其計算結果清楚，方便現場控制及核算工程量。

4 土石方調配

在反復進行土石方的計算和調整后，然后進行土石方調配。

土石方調配應遵循以下原則:

（1）應盡量達到挖、填平衡和運距最短的原則。

（2）土方調配應考慮近、遠期施工相結合的原則。

（3）土方調配應采取分區與總平場區域相結合來考慮的原則。

（4）調配應依托先期建設的道路，由近及遠，逐次推進。

（5）土石方調配應考慮橋涵位置對施工運輸的影響、一般大溝不作跨越調運，同時尚應注意施工的可能與方便，盡可能避免和減少上坡運土。

（6）合理布置填、挖方分區線，選擇恰當的調配方向、運輸線路，使土方機械和運輸車輛的性能得到充分的發揮。

圖4 項目區位圖

5 平場實例

下面以重慶西部現代物流園區平場工程為例簡要介紹平場設計的內容和方法。

5.1 項目背景

重慶鐵路物流基地位于重慶西部新城，在梁灘河與中梁山之間，緊鄰重慶大學城與西永微電子產業園，主要依托位于園區內的重慶集裝箱中心站，發展現代物流及相關產業，是重慶市委市政府重點打造的西部現代物流高地。重慶鐵路集裝箱節點站是全國18個集裝箱中心站之一，其交通條件優越，有渝遂高速公路、外環高速和中環快速路與之銜接，主要提供集疏運、存儲、配送、分撥和信息管理技術等物流服務。

5.2 項目意義

重慶作為我國西部唯一的直轄市，直轄10年來，隨著國家西部大開發戰略的深入進行，成渝綜合配套改革試驗區的設立以及“西三角”規劃的編制，重慶正迎來新一輪的發展高峰期，迫切需要現代物流的支撐。在國家物流業振興規劃宏觀政策支持下，重慶物流業發展的黃金時刻已經來臨。

重慶西部現代物流園區平場工程的實施，有利于加快園區的基礎設施建設，加速現代物流產業的發展，對把重慶打造成西部現代物流中心具有重要作用。

5.3 項目規模

該規劃區主要位于重慶市沙坪壩區回龍壩鎮及土主鎮，中梁山、縉云山之間的重慶市西部新城東北部，東以中梁山四山管制線為界，南至規劃西井干道，西止于規劃的一縱線，北至西永組團隔離帶南邊界，用地南北長約10km，東西寬約2km，規劃區總面積為10.76km2（圖5）。

圖5 項目規模圖

5.4 自然條件

地形、地貌:規劃區屬淺丘地形，處于中梁山脈和縉云山脈之間，地形狹長，呈南北走向。轄區內丘陵較矮，規劃區內海拔高度最高處310m，最低處234m，高度差較小，中北部有一條微微隆起的南北向山梁。

水系:梁灘河的兩條支流在土主鎮四塘村匯合，向北經物流基地西側、北碚匯入嘉陵江，其中一條支流東西向橫穿土主鎮區，目前梁灘河污染嚴重，正在進行環境治理。梁灘河在中干線跨河大橋處100年一遇洪水位為180.59m。在現狀中心站臨時施工道路跨梁灘河位置 （王家橋附近）100年一遇洪水位為181.26m，50年一遇洪水位為181.01m。

圖6 現狀地貌

5.5 平場設計

5.5.1 控規標高分析

根據甲方提供的1∶500的地形圖以及控規標高，將該區域進行了平場，發現場地內填挖方不能平衡:其中填方3122萬m3，挖方2715萬m3，填缺約407萬m3。

由于控規標高部分設計不合理，造成總體填方量遠大于挖方量，土石方不平衡，增加了外借等相關費用。

5.5.2 優化平場設計

（1）結合在建道路確定平場標高

為了實現該區域內土石方平衡，我們對道路控規標高進行了調整。但由于中心站北線以及北線延長段處于實施階段，為了不影響工期，平場標高在該段采用已設計道路標高，周邊地塊標高與之進行銜接。

（2）結合編組站進行平場設計

充分考慮平場地塊與鐵路編組站場地標高的銜接，以保證編組站內部通道與相鄰片區道路暢通。

（3）結合土地利用確定地塊坡度

該區域集多式聯運、配送、倉儲、商貿交易及加工、物流增值服務、居住和公共服務等功能為一體。根據《城市用地豎向規劃規范》（CJJ83—99）表4.0.4中提到城市主要建設用地適宜規劃坡度如表1。

表1 結合土地利用確定地表坡度

本次設計在平場時充分考慮地塊使用性質以及相應規范，地塊橫縱坡最大坡度不大于6%，并且不同時大于3%，較緩的坡度有利于地塊尤其是工業及倉儲地塊的使用；最小坡度不小于0.3%，有利于地塊排水。

（4）邊坡處理

本次設計盡可能避免高填深挖，減少土石方和防護工程等工程量。

地塊之間高差盡量控制在3m以內，采用錯臺處理。填方邊坡采用1∶1.5放坡，挖方邊坡采用1∶1放坡。

（5）特殊場地處理

通過現場踏勘，發現場地內有較多水田、魚塘，根據現場情況采取排水、清淤、晾曬、摻灰、拋石擠壓等措施進行處理。

（6）排水設計

結合平場后的標高，本次排水設計對原有雨水流向進行了優化，確保園區內地塊雨水排水順暢。由于平場后中干線沿線處于園區較低位置，因此園區大部分雨水管道需要通過中干線主排洪渠接入保龍水庫或梁灘河。局部地塊雨水在集中收集后，通過一縱線的雨水涵洞，排入下游的梁灘河。

管徑小于等于d800的雨水管道采用雙壁波紋管，管徑大于d800且管頂覆土深度大于7.5m的雨水管道采用III級鋼筋混凝土排水管，其余管徑大于d800的雨水管道采用II級鋼筋混凝土排水管。

（7）臨時排水措施

因工程建設分階段、分片區進行，在已平場片區與未實施片區之間可能形成的臨時低洼地帶，采取必要的臨時排水措施，當地塊為填方區時需設置臨時管涵，挖方區時需設置截水溝，以保持排水的暢通，避免積水。

（8）設計成果

本次設計根據路網和地形圖，采集基礎數據，結合道路縱斷面高程，確定地塊平場坡度和標高，計算地塊挖、填方量。

本次平場地塊總面積10.76km2，其中挖方（考慮1.1松散系數）后約3333萬m3，填方約2875萬m3（未考慮清淤換填所需填方），清淤換填約360萬m3，總的挖余98萬m3。

采取就近原則進行土石方調配，考慮將一部分棄方運至在建中干線作為路基填料，剩余土石方運至梁灘河低洼處堆棄。

6 結語

（1）場地平整設計應該根據現場實際情況選擇合適的設計方法，以取得合理的設計成果。

（2）土方調配應結合場地土方量、周邊道路交通情況、業主開發順序等因素，確定合理的土方調配線路。

（3）平整場地前應先做好各項準備工作，如清除場地內所有地上、地下障礙物，排除地面積水，鋪筑臨時道路等。

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