從減少挖填的角度看山地群體建筑設計

毛秋菊

（貴州省建筑設計研究院有限責任公司，貴州貴陽 550000）

0 引言

挖填問題是山地群體建筑設計面臨的首要問題，在山地群體建筑建設時，受限于場地復雜的山位、坡度、坡向等，為了獲取最大化的建筑可接地面積，設計與建設經常野蠻地對山地地形進行簡單粗獷的挖填，不管不顧場地中的山體、丘陵地形，直接粗魯的移為平地，導致許多諸如滑坡、泥石流等地質災害的產生。因此，挖填問題處理不好將直接導致非常嚴重的后果，并帶來后續安全方面的諸多隱患[1]。

1 減少挖填的建筑選址

建筑的高度、體量與建筑本身的功能需求以及現行的技術水平息息相關，技術的進步帶來了建筑日益向更高、高大發展，超高層、超大型建筑屢見不鮮，摩天大樓、大型公建成為一個城市是否現代的標志。但地形的起伏決定了山地群體建筑無法像平地群體建筑一樣自由布置，無論群體建筑選址于基地的哪個位置，對于不同高度與體量的建筑布置必須根據坡度的差異分別采取對應的策略[2]。

1.1 高層居低，多層居高

對于大型的居住區、辦公園區等大型群體建筑而言，為了適應城市的高密發展，高層甚至超高層建筑已經屢見不鮮。與多層建筑相比，高層建筑除了地上容積率高外，地下室面積需求也隨之增大。為了適應地形變化，減小土石方，無論是單坡基地還是復雜基地時，多采用高層居地形低處，多層居地形高處。一方面，高層可以利用低畦的地形做群房吊層，提高高層正負零的絕對標高，形成前后雙入口，沿街設置商業、配套等使用功能，吊層內部設置大型停車場；住宅等高層從大底盤上方進入；另一方面，處高處的多層地下室需求低，可以利用坡地做架空停車、吊層贈送等空間。

1.2 大體量居低，小體量居高

大體量建筑與小體量建筑相比，占地面積大，位于高處會加大場地的土石方、形成高邊坡。一般住宅的標準層均為400~800m2、辦公在1000~1200m2，都屬于占地較小的小體量建筑。當遇到校園中有大型體育場、體育場館、大型商業建筑、工業建筑、倉儲建筑等的時候，設計必須注意，不能肆意地建在基地的高處。

1.3 劃整為零，減小體量

在平原地區，為了節約資源，常常把復雜的功能全部集成在一座綜合體中，比如世界上最大的建筑，成都的新世紀環球中心，總建筑面積約176 萬m2，匯集了天堂島海洋游樂園、酒店、餐飲娛樂休閑區、商業與辦公、中央廣場、中央公園及地下商業、停車場等功能于一棟建筑之中。雖然非常震撼，充分體現了建筑的技藝與恢弘，但這種做法在山地中非常罕見。為了減少土方的開挖，劃整為零、減小體量是一種最適宜的方法。從上古傳統的民居聚落開始，山地群體建筑的體量就是較小的。即使較大的建筑物，也會想方設法的將建筑功能進行拆分，化整為零到不同的單體當中，這些小體量的建筑通過院、廊、廣場、臺階等過渡空間進行對話與聯系。這種對大而整的形、體、面及空間等作適當的分區、分段、分格，使得削減的體量隨地形布置的方式，可以與環境、地形形成完美的結合。

2 減少挖填的布局豎向

在山地城鎮建設中，對原始地形地貌的改造，重點要解決的問題是“占補平衡”，即要處理好挖方與填方、近期施工與遠期影響、外部美觀與功能配套、改造面貌與歷史記憶等方面的平衡關系。首先要做好挖方和填方的總體測算，挖出的廢渣棄土應盡量用于就近回填，盡量減少外運或外部土回填，從而減少建設成本，有效保護環境。其次，要對改造場地中的鉆挖、挖方、爆破、抗震、邊坡處理、噪音污染等等進行預測判斷與風險評估。最后，要綜合所有的因素，尋求最佳平衡路徑，優化最佳設計方案，采取最佳技術措施。多填方需要借助外部土石的情況產生，從而保障工程的經濟性。此即山地群體建筑場地改造設計中的平衡思維。

2.1 臺地的合理劃分

在山地群體建筑的布局與肌理確定后，我們首先應對整個布局進行豎向設計。首先對地形圖與現場條件進行仔細的分析與探勘，判斷現狀地形的大致走勢，結合等高線排列的開合情況及其疏密關系，確定哪里高、哪里低、哪里有山峰、哪里有低谷，對整體地形與坡度走向做到心中有數。

通常情況下，大體量的建筑地面，不會出現高高低低或者大的斜面等情況，一個相對平整的基面對建筑功能的組織與利用是十分有利的。但山地高低不平的復雜地形，不可能提供大規模的平坦的建設用地。可以說沒有任何山地地形，是可以不經改造、直接進行建設的。因此，設計必須運用一定的手段，對原始地形進行總體挖填的同時，進一步用臺地、斜坡或者混合手法對地形進行修整與聯系，才能使其適應現代城市建設的需求。這里需要說明的是，一般群體建筑規模較大、基地復雜，不可能只用臺地和斜坡就可以處理，因此通常都是混合使用。

劃分臺地：山地建筑可以依山而建，但一個或多個單體建筑的地面則應相對平整，根據建筑體量大小、施工的難易、人車進出的便捷、建筑之間的距離、群體建筑與周邊環境的協調，可以把一定的高度標準處理為位于不同絕對高程的多級臺地，猶如農村的梯田，這在建筑學上稱為“場地分臺”。這種“場地分臺”的地形處理方式，既能保持原有地形的自然山地牲；又能保證群體建筑的建設施工和配套設施的合理布局；更能方便建成后實現人車分離，確保進出便捷。

山下的坡度一般較為平緩，適宜建設尺度較大的臺地，為了承載更多的建筑與室內外活動空間，可根據高差，適度擴展臺地范圍，降低臺地之間的高差；在山腰或山頂區域，因坡度較陡，在滿足功能的前提下臺地的寬度可相對縮減，分臺級數和每一級的高差也可適當調整。同時，也應結合相應的用地功能需求適當減小高程，增大進深。

有研究表明：山地場地的挖填方體積與挖填高度的關系，并非簡單的遞增，而是以幾何級數的規模在增長。當挖填高度控制在20m 之內時，經濟性較好。當超過20m 時，挖填方的總量將會極具增加，不僅提高造價，更是會極大地破壞對場地原生生態環境。因此，在劃分臺地的過程中，應綜合判斷建筑物的使用要求以及場地的現狀來分級分臺，臺地與臺地之間的高差應根據臺地之間的間距來確定，一般來說，應小于20m；臺地進深是垂直于等高線的，不宜太深，主要依據群體建筑的基底面積、組合方式來確定，一般控制在20~100m；而臺地面寬是平行于等高線的，可以適當的放寬，控制50~1000m，甚至更長。

連接臺地：在臺地劃分完成后，下一步我們需要把臺地連接起來，形成一個大的山地場地系統。

斜坡連接：基地較大，建筑距離較大，優選采用斜坡式連接。平整的臺地通過一個或者幾個方向傾斜的連續斜坡連接在一起，整個場地大剖面上的標高變化幅度相對不大。

矮擋墻臺地：是指用護坡或擋土墻穩固場地土方，并形成錯落的臺地的接地方式。建筑相對高差不大，但之間距離較近時宜采用。筑臺臺階式實用型較強，建筑接地面利用率高，是山地群體建筑經常采用的接地方式，人也可以在其中自由穿行。

高擋墻臺地：當場地坡度非常大，建筑間距較近時，放坡坡度太陡，已經不能滿足安全需要，只能劃分為高擋墻臺地。常見于道路成S 型布置的陡坡，建筑與等高線近似于平行排列，由于高差太大，地下室無法連接，只能以每一層等高線標高為基準，各自解決不同高度的停車問題。

2.2 挖填區的合理劃分

在山地群體建筑的布局與臺地劃分基地確定后，確定場地的挖填區域與挖填規模是設計面對的重要問題。為了盡量保護原始的地形形態以及降低工程造價的作費用，設計必須合理對挖填區域進行劃分，計算各自的數量，優化標高，減少總量并反復調整至挖填總體平衡。

“不謀全局者，不足以謀一域”，設計之初就應該掌握場地整體地形的大體走勢，結合等高線排列的開合情況及其疏密關系，確定哪里高、哪里低、哪里有山峰、哪里有低谷，對整體地形與坡度走向做到心中有數。

同時，必須同時結合總平豎向、剖面、挖填方的計算，三者同時調整。在群體建筑的場地剖面中，應把設計的群體建筑大剖面與原始剖面地形線進行疊合分析，盡量貼合原始地形線進行設計。

3 減少挖填的建筑設計

在山地中，決定建筑本身挖填的主要因素就是建筑物的接地形態，它歸納和刻畫了山地群體建筑與自然基面之間的關系，接地形態的不同，代表著建筑對接地空間的利用及建筑本身的結構形式也不同。同時，它還決定了山地建筑是如何克服地形障礙，以及山地建筑對山體地表的改動程度，因此它代表了地形的尊重以及對生態環境的保護。對于山地群體建筑來說，接地層的設計實際上是將建筑接地部分分層消化、化整為零，通過不同的方式、標高，減少了挖填場地的工程量，也減少了對場地的破壞[3]。

對于大部分的群體建筑而言，都有大量的停車要求，停車空間對于地下室的需求，使得群體接地方式比單體建筑的接地方式造成的土石方量和邊坡高坡成倍增加，豎向標高更加復雜，帶給設計更大的難度，更是直接影響了土石方、邊坡等問題。對于山地群體建筑為了減小土方的接地層，分為以下6 種形式。

3.1 架空式

群體建筑整體建于斜坡上，建筑對地形的改造較小，建筑使用完全架空和或部架空（吊腳式）兩種形式。傳統的干欄式民居就是采用了完全架空，吊腳樓則是局部架空的典型例子。它們框架式的結構形式決定了它的底面可以完全凌駕于坡地之上。同樣，在現代建筑中，框架式結構解放了建筑的形式，完全或者部分架空受到建筑師們的推崇，在山地上，架空使建筑的形式更加靈活，可以完全不破壞自然生態基面而將建筑凌駕上方。群體建筑架空處理適用于酒店、住宅、學校等坡度較大的情況。如荔波犀牛潭五星級酒店，為了適應場地巨大的高差，酒店群全部采用了架空的手法，盡量減少對場地的破壞。

3.2 階梯式

當場地有一定坡度時，地形根據功能的需要被筑成階梯狀，一般階差等于或小于房屋層高，這是山地群體建筑接地設計最常用、最簡單的一種設計手法。特別適用于車庫，根據原有地形坡度，結合建筑功能，房屋的進深可比較大，地下空間設計中利用樓梯平臺的不同高度作為錯層布置，在同一空間內部形成不同高差的基面，控制挖填方成本。

3.3 斜坡連接式

如果階梯式對場地的挖填還是太大，當地下室是大型車庫時，可以依據地型高差把地下室分為多個臺地，并采用坡道把它們連接在一起。這樣的設計，比較適合于只有單層地下室時，將接地層的標高分得更細致，更加貼合原地型情況。

3.4 斜板式

與斜坡連接式類似，在坡地建筑中，為了消化高差，地下室停車允許做成斜板，坡度<5%，一般我們選取2%~3%比例舒適，為了防止滑車，斜坡的方向必須與停車的方向垂直，適用于高差不大的地型。

3.5 雙向起坡式

受到山地地形的制約，山地群體建筑的接地層剖面高差非常復雜，特別當群體建筑設計有大型地下停車場時，不同于平地群體建筑群體地下空間每層的輪廓及位置基本一致，山地群體建筑地下室常常存在各個樓層的投影面不同程度錯開。還存在部分高差非單方向的地下室，這些地下室所處地形的兩個方向上同時存在著高差。坡地特點常常坡度是東西向、南北向雙向坡度，對于群體建筑大規模地下室來說，常常會面臨兩個方向同時起坡。但通常一個方向坡緩、一個方向坡陡。就需要多種剖面同時考慮，且在進深方向會形成多種剖面不斷變化。

3.6 分散式

不同于平地項目直接下挖集中地下室的情況，對于大型的山地群體建筑，特別是內部引用了園區級道路的群體建筑，地形使地下車庫的選址并不能隨心所欲，既要考慮功能合理便捷，又要考慮挖填方量、邊坡這些成本因素，進而造成其地下車庫很難布置成一個完整的集中式地下車庫，而是形成分體式地下車庫，它依據場地豎向、道路走向被分成多個不同的標高、不同的片區，彼此聯系或者不聯系。但應注意車庫位置的分布應均勻合理，控制好車庫的服務半徑，不能讓某個片區的人沒有地方停車或者走很遠去停車，需提高車庫使用的便捷性。分散式停車在大型居住區、大型辦公園區都很常見。

4 結語

挖填過多可以說是山地問題產生的根源。山地城鎮地勢起伏不平，道路蜿蜒崎嶇，原始地形地貌是導致建設用地緊缺和難以直接利用的根本原因。既要避免“挖多了”產生土石方的外運，又要避免“填多了”外借土石方來回填。既要減少挖填方總量，又要取得挖填平衡。同時，還需避免局部挖填過多產生的高邊坡，只有這樣才能保障工程的經濟性。此外，為了保持山地特有的自然資源，體現出原始生態的自然之美和依山就勢的建筑形態，山地群體建筑設計應符合山勢的變化，權衡場地改造和設計的利弊得失，擇優選用既符合技術規范，又經濟適用的措施和方法。最后，減少挖填也是減少對山地原生態的破壞，減少自然災害的發生。