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坡地建筑中建筑施工图设计要点及相关问题分析

2022-04-14贾莹

建材发展导向 2022年7期
关键词:坡地楼层施工图

贾莹

(北京中元工程设计顾问有限公司江苏分公司,江苏 南京 210000)

在我国,有百分之七十的国土面积为山地,坡地建筑不可避免的成为建筑设计中的重要分项。同时,坡地建筑因有更好的景观视野,但又因地势复杂,设计难度较大,一直是建筑师心头的双刃剑。从设计角度来说,在项目建筑设计过程中,对于坡地的建筑与其他普通的建筑是有很大区别的,设计难度会更高,所以在对其进行设计的过程中,与普通的建筑设计也有所不同。虽然近几年我国部分省市如贵州省已经针对坡地建筑颁布了相关设计规范,但因受多方面因素的影响,坡地建筑设计上还是存在一些问题没有得到有效的解决,从而影响了建筑的最终使用舒适度与便利性。本文在如何在尊重土地风貌的基础上,讨论如何最大程度的优化设计进行探讨。

1 坡地建筑中施工图设计需要遵循的原则

坡地建筑中面临最大的问题就是成本控制问题,在坡地上进行建筑物的建设,必然会增加建筑成本,因此,在建筑设计是需要重视成本控制,实现精细化的成本控制。同时,在施工图设计过程中,需要根据当地的地质情况,设计科学合理的施工图。比如,对于坡地上的景观,需要将其充分利用起来,进行水景设计。通过适当的技术处理溪流的河床,在有水的地方设计有水的景观,在没水的地方设计没水的景观,遵循因地制宜的原则,充分发挥坡地的优势,做好成本控制工作。

坡地建筑与平地建筑不能相提并论,坡地的优势非常明显,不仅具有先天景观,而且视野也非常开阔。因此,在坡地上设计梯台,其视线不会遭到遮挡,在开阔度和私密性方面都比平地建筑强很多。同时,坡地建筑所处的环境非常好,空气质量良好,而且污染物含量经过环境测评后也符合相关标准,在坡地建筑上居住可以享受良好的生态环境(图1坡地实景图)。近年来城市建设不断发展,人们生活水平不断提升,对于居住环境的质量提出了新要求,对坡地建筑更加向往。坡地建筑能够得到人们的青睐,是因为其不仅具有美观性和舒适度,而且符合人们对生态环境的追求。因此,坡地建筑中施工图设计要遵循自然原则、亲水原则、择坡原则以及经济原则等。

图1 坡地实景图

2 坡地建筑中建筑施工图设计注意要点

2.1 坡地建筑基础设计方法

坡地建筑常见的基础形式有三种,分别是桩基础、筏板基础和复合地基基础。

1)桩基础的重点是要做平桩底,应当尽可能让桩底在同一水平面和同一岩层上,将桩端嵌入稳定的岩土层内部,在设计完成之后,需要验算桩整体的稳定性以及桩的水平承载力。由于坡地的地形具有一定的差异性,坡地桩基础容易露出,导致部门桩埋在岩土层里,另一部门则露在岩土层之外。基层岩土以外的桩通常应用的是短柱桩,很难得到基层岩土的约束,所以在设计时应适当增加柱状的长度,促使其能够获得足够的约束。相关研究表明,当对地震高发区进行坡地建筑施工图设计时,如果采用露桩设计方法,那么外露桩身的稳定性比较差,容易出现变形等问题,对建筑整体造成严重影响。在实际设计时,应当严格按照桩基础的设计要求,选用适当的措施保障外桩的稳定性。

2)在坡地建筑施工图设计中,筏板基础和复合地基基础方法适用于风化岩土层较浅的坡地建筑,应当尽可能确保基底持力层的一致性,而且基底标高应当位于同一水平面上。如果地基基础周围存在临空面,需要对其倾覆和滑移的稳定性进行科学验算。演算出临空面存在不稳定情况时,应当将基础埋至稳定岩体,确保其符合抗倾覆、抗滑移的标准要求。在满足这两点要求的基础上,可以结合坡地地形特征进行放阶处理。由于大多数坡地的底层起伏较大,而且基岩上部厚度不够均匀,使得筏板基础难以有效控制建筑的倾斜量,所以应当设置褥垫层,厚度在2000~300mm,有效调节不利因素,确保基础所处的地基持力层保持相同的稳定性。使用筏板基础可以促进坡地建筑安全系数的提升,在设计施工图时应当综合考虑地质情况,采用适合的基础形式,或者将这几种形式组合使用。

2.2 设计要点

由于坡地建筑中的平地是有限的,要想设计出大规模的广场和绿化空间是有很大难度的。平地建筑与坡地建筑有很大差异,不用照搬平地建筑施工图设计中的元素和条件,根据坡地的实际情况,充分发挥坡地优势,创新坡地建筑设计,为人们提供具有特色的居住空间和居住环境(图2坡地建筑结构)。在坡地建筑中设计建筑施工图时,需要注意以下要点。

图2 坡地建筑结构

1)建筑之间的防火间距问题,平地建筑关于防火间距的要求是按建筑耐火等级及建筑高度控制,高层建筑相较于多层建筑在同等耐火等级的情况下间距需放大。但部分有自己地区专业坡地防火规范的省市,如贵州省,建筑高度按分段界面,即建筑功能发生变化的楼层所在位置,分为上段建筑高度和下段建筑高度。以公共建筑为例,当上段建筑和下段建筑均定性为多层建筑时,建筑整体定性为多层建筑,防火间距即按多层考虑。但实际工程中,如上段建筑与下段建筑均按多层建筑极限高度考虑,临空面实际高度可做到接近48m,几乎已到一类高层的高度。在此条件下,此面按多层控制建筑间距无论从防火安全上考虑还是从建筑对行人压迫感上考虑均略为不合适,应按高层进行建筑间距控制,并且此面应设计消防救援场地及消防救援窗。

2)吊层防火分区临空长度问题,一般情况下,地上建筑的防火分区设计无论是在面积上还是设计难度上均小于地下建筑。依据相关规范条文,破顶层和坡底层之间的楼层称之为吊层,吊层里的防火分区是按照地上建筑的防火分区还是地下建筑的防火分区计算,是按照临空长度是否大于周长的四分之一考虑,当大于四分之一时即按照地上建筑的防火分区设计,否则,按地下防火分区设计。实际设计时,当不能满足长度要求时,可利用汽车坡道等室外空间,强行凹出符合规范要求的临空长度,但汽车坡道实际为一半围合空间,上部有顶两侧有墙,仅一面连接室外空间,实际发生火灾时,浓烟通过外传排至此处迅速堆积,很难散掉,并不利于自然排烟。因此在设计时,临空处外窗应处于无顶棚处,以便火灾时的排烟需求。

3)屋面雨水排放问题,常规平地建筑设计时,建筑高度不高于9m的坡屋面建筑,尤其是单体体量较小的各类小镇项目或仿古项目,为保证立面效果,通常屋面雨水设计为无组织排水,自由落水。但坡地建筑,尤其是山地上的单、多层建筑,因地势原因周围空旷,遮挡物较少,极端天气较多,风速和雨量相比于平地均有较大幅度的增加,自由落水的雨水对外墙防水以及周边来往行人均有较大困扰,故在这种环境下的建筑在设计时,即使建筑高度不高,应依然尽可能设计为有组织排水,设计天沟。

4)通风防潮问题,在设计施工图时,要想有效解决通风防潮问题,可以将建筑外墙与坡体托开,不要将二者做在一起。这样的话,在外墙后面做挡墙,外墙与挡墙中间就是空的,两端可以留出通风洞口,空气可以自由流动。通过这种方式,有效改善外墙后面潮湿的问题。针对地面防潮,可以采用适当的防水材料,做好地面防水工作即可。此外,还可以运用架空的方式,这种方式更加安全,但是如果建筑物的体量非常大,就不能运用这一方式。一般南方地区环境潮湿,在进行施工图设计时需要设计将整个底部架空,做出相应的架空层。而北方地区通常会将底部升高半米,设计半空的架空层。通过这种架空的方式,也可以有效解决潮湿问题。

5)客用电梯防火防烟问题,按相关建筑设计规范,上段建筑与下段建筑不可共用客梯,上段建筑的客梯在穿越下段建筑至地下车库时,于下端建筑内不可停靠,并用防火墙封堵,且在地下车库需设计电梯厅,设计等级如消防电梯前室。规范的条文解释是防止火苗经过电梯井窜层。但如果上下段建筑的客梯在同一个电梯厅里时,下段建筑内部着火,火势顺电梯井烧至地下车库电梯厅,浓烟可通过此楼层,溢至上段建筑的电梯井内,顺梯井上爬,进上段建筑内,导致整栋楼失火。故在建筑设计时,为了避免类似情况,应避免将上段建筑与下段建筑的客梯设计在同一个电梯厅内。

6)坡地建筑上部结构设计问题,要想提高坡地建筑结构设计的可靠性,达到良好的设计效果,应当分析其设计要点进行科学合理的设计。首先,应当确保上部结构具有较高的稳定性,相关设计人员根据建筑需求进行规划,最大程度的实现价值。由于设计过程中会受到多种因素的影响,比如地震、风荷载等,这些应当在设计时综合考虑,并且在实际设计中体现出来。其次,应当根据力学平衡体系对结构进行验算,运用专业设计软件,尽可能避免各种因素的影响,提高整体建筑结构的稳定性,促使其将功能充分发挥出来。

3 建筑施工图设计时与其它专业配合设计注意要点

3.1 与结构专业的配合

原始坡地常规情况下会被处理为台地,结构专业因嵌固端等设计理念问题,需要清晰的定性出每一个楼层是地上楼层还是地下楼层,一般情况下,埋在土中的楼层为地下楼层,裸露在空气中的楼层为地上楼层,但某一楼层两至三面埋于土中,一两个面裸露在空气中,无法明确定性地上还是地下,如建筑专业这般同一楼层一半为地下防火分区一半为地上防火分区的设计方式在结构专业中不妥,因此根据台地高差的不同,通常有两种处理方式:

当相邻台地高差较大时,需要设计大量的支护桩挡土,其基础外扩尺寸通常不小于1.5m再加上设计建筑的基础外扩尺寸,支护桩的外壁至设计建筑的外墙尺寸至少3m,这3m因为以和山体脱开,对于结构来说是定义清晰的地上部分。这种情况下,建筑专业需特别提醒结构此处需做混凝土墙挡土,否则这3m的空隙无法回填,形成空腔,雨天山体内的水通过其挡土墙或支护桩渗入空腔,很难快速排出,形成积水,倒灌进室内,造成不必要的经济损失。

当相邻台地高差较小时,结构会在筏板或防水板边缘设计挡土墙挡住周围的土方,这四面挡土墙与筏板或防水板形成一个空盒,设计建筑坐落于这个“空盒”中,因刚度的问题,设计建筑的外墙非挡土墙而为普通砌块外墙,且与挡土墙形成约30~50cm的空隙,在地面处由外墙横挑一块板挡住此空隙,这块挑板与挡土墙不可连接,否则结构“地上建筑”的定性又变模糊,因此,挑板与挡土墙顶部形成缝隙,可控制在30mm。此缝隙虽已接近平行于地面,但任然处于自然地面以下,需做好防水,特别是防水收头问题,否则易形成漏水点。此外,在自然地面处需沿挡土墙外侧做排水沟,减轻室外场地上的排水对此缝隙的冲击。

3.2 与设备专业的配合

建筑专业与设备专业的配合主要节点在水电进出线上,因坡地建筑同一层有临空面和覆土面,需特别注意进出线的设计位置外有足够的覆土可供进出管线。

4 相关规范的问题分析

4.1 坡地建筑的定义

依据地区相关规范条文,坡地建筑为依坡而建的建筑,有坡顶场地和坡底场地,但规范未对依何种坡有明确条文解释,如设计建筑坡底层室外为自然地面,坡顶层的安全出口外为另一嵌崖建筑的屋顶,该嵌崖建筑三面嵌于山体内,仅一面临空,临空面与屋顶有足够宽度的防火挑檐,设计建筑与该建筑在吊层内贴临但以防火墙完全隔断,该建筑的屋顶作为广场功能使用,至自然地面有足够疏散宽度的室外台阶可作为设计建筑的疏散。设计建筑可否定性为坡地建筑规范不明。笔者认为,坡地的定义并不局限于依自然形成的有高差的山地地形而建的建筑,当坡顶层安全出口外为其它建筑的屋顶,相邻两栋建筑满足防火间距和防火措施要求,且该屋顶人员的疏散和不经过该建筑内部,设计建筑即可认定为坡地建筑。

4.2 关于坡地建筑的思考

坡地建筑中施工图设计是一个复杂的工作,其形态构成包括环境要素、空间构成、功能布局以及形象等多个方面。在社会经济发展过程中,经济技术不断更新和完善,坡地建筑施工图设计要适应时代发展要求,不断变化和发展,引入现代化技术和生态理念,推动坡地建设更好的发展。同时,要加大对坡地建筑施工图设计的研究力度,进一步为人们提供优美又舒适的生活环境。

5 结语

综上所述,本文主要从坡地建筑中建筑施工图设计以及消防设计中的存在的问题及设计要点出发,针对坡地建筑的与平地建筑较为不同的设计要点进行了阐述,然后分析了在施工图设计中,建筑专业与结构、给排水、电气等相关专业的配合要点,并针对现行地区规范中存在的疑点进行了剖析,为坡地建筑中建筑施工图设计提供了更多的设计依据,对于坡地建筑事业的可持续发展具有深远意义。

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