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(fā)區(qū)。這些開發(fā)區(qū)處于未開發(fā)或欠開發(fā)區(qū)域，因此在道路管網(wǎng)建設前，需要進行場地平整。由于前期規(guī)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(qū)域控制性詳細規(guī)劃的深化和補充，決定著開發(fā)區(qū)域的開發(fā)強度，開發(fā)成本，開發(fā)順序等諸多因素。

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

1 場地平整的設計內(nèi)容

場地平整設計是將天然地面改造成工程開發(fā)建設所要求的設計平面。根據(jù)路網(wǎng)規(guī)劃，結(jié)合業(yè)主對具體地塊的使用要求，在充分研究現(xiàn)狀地形及道路標高基礎上，結(jié)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(diào)配，最后進行開發(fā)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(zhí)行《城市用地豎向規(guī)劃規(guī)范》（CJJ83-99）。

（2）根據(jù)場地用地性質(zhì)及道路（已實施道路或規(guī)劃道路）標高，合理考慮場地內(nèi)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(jù)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(wǎng)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(wěn)定，以及通過合理調(diào)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(jù)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(wǎng)豎向設計已經(jīng)確定，即周圍道路控制標高已經(jīng)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(yōu)化

進行場地平整設計時，根據(jù)開發(fā)地塊的使用情況對設計標高進行調(diào)整，這樣就需要進行土方優(yōu)化。進行土方優(yōu)化時，程序會按照“該區(qū)域內(nèi)土方量最小，且挖填方基本平衡”的原則給出一個最佳結(jié)果。土方優(yōu)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(jù)路網(wǎng)規(guī)劃情況及業(yè)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(wǎng)法。方格網(wǎng)法是將需要計算土方量的地塊劃分為方格網(wǎng)，分別計算各方格網(wǎng)的填挖方量，再進行地塊匯總的方法。

方格網(wǎng)的大小可以調(diào)節(jié)，方案階段可采用40mx40m，施工圖階段采用20mx20m，網(wǎng)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(diào)入的地形圖進行相應的處理，然后根據(jù)最小二乘法原理進行計算，確定某區(qū)域的最佳設計平面，使該區(qū)域內(nèi)土方量最小，且挖填方基本平衡（圖3）。

圖3 方格網(wǎng)法示意

計算步驟如下:

①確定土方邊界。

②繪制網(wǎng)格。

③網(wǎng)格處理。

④定義、計算方格網(wǎng)角點高程。

⑤計算土方量。

⑥土方優(yōu)化。

⑦邊坡計算。

⑧標高標注及土方標注。

⑨土方統(tǒng)計。

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

4 土石方調(diào)配

在反復進行土石方的計算和調(diào)整后，然后進行土石方調(diào)配。

土石方調(diào)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(diào)配應考慮近、遠期施工相結(jié)合的原則。

（3）土方調(diào)配應采取分區(qū)與總平場區(qū)域相結(jié)合來考慮的原則。

（4）調(diào)配應依托先期建設的道路，由近及遠，逐次推進。

（5）土石方調(diào)配應考慮橋涵位置對施工運輸?shù)挠绊?、一般大溝不作跨越調(diào)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(qū)線，選擇恰當?shù)恼{(diào)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(fā)揮。

圖4 項目區(qū)位圖

5 平場實例

下面以重慶西部現(xiàn)代物流園區(qū)平場工程為例簡要介紹平場設計的內(nèi)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(chǎn)業(yè)園，主要依托位于園區(qū)內(nèi)的重慶集裝箱中心站，發(fā)展現(xiàn)代物流及相關產(chǎn)業(yè)，是重慶市委市政府重點打造的西部現(xiàn)代物流高地。重慶鐵路集裝箱節(jié)點站是全國18個集裝箱中心站之一，其交通條件優(yōu)越，有渝遂高速公路、外環(huán)高速和中環(huán)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(fā)戰(zhàn)略的深入進行，成渝綜合配套改革試驗區(qū)的設立以及“西三角”規(guī)劃的編制，重慶正迎來新一輪的發(fā)展高峰期，迫切需要現(xiàn)代物流的支撐。在國家物流業(yè)振興規(guī)劃宏觀政策支持下，重慶物流業(yè)發(fā)展的黃金時刻已經(jīng)來臨。

重慶西部現(xiàn)代物流園區(qū)平場工程的實施，有利于加快園區(qū)的基礎設施建設，加速現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對把重慶打造成西部現(xiàn)代物流中心具有重要作用。

5.3 項目規(guī)模

該規(guī)劃區(qū)主要位于重慶市沙坪壩區(qū)回龍壩鎮(zhèn)及土主鎮(zhèn)，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(guī)劃西井干道，西止于規(guī)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(guī)劃區(qū)總面積為10.76km2（圖5）。

圖5 項目規(guī)模圖

5.4 自然條件

地形、地貌:規(guī)劃區(qū)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(qū)內(nèi)丘陵較矮，規(guī)劃區(qū)內(nèi)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(zhèn)四塘村匯合，向北經(jīng)物流基地西側(cè)、北碚匯入嘉陵江，其中一條支流東西向橫穿土主鎮(zhèn)區(qū)，目前梁灘河污染嚴重，正在進行環(huán)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(xiàn)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(xiàn)狀地貌

5.5 平場設計

5.5.1 控規(guī)標高分析

根據(jù)甲方提供的1∶500的地形圖以及控規(guī)標高，將該區(qū)域進行了平場，發(fā)現(xiàn)場地內(nèi)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(guī)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(yōu)化平場設計

（1）結(jié)合在建道路確定平場標高

為了實現(xiàn)該區(qū)域內(nèi)土石方平衡，我們對道路控規(guī)標高進行了調(diào)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(jié)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(nèi)部通道與相鄰片區(qū)道路暢通。

（3）結(jié)合土地利用確定地塊坡度

該區(qū)域集多式聯(lián)運、配送、倉儲、商貿(mào)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(jù)《城市用地豎向規(guī)劃規(guī)范》（CJJ83—99）表4.0.4中提到城市主要建設用地適宜規(guī)劃坡度如表1。

表1 結(jié)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(zhì)以及相應規(guī)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(yè)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(nèi)，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(xiàn)場踏勘，發(fā)現(xiàn)場地內(nèi)有較多水田、魚塘，根據(jù)現(xiàn)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(jié)合平場后的標高，本次排水設計對原有雨水流向進行了優(yōu)化，確保園區(qū)內(nèi)地塊雨水排水順暢。由于平場后中干線沿線處于園區(qū)較低位置，因此園區(qū)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(qū)進行，在已平場片區(qū)與未實施片區(qū)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?shù)貕K為填方區(qū)時需設置臨時管涵，挖方區(qū)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(jù)路網(wǎng)和地形圖，采集基礎數(shù)據(jù)，結(jié)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(shù)）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(diào)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(jié)語

（1）場地平整設計應該根據(jù)現(xiàn)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(diào)配應結(jié)合場地土方量、周邊道路交通情況、業(yè)主開發(fā)順序等因素，確定合理的土方調(diào)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(nèi)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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