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第三章园林工程竖向设计主讲：杨玲第四节建筑与竖向控制•一、建筑布局、设计与竖向设计•二、建筑周边的竖向设计一、建筑布局、设计与竖向设计•1、建筑竖向布置的原则•应结合地形、利用地形，形成丰富错落的建筑形体，通过恰当组织出入口，组织错层等方式可以节约用地，方便使用。•必须根据场地的具体条件进行建筑的竖向布置，如山丘、丘陵地区的建筑组合切忌追求对称、规整和几何形式，应结合地形灵活布置。2、建筑与地形的关系二、建筑周边的竖向设计•1、建筑竖向设计与道路的一般关系–建筑地坪标高高于道路路面中心线–坡度要保证地表径流、不积水，又要防止流速过快造成对地面的侵蚀•2、建筑四周排水的一般原则–建筑四周的地面排水坡度最好为2%，或者1%-3%之间。第五节竖向设计与土方平衡•一、影响土方工程量的因素•二、土方工程量的计算与平衡•哪些因素会影响土方量的大小？一、影响土方工程量的因素•1、整个基地的总体规划与竖向设计•整个园基的竖向设计是否遵循“因地制宜”这一至关重要的原则。公园地形设计应顺自然,充分利用原地形,宜山则山，宜水则水。•2、建筑、构筑物建设产生的土方量，即园林建筑和地形的结合情况a的土方工程量最大，b其次，而d又次，c最少。•3、园路选线对于土方量的影响避免或减少出现图中a、c、d、e的情况•4、管线布置与埋深•合理的管道布线和埋深，重力流管要避免逆坡埋管。••5、土方运输距离•缩短土方调配运距，减少小搬运上海天山公园南部地形设计二、土方工程量的计算与平衡•（一）土方工程量的计算•1、体积公式估算法•2、断面法•（垂直断面法&水平断面法）•3、方格网法1、体积公式估算法•体积公式估算法就是把所设计的地形近似地假定为锥体、棱台等几何形体，然后用相应的求体积公式计算土方量。•该方法简便、快捷但精度不够，一般多用于规划方案阶段的土方量估算举例2、断面法•断面法是以一组等距(或不等距)的互相平行的截面将拟计算的地块、地形单体(如山、溪涧、池、岛等)和土方工程(如堤、沟渠、路堑、路槽等)分截成“段”。分别计算这些“段”的体积。再将各段体积累加,以求得该计算对象的总土方量。•断面法根据其取断面的方向不同可分为垂直断面法、水平断面法(或等高面法)及与水平面成一定角度的成角断面法。以下主要介绍前二种方法。其计算公式如下:V=(S1+S2)×L/2（1-6）当S1=S2时V=S×LL为两断面间垂直间距；S1、S2为两断面面积。此法的计算精度取决于截取断面的数量,多则精,少则粗。（1）垂直断面法•垂直断面法多用于园林地形纵横坡度有规律变化地段的土方工程量计算，如带状的山体、水体、沟渠、堤、路堑、路槽等。(a)沟渠路堑(b)半挖半填路基带状土山垂直断面取法S0的两种求法：(1)用求棱台中截面的面积公式求：S0=(2)用Sl及S2各相应边的算术平均值求S0的面积垂直断面法计算公式：12121(SS2SS)4++(公式2)(公式1)在Sl和S2的面积相差不大时，用公式：V=（Sl+S2)/2XL但在Sl和S2的面积相差较大或两断面之间的距离大于50m时，计算结果误差较大．遇此情况，可改用以下公式计算：V＝(Sl十S2十4S0)/6XL式中：S0——中间断面面积（m2）例:设有一土堤,要计算的两端断面呈梯形,各边数值如下图所示。二断面之间的距离为60m。试比较用算术平均法和拟棱台公式计算所得结果。先求S1、S2面积S1=〔1.85*(3+6.7)+(2.5-1.85)*6.7〕/2=11.15m2S2=〔2.5*(3+8)+(3.6-2.5)*8〕/2=18.15m2①用算术平均法（公式1：V=(S1+S2)/2*L）求土方量V=(11.15+18.15)/2*60=879m3②用拟棱台公式〔即公式2：V=(S1+S2+4S0)/6×L〕求土堤土方量。i)用求棱台中截面面积公式求S0。S0==(11.15+18.15+2√11.15×18.15)/4=14.44m2V=(S1+S2+4S0)/6*L=(11.15+18.15+4*14.44)/6*60=870.6m312121(SS2SS)4++②用拟棱台公式〔即公式2：V=(S1+S2+4S0)/6×L〕求土堤土方量。ii)用S1及S2各对应边的算术平均值求取S0S0=〔2.18*(3+7.35)+0.88*7.35〕/2=14.46m2V=(S1+S2+4S0)/6*L=(11.15+18.15+4*14.46)/6*60=871.6m3用垂直断面法求土方体积，比较繁琐的工作是断面面积的计算。计算断面积的方法多种多样,对形状不规则的断面既可用求积仪求其面积,也可用“方格纸法”、“平行线法”或“割补法”等方法进行计算,但这些方法也费时间,以下介绍几种常见断面面积的计算公式。•等高面法是沿等高线取断面，等高距即为二相邻断面的高，计算方法同断面法。•最适于大面积的自然山水地形的土方计算。也可以用来作局部平整场地的土方计算。（2）水平断面法其计算公式如下:V=(S1+S2)h1/2+(S2+S3)h1/2…(Sn-1+Sn)h1/2+Sn*h2/3=〔(S1+Sn)/2+S2+S3+…+Sn-1〕*h1+Sn*h2/3式中：V---土方体积(m3)S---断面面积(m2);h1---等高距(m)；h2---Sn到山顶的间距(m)。等高面法最适于大面积的自然山水地形的土方计算。无论是垂直断面法还是水平断面法，不规则的断面面积的计算工作总是比较繁琐的。一般说来，对不规则面积的计算可采用以下几种方法：•（1）求积仪法运用求积仪进行测量，此法比较简便，精确度也比较高。•（2）方格纸法用方格纸蒙在图纸上，通过数方格数，再乘以每个方格的面积而求取。此法方格网越密，精度越大。一般在数方格数时，测量对象占方格单元超过1/2，按一整个方格计；小于1/2者不计。最后进行方格数的累加，再求取面积既可。例2-2：在某绿地中设计了微地形（如图）请试用水平断面法来计算高在1.0m以上的土方量。解：S1.00=132×1㎡=132（㎡）S2.00=51×1㎡=51（㎡）S3.00=9×1㎡=9（㎡）（注：由于所要求取的地形为不规则地形，欲求取其水平断面面积采用方格网估算，首先建立以1cm为边长的方格网覆盖在竖向设计图上）代入公式：h1=1（m）H2=0.5（m）V=〔(S1.00+S3.00)/2+S2.00〕×h1+S3.00×h2/3=〔(132+9)/2+51〕×1+9×0.5/3=123（m3）微地形竖向设计图3、方格网法•适用范围：场地平整•方格网标注位置图方格网法的步骤•（1）划分方格网•在附有等高线的施工现场地形图上作方格网控制施工场地，方格边长数值取决于所要求的计算精度和地形变化的复杂程度。在园林中一般用20—40m（规划阶段：取20*20，10*10，方案阶段：如广场设计5*5）。方格网法的步骤•（2）填入原地形标高•在地形图上用插入法求出各角点的原地形标高（或把方格网各角点测设到地面上，同时测出各角点的标高，并标记在图上）施工标高+0.80设计标高36.00+⑨角点编号35.00原地形标高插入法求方格网交叉点标高P19•Hx=Ha±xh/L–式中：Hx——角点原地形标高（m）；–Ha——位于低边的等高线高程（m）；–x——角点至低边等高线的距离（m）；–h——等高距（m）；–L——相邻两等高线间最短距离（m）。•插入法求高程通常会遇到3种情况：•①待求点标高Hx在二等高线之间•②待求点标高Hx在低边等高线Ha的下方•③待求点标高Hx在高边等高线Hb的上方（3）求平整标高平整标高就是把一块高低不平的地面在保证土方平衡的前提下，挖高填低成水平后的地面标高；设计中经常用原地面高程的平均值作为平整标高。设平整标高为H0，则:H0=4N（∑h1+2∑h2+3∑h3+4∑h4）式中：h1——计算时使用一次的角点高程；h2——计算时使用二次的角点高程；h3——计算时使用三次的角点高程；h4——计算时使用四次的角点高程。1方格网法的步骤•（4）填入设计标高•根据设计意图，填入设计标高•（5）填入施工标高•施工标高=原地形标高－设计标高•得数为正（+）数时表示挖方，得数为负（-）数时表示填方。施工标高数值应填入方格网点的左上角。方格网法的步骤•（6）求零点线•所谓零点是指不挖不填的点，零点的连线就是零点线，它是挖方和填方的分界线，因而零点线成为土方计算的重要依据之一。•在一个方格网内同时有填方或挖方时，就一定有零点线存在，应先算出方格网边上的零点的位置，并标注于方格网上，连接零点即得填方区与挖方区的分界线(即零点线)。•零点的位置按下式计算：式中：x1、x2：——角点至零点的距离(m)；h1h2——相邻两角点的施工高度(m)，均用绝对值；a——方格网的边长(m)。为省略计算，亦可采用图解法直接求出零点位置如图1-6所示，方法是用尺在各角上标出相应比例，用尺相接，与方格相交点即为零点位置。这种方法可避免计算或查表出现的错误。方格网法的步骤•（7）土方量计算•依据零点线和施工标高等条件，便可选择适宜的公式求出各方格的土方量。例题：某公园为了满足游人游园的需要，拟将如图地面平整为三坡向两面坡的“T”字形广场。广场具有1.5%的纵坡和2%横坡，土方就地平衡,试求其设计标高并计算其土方量。1．作方格网按正南北方向(或根据场地具体情况决定)作边长为20m的方格网，将各方格角点测设到地面上，同时测量各角点的地面标高并将标高值标记在图纸上，这就是该点的原地形标高。如果有较精确的地形图，可用插入法由图上直接求得各角点的原地形标高，并标记在图上。上图所示的角点1—1属于上述第一种情况，过点1—1作相邻二等高线间的距离最短的线段。用比例尺量得L＝12.6m，x＝7.4m,等高差h＝0.5m，代人前面插入法求两相邻等高线之间任意点高程的公式，得Hx=Ha+xh/L=〔20.00+（7.4×0.5）/12.6〕=20.29m2.标方格网角点3.将角点测设到图纸上或用插入法求角点高程。4.求平整标高平整标高就是把一块高低不平的地面在保证土方平衡的前提下，挖高填低成水平后的地面标高；设计中经常用原地面高程的平均值作为平整标高。设平整标高为H0，则:H0=4N（∑h1+2∑h2+3∑h3+4∑h4）式中：h1——计算时使用一次的角点高程；h2——计算时使用二次的角点高程；h3——计算时使用三次的角点高程；h4——计算时使用四次的角点高程。1H0=4N（∑h1+2∑h2+3∑h3+4∑h4）•∑h1=角点之和=(20.29+20.23+19.37+19.64+18.79+19.32)=117.75•2∑h2=2*(边点之和)=2*(20.54+20.89+21.00+19.50+19.39+19.35)=241.34•3∑h3=3*(拐点之和)=3*(19.91+20.15)=120.18•4∑h4=4*(中间点之和)=4*(20.21+20.50)=162.84代入公式:N=8H0=4*8(117.75+241.34+120.18+162.84)≈20.0611假设4-3点的设计标高是x，根据场地的坡度求出其他点的标高，标在角点上，如图；再求出每角点的设计标高。5.求各角点的设计标高H0′=4N（∑h1′+2∑h2′+3∑h3′+4∑h4′）∑h1′=x-0.8+x-0.8+x-1.1+x-1.1+x-1.3+x-1.3=6x-6.4m2∑h2′=(x-0.4+x+x-0.4+x-1.0+x-1.0+x-0.9)×2=12x-7.4m3∑h3′=(x-0.7+x-0.7)×3=6x-4.2m4∑h4′=(x-0.3+x-0.6)×4=8x-3.6mH0′=4*8(6x-6.4+12x-7.4+6x-4.2+8x-3.6)=x-0.675H0′=X-0.675=H0∵H0≈20.06∴X=20.06+0.675≈20.74116.求施工标高施工标高=原地形标高-设计标高得数“+”号者为挖方,“-”号者为填方。7.求零点线所谓零点是指不挖不填的点,零点的联线就是