福建地区山地建筑的建设管理策略研究

郑济坤

(厦门翔安机场投资建设有限公司 福建厦门 361000)

0 引言

福建是一个多山的省份，随着山区城镇化进程的不断加速，越来越多的山地建筑应运而生。山区城镇建设的推进，在促进山区可持续发展的同时，也对工程建设管理提出了更高的要求[1]。山地建筑具有可利用土地规模小、地形地貌及地质条件复杂、建设投资费用高、易发生地质及次生灾害等特点，对工程建设管理的规划、设计、施工管理、投资测算等环节均带来了不小的难度和挑战[2-3]。本文结合福州地区某山地建筑项目，立足开发效益与资源保护并重的原则，从规划设计、建造施工、经济效益评价等方面，分析总结该建筑项目的建设管理策略，体现山地建筑项目开发的实操性和可持续性。

1 工程概况

该工程位于福州市闽侯县，选址面积约122.2hm2，分为4层别墅与15层小高层两种业态。整体地势南北低、中部高，自然地面黄海高程约为25.0m～90.0m，地势高差最大值达65m，有着显著的山地建筑特征。该工程永久挡墙与边坡总长约3.5km，最大高度为25m，且场地平面狭长，总平面图如图1所示，灰色区域为本期地块。

图1 本山地建筑项目总平面图

2 规划设计管理

2.1 总图设计管理

总图设计遵循“顺应地势、线性组团布置”原则，结合地形特征，分以下步骤全局统筹考虑。

首先，划分平台，根据标高变化划分标高平台，尽量选择等高线稀疏处设置平台，减少土方平衡量，如图1所示，由北至南设置5个标高平台；其次，沿等高线线性布置建筑组团，以利于小区内交通组织；最后，设计不同标高组团间的联络通道。由于不同台地组团间标高相差较大，采用环形车行道结合休闲登高步道模式，在保证消防车道同时，缩短行人步行距离，并结合步道景观移步换景。车行道路布置注意避开回填区与结构区交界面，以免不均匀沉降造成道面开裂。

根据《福州市城市规划管理技术规定》，高度大于6m边坡，其下缘与同水平面建筑间的水平距离不应小于6m，以免引起后期总图上建筑平移；因此，边坡设计单位在总图前期介入，根据边坡高度及地质情况确定出边坡或挡墙的上下边缘线，减少后期返工量，也为边坡工程量估算提供依据。

山地项目的小区出入口布置，沿较平缓方向进入，道路沿直线或小曲率深入小区，图2为该项目南路口，由于场地限制，市政道路(深色)沿较平缓方向切入小区，小区内道路(浅色)只能沿环形以7.8%的坡度进入，但仍出入不便且视线遮挡，易发生事故。

图2 小区南路口放大图

2.2 基础形式选择

山地项目应本着“安全第一、经济合理”的原则，谨慎选择合适的基础形式[4]。本项目地质情况如表1所示，为较典型的福建山区地质岩土层情况。

表1 场地岩土层概况

该项目结合建筑物的布置，形成了多种类型的基础布置情况。

持力层较浅的情况下，优先选用筏板基础等浅基础；鉴于山地建筑地灾风险系数高，浅基持力层选择强风化、中风化等风化程度低的岩层。

(1)当持力层分布不均时，例如中风化岩层露头等现象，中风化岩层区域的基底适当增加一定厚度的级配砂石褥垫层，或采用同强度素混凝土置换少许较软土层，使整体沉降基本均匀。

(2)当地下室两侧覆土不均(埋深不满足规范要求)或侧方存在高边坡时，会带来较大的侧向土压力，须验算组合土压力后大震下结构的抗倾覆与抗滑移，增设斜向锚杆抵抗水平力，如图3所示。

图3 侧向土压力影响

(3)考虑相邻浅基应力扩散叠加影响，应力扩散范围尽量避开相邻地下室外墙或基础底面；即相邻基础根据水平距离确定高差，保证不出现应力叠加情况。

(4)对坡度较陡处(坡度>0.5)或地质冲沟处的连续相邻的高层浅基(图4)进行整体稳定滑动面验算；各楼栋筏板荷载折算为坡顶堆载，采用圆弧滑裂面发对整体稳定安全系数进行验算。

图4 冲沟地质处连续相邻浅基

对于持力层较深或采用浅基影响相邻结构时，采用桩基础。基于山地施工的考虑，采用人工挖孔桩或冲(钻)孔灌注桩。采用桩基础后无应力扩散时，注意侧向土压力带来的水平力对桩身的影响。由于桩基水平承载力弱，且在山地建筑中，桩基即为水平支档又为基础，为复合受力状态，如图5所示，左侧高边坡引起的土压力显著大于右侧，桩基承受侧向推力，因此关键部位采用大直径灌注桩结合斜向锚杆，抵抗水平荷载。

图5 桩基受不平衡侧向力影响

2.3 建筑与支档结构统筹设计

考虑到土压力作用与建筑物造成侧向力过大，安全系数低且经济性差，极易发生次生灾害，因此建筑与支档结构尽可能脱离并独立设计，统筹设计的方法与思路如下：

图6为脱离设计方案，左侧为市政道路，右侧有6m高的土质边坡，经验算，采用600mm厚筏板基础，永久边坡与主体结构脱离；永久边坡支护形式采用土钉墙，200mm厚钢筋混凝土板护面结合3道12m锚杆，边坡坡度为1∶0.15；与主体脱空处地面采用主体悬挑处理；该方案有效避免土压力直接作用与主体结构，结构体系明确。

图6 结构脱离设计方案

图7 合并设计方案

合并设计方案图7中，边坡支护仅为临时边坡，采用150mm厚喷射混凝土结合3道9m锚杆，边坡坡度为1∶0.25，待下部结构完成后回填，利用结构地下室侧墙挡土；填土初期仅为有限回填土体产生侧向土压力作用于主体结构，但临时支护仅为5年使用期限，后期随着临时支护失效，且侧壁后方土体无法有效快速排水，使粘性土内摩擦角及黏聚力减少，土压力增大。经验算，侧向推力为125kN/m，大于筏板底部产生的摩擦力约90 kN/m，筏板底需增设斜向锚杆。

从表2可以看出，脱离设计成本略低，安全方面优势明显，推荐采用。

表2 两方案经济性对比

2.4 排水设计

山地场地极易造成雨水的表面冲刷与渗流。表面冲刷后，土体易造成浅基础持力层流失，下方支护土压力骤增；土体渗流造成的孔隙水压力如无法快速消散，使粘性土趋向饱和，自重应力增大，黏聚力减少，主动土压力增大。

该工程挖方区本着“快速排水、减少渗流”的原则，全面地面硬化后，由坡顶截水沟、坡顶排水沟及坡面泄水管构成边坡排水系统，排入雨水管网后通过跌水井向下进入路面市政管网，尤其注意面层泄水孔反滤层的包裹保护处理，避免堵塞。

该工程存在地质冲沟填方区，最大填方高度可达15m，且原状地形坡度接近1∶1。针对这个不利因素，该工程采用了树状排水盲沟设计，如图8所示。

图8 树状排水盲沟平面布置图

其中，树枝状汇水盲沟，采用土工布包裹砾石排水层形式，仰斜布置；树干状主排水盲沟，采用3根DN200穿孔收集管，外包裹砾石排水层及土工布形式，垂直等高线布置，最终汇入排水沟。盲沟在回填前，沿原状地面表面设置，并核对与建筑物及基础有无位置冲突。盲沟集中有效地快速收集并排出雨水，极大缓解了地表水沿冲沟方向的无规律渗流，减少根部重力式挡墙的土压力，有利于墙基及填土稳定性。

3 施工难点管控

3.1 土方工程

山地建筑项目挖填土方量极大，该项目挖方约90万方，填方约26万方，如何充分考虑土方平衡及利用成为现场一大难点。从施工顺序考虑，原则按挖方、边坡与土建、挡墙、填方的顺序进行。土方开挖后，边坡支护、结构基础与挡墙等并行穿插施工，为后期填土创造条件，但土方无法一次性填土到位，需要二次搬运，并提前考虑场内临时弃土场。

山地建筑红线处一般地势较低，红线处挡墙考虑优先修建；一是为场地挖方回填带来场地，二是防止雨水冲刷后的水土流失，泥浆对红线外场地造成污染，带来不必要的纠纷。

施工过程注意寻求场地内可利用的土石方资源。该工程中风化岩埋藏较浅，将局部爆破的岩石碎块用于毛石混凝土挡墙中的石料填充。

3.2 施工顺序统筹

山地项目施工前，注意掌握现场所有要素的情况，统一安排施工顺序。现场要素包括：边坡支护、挡墙、排水系统、盲沟、建筑物、室外工程等。基于该项目要求周转速度较快，在开工前协同各专业分包单位制定了协同施工顺序。

(1)红线处挡墙修建，该地块南北红线处地势低洼，且紧邻市政道路及闽江沿岸，故，先行施工支档结构，防止土方工程产生大量泥沙对周边道路河流产生污染。

(2)土方开挖，对场地进行一次土方整平；土方整平至结构底板或承台底，方便浅基或桩基施工；同时完成填方区排水盲沟的布设，盲沟完成后挖方区向填方区部分卸土。

(3)基础及挖方边坡支护施工，为了保障主体结构及边坡安全，二者同时施工。施工中注意二者的准确定位，特别是边坡的起终点，准确定位坡顶坡脚的坐标点并与主体结构基础复核，避免出现位置冲突。

(4)主体结构上部施工，基础施工完成后，集中完成主体施工，保证工程进度及预售节点。

(5)挡土墙施工，填方区挡土墙视填土进度，与主体同时或主体基本完成后施工；因挡墙厚度很厚，后期无法开洞，特别注意管线在挡墙中的预留。

(6)土方回填，严格按设计说明回填，特别挡墙背填土采用排水性能良好的碎石土。

该项目典型的施工顺序如图9所示。

图9 本项目典型施工顺序

3.3 施工场地布置

山地建筑施工场地狭小，进场道路数量少，且由于边坡挡墙的施工交叉，进一步加剧了场地使用上的困难。因此，场地布置时，结合材料堆场、道路布置、施工顺序等给予统筹考虑。

首先，该项目的售楼部与样板房采用临时建筑，设于红线外侧，避免了样板房与主体结构施工的场地冲突，不仅为售楼部的提早开放争取了时间，还保证了主体工程的进度。

施工道路布置遵循“多出入口、环网布置”的原则，由于该场地狭长，部分区域仅有一条出入施工通道，因此，项目部预留了西北角采石场处临时出入口，在施工道路管线预埋、材料卸料占用道路或路边支护结构施工时，能保持运输通畅。

由于山地建筑场地小且工序多，施工临时措施注意预留后续工序的施工界面。例如，楼外脚手架、高边坡结构脚手架等，必要时，采用建筑立面外挑脚手架，避免影响后期工序进度。

4 投资经济性评价

房地产企业前期的静态投资测算，按照强排的建筑方案测算，有部分地产企业甚至压低成本测算，以争取投资测算表中能得到更高的利润率，以便获得融资。其实，在平地项目压低成本测算对后续的影响不大，往往能在其他方面，如面积、营销等方面将利润补回，但山地建筑如未考虑边坡挡墙、土方等费用，将直接影响利润率的实现，甚至影响企业资金的周转。

本文针对该项目进行静态投资测算，其中，购买地楼面价及售价基数为假定数据，对比考虑山地建筑成本前后的净利润率差异。

表3按总建筑面积19万m2、土地成本5.3亿元计算，该工程山地成本增加折算成建筑面积后，每平增加262元；表3为净利润对比表。

表3 净利润对比表

从表3可以看出，考虑山地的不利条件后，净利润下降约4000万元，下降率28%，净利润率由10.17%下降为7.51%；就该工程反算，山地建筑与普通场地建筑相比，要达到相同利润率，拿地溢价率需降低约10%。因此，土地拍买前应慎重测算山地建筑成本，以防后期无法实现净利润率，影响资金周转。

5 结论

(1)在规划设计方面，从总图、基础形式、支档结构、排水等4个关键因素入手，该总图遵循“顺应地势、线性组团布置”的原则；基础及支档结构充分考虑了周边环境，尤其是土压力对结构的影响，并注意到易忽略的几个关键点；紧紧抓住了排水设计这个山地安全的第一道防线，而且对挖方与填方区因地制宜地分别采取了不同的排水策略。

(2)在施工组织方面，从土方、工序统筹及场地布置等方面，提出了该项目的参考做法，对于类似项目有一定的参照意义。

(3)在购买地前的投资估算环节，充分考虑山地场地带来的成本增加很有必要。从对比分析来看，考虑山地成本后，净利润率下降3%，对投资成败影响巨大。