杨婷
云南凯楙房地产开发有限公司 云南 昆明 650000
摘要：加强山地建筑的理论设计与设计应用，对于我国社会经济的发展有着积极的促进作用。绝大多数的山地建筑工程项目的地质条件都极为恶劣，施工环境都极为复杂，对于设计人员和施工人员的要求非常苛刻。文章重点针对山地建筑场地稳定及结构设计理论进行了详细的分析，以供参考。
关键词：山地建筑；结构设计；问题
一、引言
在可持续发展背景下，人类对大规模利用山地进行广泛的探究，很多地区建造了大量的山地结合的优秀建筑，但在山地建筑工程中有很多设计水平低下，且存在破坏生态环境等问题。山地地形复杂，建筑设计比平原地区复杂和困难得多。但山地地区的复杂性也创造了山地建筑的丰富性、趣味性和多样性。当前我国山地建筑设计策略的主流原则是保证城市环境、建筑场地和建筑设计的协调，因地制宜，尽可能少的影响自然环境。山地人居环境具有复杂性和独特性，自然生态相对脆弱，山地建筑设计应注重自然环境与人居环境的共生关系，反映出独特的山地建筑特点。山地建筑的投资成本通常高于普通建筑。因此，对山地建筑的布局规划、交通组织、空间构成、建筑技术的合理应用等问题应进行认真的思考和探讨，以保证山地建筑的舒适性、经济性、安全性。
二、山地建筑设计原则
（一）考虑自然因素
在我国，山地面积占陆地总面积的2/3，出于获取山地资源的需要，人们对于山地的建造活动从未停止过。然而，平原地区对人口的聚集作用逐渐加强，山地与平原地带经济严重失衡。在对山地建筑形态构成的诸多影响因素中，自然因素起到了决定性的作用。山地建筑的自然影响因素及形态表现研究是山地建筑设计与建造活动的首要条件。[1]
（二）考虑因地制宜
因地制宜是山地建筑设计全部流程应坚持的基本原则。因地制宜原则是指在山地建筑规划与设计阶段充分尊重和有效地结合原始的自然环境与地形，以及避免过度改变的原始地形，尽可能在建设过程中保护原有的自然生态环境，从而使山地建筑规划设计更加科学合理。
（三）考虑生态保护优先
生态环境保护是建设活动全生命周期中应坚持的原则，生态环境保护优先原则是指山地建筑的规划设计以环境保护为基础和前提，环境保护的理念贯穿于规划设计过程和施工过程。山地建筑应具有亲近自然、生态系统丰富、环境因素多样化的特点。在山地建筑的规划设计中，保护自然生态环境的设计原则直接实现了自然共生的良好居住理念。
（四）考虑区域协调原则
区域协调原则是保障山地建筑设计成果先进性的重要原则。山地建筑的设计要与区域整体发展相协调。山地建筑规划设计应充分整合和利用自然资源，有机结合建筑功能布局，协调区域建筑功能和空间分布，整合建筑的空间效应，提升山地建筑整体形象，最终引导该地区的整体发展。通过在山地城市地形和资源环境集成的景观元素，设立城市公共设施和配套设施，与区域产业的发展功能互补，使建筑与该地区的整体发展相协调。
三、山地建筑结构设计
（一）主体设计
在设计斜山坡地建筑工程主体结构的时候，对于工程主体结构两侧有建筑高差，一般采用主体挡土和挡土墙与主体分离的两种方案进行处理。当采用主体挡土方案时，主体结构需同时考虑土体的侧压力与结构自重，尤其在地震作用时其不同标高的土体面层造成地震剪力分布与常规设计不同，结构内力分析复杂。当采用整体刚度较差的框架结构时，地震剪力对结构的破坏影响较大。[2]
本文以某项目为例：某项目地块被新建道路分为南北台地，南北台地与道路、地界外高差15-30m，地界内场地高差达75.94m左右，新增道路分别与南北台地高差15-27.4m左右。场地主要为构造剥蚀地貌，现为荒坡地，地形坡度8-40度，属缓坡-陡坡过渡地形，在临近公路段形成高陡的边坡。拟建场地主要由15栋高层组成，并设置2~5层地下室。抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第三组，设计基本地震加速度为0.20g，建筑场地类别为Ⅱ类。
应充分结合原始地形地貌进行方案设计，依山而建的方案更能充分体现安全性与经济性。将地下室设计成阶梯状，达到阶梯斜率与原始坡度相当的效果，可形成以下几方面优势：一、可减小土方大挖大填，减少工程量；二、减少边坡支护的高度，大幅减少经济投入；三、地下室与山体达到咬合的效果，大大增加安全度。
应合理的确定临空面覆土宽度，以确保土体对结构约束的有效性。在地震作用下塔楼结构出现被动土压力时，土体能够发挥约束结构的作用；在地震作用下支挡结构出现主动土压力时，土体滑动不至削减塔楼结构所受的约束。
距临空面较近的塔楼在基础设计时应注意沉降与倾斜的控制，在地震作用下塔楼具有发生转动的趋势，当塔楼转动时将对挡墙产生水平推力，可能造成挡墙发生水平位移，进而导致塔楼发生倾斜，因此应在概念上加长靠近临空面的桩长。
地下室周边不单独设置挡墙，采用地下室外墙挡土，外墙所受土压力按对应区域静止土压力的1.2倍考虑。对于塔楼处于地下室边缘的情况，应注意塔楼在地震作用下侧向转动时土压力的变化，当塔楼向填土侧转动时土压力计算应考虑地震被动土压力系数，当塔楼背向填土侧转动时应考虑主动土压力对塔楼抗倾覆的不利影响。
（二）设计考虑地基基础施工顺序
地基基础常常由几项相互独立又相互影响的专业施工组成，如边坡支护、场地平整、桩基施工、地基处理、基坑支护、降水、土方开挖、基础施工、土方回填等问题。如何安排地基基础施工顺序对施工进度、造价都有影响。近年来的地基基础工程事故原因分析发现，一些地基基础工程事故的发生和施工顺序有关。很多设计人员认为施工顺序是施工单位考虑的问题，与设计无关；很多施工单位安排施工顺序时更多考虑的是施工的便利和经济因素，而没有分析对地基基础安全的影响。设计人员的不重视和施工单位考虑的局限性造成施工顺序存在盲区，施工顺序不当可能会引起地基基础工程事故和周围环境的破坏。
地基基础施工顺序应综合考虑地质条件、地下水情况、周围环境条件、地基处理设计及施工方法、桩基设计和施工工艺、季节、施工速度、经济等因素。目的是保证施工质量、加快施工速度、降低工程造价和避免地基基础工程事故。
四、山地建筑设计方案要点
（1）根据山地的地块属性和控规要求划分地块，结合不同位置确定不同建筑类型。靠近城市的区域，一般来说人流大，对环境的干扰也大。适合安排可共享的公共配套设施和以便利性为主的公寓、住宅型小公寓等；靠近自然景观的区域通常是更好、更安静，这些区域的中心部分往往是景观或交通的核心区域，适合布置价值相对更高的大型公寓或别墅建筑。
同时要考虑水文因素。集中的地表径流则可能对山地建筑构成恶劣的影响，尤其是山洪、泥石流等地表灾害，会直接作用到建筑形体，造成一定的破坏。为避免水文因素对山地建筑造成不利影响，对山地建筑的结构选型和地基处理则尤为重要，表现在建筑形态上，形成了诸如吊脚楼形式的底部架空建筑。
（2）充分利用原有地形的高差，争取土地利用最大化。在山区，建筑物的布置应与等高线平行。如果由于日照、方位角等限制需要设置垂直等高线，可以认为建筑的不同单元设置了合理的正零高度和负零高度。通过布设适应地形轮廓的变化的建筑，尽量减少土方工程量。
组成山地的微观地理环境因子包括山体地势、湿度等气象因子相互作用。日照是大多数建筑的基础要素，山坡基地实际日照时间与允许限值之间存有差异，因此对山地建筑的选址应全面综合考虑当地海拔和气候条件，以确保建筑能获得必要的物理性需求。
（3）山地城市道路交通布局应与地形相适应。山地地形复杂，高度差大。在道路规划、道路系统应根据原始地形的起伏来进行设计，并注意合理地连接周边城市道路网络，处理好垂直关系，减少对环境的破坏，并尽可能减少工程成本。
结语：山地建筑设计有其规律可循，前提是需要分析对其造成主要影响或制约的自然要素，在契合自然条件的过程中寻求解决建筑空间形态设计的最佳方式。好的建筑设计应该是与周围环境相协调。本文旨在研究山地特殊环境下环境友好型建筑设计策略；探索在对原有环境改造或影响最小、尽可能保护自然资源的前提下创造保护自然环境和适宜居民生活的山地建筑。实践证明，通过合理的建筑设计可以实现山地场地特色与建筑个性的和谐统一。
参考文献：
[1] 江娟.山地建筑竖向设计及方法研究[J].住宅与房地产，2020（5）.
[2] 黄辉.山地建筑结构设计要点[J].建筑知识，2015（2）.