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概 论
一、竖向设计的含义
竖向设计：在园林设计中为了满足地面排水、道路交通、建筑场地布置、植物生长和视觉景观等方面的综合要求，对自然地形进行利用、改造，进行确定坡度、控制高程和平衡土石方等规划设计。
高程：是以大地水准面作为基准面，并作为零点（水准原点）起算地面各测量点的垂直高度。
二、竖向设计的内容及要求
1.竖向设计的内容
地形设计
园路、广场、桥涵和其他铺装场地的竖向设计
建筑和其他小品的高程设计
植物种植点的高程设计
地表排水设计
管线综合
2. 竖向设计的主要原则
①.利用为主，改造为辅
②.因地制宜，追求天趣
③.就地取材，降低成本
④.填挖结合，土方平衡
3.竖向设计的阶段性要求
①.资料收集与现场踏勘阶段
②.方案规划阶段
③.扩初阶段
1）资料收集和现场勘查阶段
a 资料收集包括：比例合适的地形图、地质、土壤与气象、水文资料、总体规划与市政建设以及地上下管线资料、防洪规划、所在地的施工水平、劳动力素质与施工机械化程度。
b 在现场调研与探勘方面:进一步熟悉现场空间环境，拍摄相关照片，并核对与现场有无明显差异。对于较复杂的场地要多次勘探，深入了解小气候和排水情况。
2）方案规划阶段
根据基地规模在地图上绘制竖向规划示意图，一般为1：5000。重要地段的纵向剖面图，可放大至1：2000
图纸内容:
a 各级园路横断面及其交叉点的标高，以便控制纵坡在规定等级的范围内。
b 各景点、景区的主要控制标高，如主建筑群、河岸、山峰、道路、桥涵、堤岸、水面、防洪坝沟等。
c 基地坡度分析图，明确汇水面积及径流走向，大体估算土方处理及其平衡。
▲方案规划阶段的竖向设计
3）扩初阶段
在方案指导下的竖向设计专项规划，达到修建实施深度具体工作为：
a 确定景区各级园路横断面的详细尺寸、红线宽度、路拱标高、 路面、进水口标高；
b 与管线综合协调，确定各工程管线的交会处衔接标高
c 分别确定各景区的竖向规划方案，密切与景区的给排水工程管 线、道路等线形配合。
▲扩初阶段的竖向设计
三、园林工程竖向设计图中的基本表达方法
①等高线法
②断面法
③高程箭头法
④模型法
1.等高线法
等高线的含义:等高线是一组垂直间距相等、平行于水平面的假象面，与自然地貌相交切所得的交线在平面上的投影。
1）等高线的特点
(1) 在同一条等高线上的所有的点，其高程都相等
(2) 由于等高线之间的垂直距离即等高距是个常数，因此，等高线水平间距的大小就可以表示地形的倾斜度大小，等高线越密，则地形倾斜度越大；反之，等高线越疏，则地形倾斜度越小。当等高线水平距离相等时，则表示该地形坡面倾斜角度相同。
(3) 所有等高线总是各自闭合的。
(4) 相邻的两条等高线，两者的水平距离称为等高线间距，两者的垂直距离称为等高距。常用的等高距是1m、2m和5m。
(5) 等高线一般不相交或重叠，只有在悬崖处等高线才可能出现相交。
▲等高线的疏密说明了坡度的陡峭程度
练习1
2）等高线的表示
首曲线：按相应比例尺规定的等高距测绘的等高线。
计曲线：从零米算起，每隔4条基本等高线加粗成粗实线。
间曲线：按等高距的1/2测绘的等高线，用与首曲线等宽的虚线表示。
助曲线：按等高距的1/4测绘的等高线，用与首曲线等宽的虚线表示。
现有等高线都是用虚线表示，拟定坡度的新等高线以实线形式标出。山顶的最高点或谷底的最低点都用点标高来表示。
3）坡度的求算
坡度用以表达某面或线相对于大地水平面的倾斜度。
坡度的计算可以用以下公式表达：
i=H/ L*100%
公式中：i——坡度； H——垂直高度； L——水平距离
▲坡度标注法示意
坡度箭头方向是从高处指向低处，箭头旁表示出坡度绝对值。这样也能和排水方向一致。
放坡（坡度系数或坡度比值）——坡的水平值与垂直高度值相比的比值，与坡度成倒数关系。
坡度系数（m）=1/i=L/H
点标高求算：对于不在等高线上的点标高的求算，可以用 插值法。
竖向设计中的等高线法是园林工程设计中最常用的竖向设计方法。
4）设计等高线在进行竖向设计中的应用
①.陡坡变缓坡或缓坡改陡坡等高线间距的疏密表示着地形的陡缓。
②.平垫沟谷
设计等高线与拟平垫部分的同值等高线连接。连接点就是不挖不填的点，叫做零点。
③.削平山脊
④.平整场地
园林中的场地包括铺装的广场、建筑地坪以及各种文体活动和较平缓的种植地段，如草坪。
练习2
练习3
平台尺寸25m×40m、平台南侧边界标高220.0、平台坡度朝北3%、平台北侧、西侧坡度为1：3，画出设计等高线。
2.断面法
（1）剖断面的求法
A、地形图上画出一条剖断线。
B、画出等高线垂直方向上的位置：以与剖断线平行的方式，按一定比例的等高距在垂直方向排列线条，，并著名每条线的标高。
C、从等高线与剖断线相交的点垂直于剖断划线，延伸到垂直方向上同高程线于一点，并画出全部点。
D、用平滑的曲线贯穿这些点，便得到地形图的剖断面。
（2）断面法竖向设计
A、绘制方格网
B、确定方格网交点的原地形标高
C、选定标高起点
D、绘制方格网的自然地面立体图
E、初步确定方格网交点设计标高
F、进一步校核设计标高的合理性
3.高程箭头法
a 确定场地内各建筑物、构筑物的室内外地面标高、道路交叉点等控制点的标高
b 以箭头表示区内各地块儿排水方向。
4.模型法
A、传统模型法。
B、数字模型法
用诸如GIS软件分析地形，常见的分析项目有高程、坡度、坡向、土方填挖等。
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园林地形设计
一、 地形概述
1.宏观角度的地形：地理地形 山地 丘陵 平原 海洋，地形与人居环境。
2.微观角度的地形：峰、峦、坡、谷 、河、泉、湖、瀑
地形是对地区感知最明显的视觉特征；
3.山地地形类型与特征：
山丘（形） ：局部隆起的地形，其坡度在1：5～1：8之间。
山岗（形） ：条形隆起的地形，在山岗脊梁部分称为山梁。
山嘴（形） ：成半岛形突出成三面下坡的高地。
山坳（形） ：三面为上坡所围成，中央成凹形的地形。
坪台（形） ：位于山顶平坦部分称为坪高位地段上，范围较大的平缓地区亦称坪山腰较平部分称台。
峡谷（形） ：两侧为上坡的山坡，所夹的谷地部分。
盆地（形）：四面被上坡所围的中央下凹的低地。
山垭（形）：由两侧为隆起的山丘或山岭所组成的高－低－高地形，宛如一口形，称垭口。
二、地形的类型
1.平坦地形
平坦地形视野开阔，最为简明和稳定；
平坦地形本身难以形成私密空间（围合空间）的限制，需要其他因素的帮助；
平坦地形本身存在一种对水平面的协调，能使水平线和水平造型成为协调要素，很自然地与外部环境融合；
任何一种垂直线型的元素，在平坦地形上都会成为一突出元素，并成为视线的焦点；
平坦地形具有多方向延伸的特性。
2.凸地形
凸地形具有动态感和进行感，最具抗拒重力而代表权力和力量的元素；
凸地形本身在景观中可作为焦点物或具有支配的地位的要素；
在凸地形的顶端焦点布置其他要素，可以显著强化焦点效应；
凸地形提供了视野的外向性；
3.山脊
山脊具有导向性和动势性，具有猎取视线并沿其长度引导视线的能力；
山脊可以充当分隔物。
4.凹地形
凹地形是具由内向性和不受外界干扰的空间；
凹地形通常给人分割感、封闭感和私密感；
凹地形具由封闭感和内倾感，是理想的表演舞台场地；
凹地形具有宜人的小气候，但比较潮湿.
5.谷地
谷地具有方向性；
谷地提供开敞空间，适合景观中的任何运动；
三、地形的作用
地形在造园中的功能作用是多方面的，概括起来，一般有骨架作用、空间作用、景观作用和工程作用等几个主要方面。
1. 骨架作用
地形是构成园林景观的骨架，是园林中所有景观元素与设施的载体，它为园林中其它景观要素提供了赖以存在的基面。
作为各种造园要素的依托基础，地形对其它各种造园要素的安排与设置有着较大的影响和限制。
▲英国 Stowe 风景公园中的地形的起状变化，增添了景观的观赏性
▲日本 Site of Reversible Destinies 将现代派的艺术观念 运用在园林造景中，并通过地形完美地表现出来
2. 空间作用
地形具有构成不同形状、不同特点园林空间的作用。园林空间的形成，是由地形因素直接制约着的。地块的平面形状如何，园林空间在水平方向上的形状也如何。地块在竖向上有什么变化，空间的立面形式也就会发生相应的变化。
▲当视场为45°时，空间达到封闭感。
▲美国J?Fritz 酒厂外的木板式挡土墙。
▲英国 Suffolk Heveningham Hall 覆盖斜坡作台阶式处理，既保持了水土，又在规律中尽显自然的美感。
▲下凹式小舞台，周围的台阶式坡地可作为看台。
▲西班牙马德里Real宫的庭园利用地形的渐次上升，营造出富有节奏的情趣，使主体建筑愈加显得高大。
3.景观作用
景观作用包括背景作用和造景作用两个方面。作为造园诸要素的底界面，地形还承担了背景角色 。地形还具有许多潜在的视觉特性，对地形可以进行改造和组合，以形成不同的形状，产生不同的视觉效果。地形还具有许多潜在的视觉特性，对地形可以进行改造和组合，以形成不同的形状，产生不同的视觉效果。
▲德国慕尼黑英国园的地形突出了题建筑，并形成空间的转折与连续，其所表达出的情趣使游人留连忘返。
▲日本某公园内草山与石山的对比造景
▲荷兰阿姆斯特丹草皮地景艺术造景
▲英国Portrack Cosmic Speculation 公园中，由查理斯?詹克斯设计的台地地景艺术
▲中国台湾冬龙河黄龙广场河岸地形通过台阶式的处理成为一个理想的休憩观赏空间
▲地形的有序变化可影响人的观赏心理。英国Surrey Claremont 风景园的地形变化含蓄富有诗意
4. 工程作用
地形可以改善局部地区的小气候条件。在采光方面，为了使某一区域能够受到冬季阳光的直接照射，就应该使该区域为朝南坡向；从风的角度，为了防风，可在场所中面向冬季寒风的那一边堆积土方，可以阻挡冬季寒风。反过来，地形也可以被用来汇集和引导夏季风，在炎热地区，夏季风可以被引导穿过两高地之间所形成的谷地或洼地等，以改善通风条件，降低温度。
▲地形与风的流向
常见地形特点及等高线的表示形式
5. 地形的景观属性
1）美学特征
不同尺度中，地形都直接展示地形的美学特征及景观韵律。
许多区域因为地貌而造成当地的特征景观。
▲高山地形与平坦地形分析
▲欧洲古典园林——意大利 法国 英国
2）空间感觉
视觉封闭度、行为习惯
3）视野
4）排水
5）微气候
6）土地的功能使用
区域与城市方面
6.园林地形的分类
按规模：
大型地貌 小型地貌（小地形）、按视觉及美学特征
按造型：
A 平坦地貌
B 凸形地貌
C 山脊
D 凹形地貌
E 谷地
7.地形在园林设计中的应用
A 空间界定
B 视线控制
C 指示动线
D 视觉元素
8.地形设计中应注意的
坡度
安息角
平面线形
竖向线形
空间效果 旷 奥 开放 封闭
山有三远，自山下仰山巅谓之高远，自山前而窥山后谓之深远，自近山而望远山谓之平远。高远之色清明，深远之色重晦，平远之色有明有晦。
9.地形设计实例
艮岳
空中花园
颐和园
北海公园
法国古典园林
意大利台地园
英国风景园
现代景观设计
10.园路、广场、桥涵和其他铺装场地
1.步行道路相关标准
2.车行道路相关标准
3.场地竖向设计
a常见坡度推荐值
b地块平整
c线性平整
4.模型法
传统模型
数字模型
11.土方计算与施工
影响土方工程量的因素：
A 整个基地的总体规划与竖向设计
《园冶》：高阜可培，低方宜挖
高方欲就亭台，低凹可开池沼
B 园林建筑与地形的结合情况
C 园路选线
D 地形的规模与数量
E 土方的运输距离
F 管线布设位置与埋深
(1).土方工程量计算
(2).土方施工的基础知识
(3).土方施工
?用求体积公式进行估算：圆锥、圆台、棱锥、棱台、球缺
?断面法
A 垂直断面法
适用于带状地形单体或土方工程（如带状山体、水体、沟、堤、路堑、路槽等）的土方量计算。
V ＝ L /2*（S1+S2）
V ＝L /6*（ S1+S2+ 4S0)
B 等高面法 （水平断面法）
V＝1/2（S1+S2）*h+ 1/2（ S1+S2 ）*h+….+ 1/2（Sn-1+Sn）*h+ 1/3 Sn *h
＝[1/2(S1+Sn)+ S1+S2 +….+ Sn-1 ]*h+ 1/3 Sn *h
适用于大面积的自然山水地形的土方计算。
C 方格网法
适用于平整场地的土方计算
方格网标注位置图
步骤：
1）在附有等高线的施工现场地形图上作方格网，方格边长取决于计算精度和地形变化的复杂程度。
2）在地形图上用插入法求出各角点的原地形标高
3) 依设计意图确定各角点的设计标高
4） 比较原地形标高和设计标高，求得施工标高
5）根据零点线、施工标高计算土方
6） 绘制土方平衡表及土方调配图
12.土方施工的基本知识
土壤的工程性质
容重 ：单位体积内天然状况下的土壤重量，单位为千克每立方米
安息角：土壤自然堆积，经沉落稳定后的表面与地平面所形成的夹角，又称土壤的自然倾斜角。
土壤含水量：孔隙中水重和土壤颗粒重的比值
土壤的相对密实度
D ＝（ε 1－ ε 2 ）/ （ε 1－ ε 3）
ε 1填土在最松散情况下的孔隙比
ε 2经碾压或夯实后的孔隙比
ε 3最密实情况下的孔隙比
土壤的可松性
13.土方施工
(1).准备工作
清理场地
排水
定点放线
(2).土方施工
1）土方的挖掘
2）土方的运输
3）土方的填筑
4）土方的压实
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