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摘要：在煤礦采空區工程建設施工過程中，設計人員結合工程的要求，全面預測工程施工中可能出現的意外情況，之后制定科學的設計方案，將設計方案以文字和圖紙形式加以展現。在建筑設計過程中，約束與創造得以廣泛應用，其提高了建筑質量。
關鍵詞：建筑設計；約束與創造；應用
改革開發以來，我國煤礦開采蓬勃發展，開采秩序及管理較為混亂，法無序的亂采濫挖在一些礦山及其周邊留下了大量的采空區。隨著歷史的發展，一些區域曾經是采空區的區域現已成為城市的郊區或市中心，采空區成為影響城市建設與發展的主要制約因素之一，對采空區形態的研究及土地利用進行合理的調整，完善采空區建設規范，對采空區附近相關設施進行改善，以提供采空區的利用率［1］?；诓煽諈^問題的長久性及復雜性，我國對采空區的治理、規劃和建設仍處于初步階段，實際案例不足。運用大數據思維，對基礎資料進行收集、分析研究，顯的尤為重要，以山東省濟南市萊蕪區為例，采空區用地作為城市用地系統的組成部分，需要在城市整體規劃發展戰略中做明確的定位。
1項目概況
公園道1號項目位于山東省濟南市萊蕪區，項目由11棟6層多層住宅，2棟10層中高層住宅，15棟22-33層高層住宅及1棟5層幼兒園組成，項目定位為高端住宅小區，小區東側公園自然生態保護較好，空氣清新，是一塊獨具風格，風景宜人的寶地。本項目處于采空區位置，是山東省首例在采空區上建設百米高層的住宅小區。
2創造與約束之間的關系
建筑工程施工中，內外部因素均會對其產生影響。設計者需創新建筑工程方案，加強工程施工的整體效果。在建筑設計中，應以傳統建筑理念為基礎創新現代建筑設計，根據不同時期的建筑文化，科學控制建筑設計約束。同時，設計也要理清創造與約束的關系。約束對創新有促進和約束雙重作用。約束與創造的差異明顯，但內部聯系也格外緊密。為了創作出更加優秀的作品，建筑設計應進行大量的實踐和探索，推動了現代建筑的形成［2］?，F代建筑的經濟性、美觀性和實用性優勢明顯，其順應了時展的整體趨勢?，F代建筑展現了約束與創造之間的聯系。無約束就無創造，設計人員要打破思維的局限，銳意創新，從而為建筑企業創造更高的經濟效益。
3建筑設計約束
3.1項目用地的安全性論證
山東省濟南市萊蕪區公園道1號建設項目區位于原鄂莊煤礦礦區，分布有4煤和7煤采空區，建設單位委托勘察與評估單位、物探單位分別進行了擬建場區的地質災害評估、工程物探及巖土工程勘察工作；并于2016年6月16日及7月8日召開了場區采空區穩定性評價的專家論證會，與會專家提出了進一步收集和調查采空區礦區資料、合理選取空區穩定性評價參數、細化采空區變形驗算內容和過程、加強變形監測工作的建議，勘察與評估單位、物探單位根據專家意見補充完善了相關工作。根據該項目最終的巖土工程勘察報告及物探報告，結合最新規劃方案，形成專家意見：a、場地穩定性等級為基本穩定，場地工程建設適宜評價等級為基本適宜；其他場地穩定性等級為穩定，場地工程建設適宜評價等級為適宜；b、變形驗算不僅要考慮采空區對建筑物的影響，后期還有地基沉降變形累加的因素，設計過程匯總應給予足夠重視；c、萊蕪地區在采空區上進行高層住宅建設還缺乏類似工程經驗，施工及使用過程應加強變形觀測，并制定相應措施。公園道1號建設項目經過勘察與評估單位、物探單位、及我院地勘專家多輪的論證，評估工作程序符合有關技術要求，最終形成地質危險性評估報告，經專家評審，“報告”同意通過專家組評審。場地符合建設要求，需要采取一定的措施。
3.2采空區上總圖的布置
當代住宅小區的功能日漸完善，環境更加適宜，安全性逐步提高。居住與采空區相對位置不同時，則地表殘余變形值也不同，采空區邊緣的殘余變形增加較采空區的殘余變形增加量為大。建筑物體荷載布置在采空區邊緣，引起的地表殘余變形較大，而在采空區中心，由于采動充分，壓實較好，荷載引起的地表殘余變形較小。因此，在采空區上修建建筑物時，盡量避免修建在采空區邊緣提高住宅小區的安全性。公園道1號建設項目居家環境突出以人為本的理念，講究人性化與人文化，在住宅選擇過程中，不單純追求使用功能，更多考慮居住空間的安全?？紤]到以上因素，并結合采空區的位置，通過優美的環境、合理的空間、方便的出行愉悅的心情、快樂的生活，打造健康人居，塑造綠色與舒適安全的居住空間是居住小區設計的宗旨。
3.3采空區上單體平面的布置
從以上3.1條項目用地的安全性論證，我們可以得出公園道1號建設項目范圍內，采空區的覆蓋層能夠在長時間范圍內保持穩定，也就是上部建筑物的地基是穩定的，這時采空區對上部建筑的影響可以忽略不計。但實際上，采空區的地基是復雜的，也可能在建筑物的使用過程中遭受其它不利因素的影響，如地震等因素，引起場地的沉降變形。所以說建筑物仍存在一定的安全隱患，必須在設計過程中采取一定的措施。根據設計實踐經驗，采空區上部建筑的建筑處理措施主要有以下幾種：a、建筑物體型力求簡單，以矩形為宜，避免立面高低起伏；b、3層及以上建筑物單體長度以20-30米為宜，嚴格控制建筑物的長高比，單體過長應設置沉降縫；c、嚴格控制建筑物的層數和高度；d、框架結構采用完全現澆，不宜采用裝配結構［3］；本項目單體長度控制在30米左右，設置沉降縫，提高單元結構整體強度，抗震設計適當提高；多層建筑每個樓梯位之間均設置沉降縫，沉降縫之間的間距適當加大，按照200mm設計（圖1）；高層建筑結構軸線之間的距離控制在2.0米之間，沉降縫之間的間距適當加大，按照400mm設計（圖2）。萊蕪地區在采空區上進行高層住宅建設還缺乏類似工程經驗，施工及使用過程應加強變形觀測，并制定相應措施。
3.4建筑的美觀性與經濟實用性
美觀性通常指的是設計者深入研究建筑風格，基于建筑規劃要求，打造滿足人們審美需求的建筑物。設計中需結合建設方對工程的基本要求，一方面注重工程的美觀性，另一方面還應加強工程的實用性［4］。建筑物功能處理的過程中，設計人員要熟練把控空間造型技巧和色彩組合應用。這里要求設計人員具備較高的美術素養，在設計中全面考量建筑派系、施工區域的文化、社會的政治和經濟概況等多個影響因素。本項目采用Artdeco風格，使建筑的美觀性與經濟實用性有機協調（圖3）。
3.5工程現場自然條件
施工現場的自然條件涵蓋了氣候、地形地勢、植被覆蓋和空氣循環流動概況等，其也表現在了建筑設計中墻面的保溫隔熱效、防排水系統的性能、結構抗風、抗震及光照等多個方面。設計人員要在設計中全面考量以上問題，注重設計的質量。此外，施工現場的建筑功能環境，附近的交通環境和基礎設施建設概況等也是不可忽視的重要因素。
4建筑設計創造
4.1總平面規劃構造
未來城市建筑發展中，集約化居住活動是主要的發展趨勢，該方案集中了住宅、停車、社區生活服務等設施?，F代生活標準越來越高，而綠化環境成為了居住空間設計中的重要元素。設計中應以基地入口或近端的三個節點為設計核心。小區所有住宅均要以花園為中心布置，美化居住小區的環境。再者，沿軸線延伸的方向鋪地綠化，以期控制景觀的視覺效果。小區北向和西北向的道路結構應與小區的道路景觀軸線貫通，并放大軸線上的空間節點，打造開放空間，從而為居民提供高質量的服務。結合公園道1號小區的實際情況，科學配置不同類型的用地比例，確保方案切實可行，且始終堅持統一規劃、分期實施和遠近結合的原則，保證用地規劃布局的科學性及合理性。住宅布局中，需重視住宅的空間打造，采用對稱布局方式，限定住宅單體造型和空間，并全面結合用戶綠化環境設計，組建內部圍合鄰里空間，利用步行綠軸串聯群組空間，進而打造效果更加豐富且可充分體現人文氣息的居住環境。小區內的安置房位于西側，其他均為商品房。設計者可利用中心花園和環形車道，將安置房和商品房充分融合，進而提高小區住宅規劃布局的協調性。
4.2環境與立面風格創造
上世紀后期，我國科技日益進步，生存環境也發生了較大的變化，人文主義設計理念成為了人們關注的焦點，建筑環境的營造方式也隨之發生改變。建筑設計方案不僅要保證建筑布局的合理性，凸顯小區布局與人的和諧性，還需彰顯小區的意蘊和美感。設計中需利用自然山水意境和幾何構圖手法，以山水為主題，采用Artdeco建筑藝術風格，融合建筑空間、道路空間、步行空間和水體空間，打造豐富多樣且延綿不斷的空間體系。Artdeco設計風格以流暢且銳利的線條，美感較強的幾何造型及簡潔的色素，充分彰顯了造型的動感特質。在設計的過程中合理應用統一、簡單且較為抽象的幾何抽象風格，其是現代形式主義的啟盟，具有較大的影響力，表達了高層次人群的藝術追求。高層住宅修長且挺拔，高層住宅建筑主要采用黃棕色真石漆為顏料，樓層局部采用深棕灰色，展現了建筑群穩重大氣的風格，凸顯出建筑的時代感。商業主要采用棕黑色石材。設計中穿插使用了木色百葉和立面線框。多層建筑中主要采用黃棕色真石漆，樓層局部采用深棕灰色點綴。一層采用棕褐色的石材，一層采用淺棕褐色的真石漆，木色百葉和立面線框的交錯使用，展現了明亮溫馨的色彩，同時也使建筑更具生機和活力，打造了更加優美的小區環境，全面展現出小區的特色。
4.3地下室防火墻處變形縫防火做法構思
采空區是由人為挖掘或者天然地質運動在地表下面產生的“空洞”，當建筑物蓋在采空區上時，由于地下有曾經被挖空過的歷史，采空區上的建筑都比非采空區更容易造成建筑物在使用過程中產生的不均勻沉降。原有變形縫之間的構造做法為：變形縫之間填充阻火帶，面層不銹鋼蓋板飾面。由于采空區上的建筑更容易產生不均勻沉降，變形縫容易錯開，使變形縫的防火阻隔失效，導致火災時不能有效阻擋火災從一個防火分區蔓延至另一個防火分區。為此，我們針對采空區的特殊性及使用安全性設計以下做法：在兩個防火分區的變形縫位置外伸1.0米防火墻，變形縫中間填充1.0米長的防火巖棉，當采空區會出現不均勻沉降，兩道防火前相互錯開之后，由于設置了外伸1.0米防火墻，防火分區之間的變形縫還有一定的交錯空間，交錯空間內均填滿防火巖棉，變形縫的防火構造措施仍滿足防火要求，當發生火災時，變形縫仍可以有效阻擋火災從防火分區A蔓延至防火分區B。本技術方案（圖3），能有效阻擋火災防火分區之間火災的蔓延，適應采空區上建筑之間變形縫的防火做法，大大提高防火分區的安全性，能有效地把火勢控制在一定的范圍內，減少火災損失，同時也為人員安全疏散、消防撲救提供有利條件。
5結語
綜上所述，目前在建筑設計中，約束與創造得以廣泛應用，二者的應用極大地提升了建筑設計的水平，雖然采空區對建筑物的影響很大，但是只要在工程設計、施工及使用過程中分別采取可行的措施，采空區的地基的影響是可以有效消除的。在設計之初度采空區進行可靠的穩定性評價，對采空區有充分認識之后，再采取可行的設計方法。我們需在建筑設計發展中科學把控二者之間的關系，優化建筑設計方案，完善建筑布局，使采空區的影響降到最低，以此滿足社會的不斷發展對土地大量的需求。
參考文獻
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作者:王俊明 單位:福建省建筑輕紡設計院
