地下空間上方景觀營造技術(shù)初探

徐超

摘要：通過對于一個成功的案例的分析，來闡述地下空間上方景觀營造中的所需要的技術(shù)，包括：地下空間頂板上方雨洪管理、輕質(zhì)XPS板填充、輕質(zhì)人工土回填、地埋式樹木支持系統(tǒng)等。通過相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，可以有效地減輕地下空間頂板的荷載，改善上方植物的生存狀況，保護(hù)設(shè)施的功能性，增強(qiáng)景觀的觀賞性。

關(guān)鍵詞：雨洪管理；輕質(zhì)填充材料；人造土；地I下支撐

中圖分類號：Tu923 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著城市的演進(jìn)，城市內(nèi)建筑物平均的容積率也在不斷地攀升；承載著工作、生活、交通等多種功能的建筑物的地下空間也隨之涌現(xiàn)。同時，為了滿足人們追求綠色、健康生活的期待，大量地下空間上方被營造成了生態(tài)景觀區(qū)域。這些景觀區(qū)域的營造不同于普通的場地景觀，需要考慮排水、阻根、荷載、減重、支撐等多個方面的要素，才能達(dá)成優(yōu)良的景觀效果。

筆者曾在某跨國藥企園區(qū)景觀建設(shè)中擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理，該項(xiàng)目主要景觀的營造均位于地下空間之上，本文將以此項(xiàng)目為案例分析總結(jié)地下空間上的景觀營造技術(shù)。

該項(xiàng)目委托的業(yè)主方為一家總部位于瑞士的世界頂級醫(yī)藥類企業(yè)，其中國區(qū)總部園區(qū)位于上海市浦東新區(qū)的張江高科技園區(qū)地塊金科路川楊河口，總占地面積為4.6萬lI2，其中景觀面積約為2.5萬m2，其中1.8萬m2的主景觀區(qū)則坐落擁有三層空間的地下室頂板之上。作為醫(yī)藥類企業(yè)，其園區(qū)的地下分布著數(shù)個動物及病理實(shí)驗(yàn)室、能源中心、信息中心等功能性空間；故此對于地上景觀的安全性有著非常高的要求，要求杜絕一切有可能由景觀營造所產(chǎn)生的滲漏、超載、開裂等情況。

本項(xiàng)目的主景觀區(qū)域的設(shè)計，由來自荷蘭歐洲著名景觀設(shè)計單位West 8進(jìn)行操刀，在保證景觀美學(xué)特征的基礎(chǔ)上，設(shè)計之中融入了相當(dāng)多的國際先進(jìn)理念。通過施工團(tuán)隊的配合與努力，既保證了地下空間的安全性，又達(dá)成了景觀效果的觀賞性。

1 地下空間上方景觀營造難點(diǎn)

目前地下空間上的景觀營造。主要有幾個方面的難點(diǎn)：

①地下空間頂板的防水層容易受到地上景觀施工，或者植物根系生長而造成破壞，故而出現(xiàn)地下空間滲水情況；

②由于地下空間上方?jīng)]有良好的排水系統(tǒng)，會導(dǎo)致雨季中回填土壤中含水量過大，導(dǎo)致頂板上方的景觀中的植物在出現(xiàn)積水的隱患；

③地下空間上方的回填土壤過于沉重，影響下方地下室的結(jié)構(gòu)承重；

④由于地下空間上方土壤回填埋深不足，導(dǎo)致傳統(tǒng)的地上的植物支撐系統(tǒng)不能有效發(fā)揮作用，或打樁過深破壞防水結(jié)構(gòu)。

根據(jù)這些可能出現(xiàn)的問題，在案例項(xiàng)目的施工中都采取了相應(yīng)的技術(shù)措施來進(jìn)行應(yīng)對，以達(dá)到美觀且實(shí)用的景觀效果。

2 地下空間上方景觀營造技術(shù)

2.1 防水阻根技術(shù)

地下空間之上對于景觀最基本的一個要求就是防水與防樹木根系穿刺。為了達(dá)成這一目標(biāo)，園區(qū)地下空間頂板的基底施工中采用了國內(nèi)少見的液體防水系統(tǒng)，材料則采用了德國的堅倍斯頓的堅倍耐（KEMPEROL）系統(tǒng)。

堅倍耐防水系統(tǒng)布置于許可基面之上，由下到上分別由底漆、防水液體和羊毛氈組成。作為一種液體聚酯構(gòu)成防水系統(tǒng)，其通過液態(tài)形式施工并加入聚酯羊毛氈進(jìn)行加強(qiáng)，適用于所有的基面輪廓，即使是復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)部位以及連接部位，也可以做到與基面100%粘接，確保水無法滲透到涂膜下面。液體凝固后擁有永久性的彈性，能有效彌補(bǔ)裂縫，可以遮蓋構(gòu)造移動和因不同建筑材料膨脹程度不同而造成的微小開裂。同時涂膜具有蒸汽擴(kuò)散能力，可以防止膜下積水情況。施工后的防水系統(tǒng)只有幾毫米厚，對頂板的額外的負(fù)荷極小。

由于聚酯羊毛氈內(nèi)具有銅離子，可以抑制植物根生長達(dá)到阻根效果。但是在部分地下重點(diǎn)區(qū)域（能源中心及病毒實(shí)驗(yàn)室）上方，為了達(dá)成根本性的阻斷效果，施工中采用了0，3mm的紫銅板作為阻根材料鋪設(shè)于防水層之上，杜絕了植物生長對于頂板的破壞。

2.2 雨洪管理技術(shù)

雨洪管理的概念起源于美國，在景觀方面的應(yīng)用主要是指狹義的，即結(jié)構(gòu)性的BMP （Bestmanagement practicies）。主要涉及場地雨洪管理系統(tǒng)的物質(zhì)組成，包括路面材料、儲水設(shè)施、滲透系統(tǒng)和過濾系統(tǒng)等；達(dá)到對于降水（包括灌溉用水）的合理引導(dǎo)和利用，減少和避免場地的積水。

同時，本項(xiàng)目也符合我國所倡導(dǎo)的海綿城市的概念，即低影響開發(fā)（LID），強(qiáng)調(diào)通過如滯留帶、雨水花園、透水鋪裝等低影響開發(fā)設(shè)施強(qiáng)化在普通降雨情況下場地雨水管理能力。同時，在惡劣的天氣情況下，則采用自動化干預(yù)手段進(jìn)行強(qiáng)制保證排水。

整個景觀營造過程中，雨洪管理的概念是被系統(tǒng)性應(yīng)用在本項(xiàng)目中的，措施的應(yīng)用和材料的選擇均圍繞這個目標(biāo)所展開。

地下頂板往上布置了兩套雨水系統(tǒng)，由下往上分別為滲透系統(tǒng)，與雨水徑流收集系統(tǒng)。

滲透系統(tǒng)布置在防水阻根層上方的碎石排水層中，由均勻鉆孔的UPVC排水管包裹無紡布連接而成。整個場地內(nèi)的滲透管網(wǎng)呈魚骨形，由多條支管匯集到主管，主管末端有一個臨時性的蓄水池，蓄水池內(nèi)安裝有強(qiáng)排泵，處理后的水排入園區(qū)周邊的河道內(nèi)。滲透系統(tǒng)其主要功能是，吸收通過透水鋪裝材料以及透水種植土過濾下來的雨水及灌溉水。

雨水徑流收集系統(tǒng)，則是根據(jù)表面的鋪裝標(biāo)高，因地勢設(shè)立，利用設(shè)置在路面及綠化當(dāng)中的雨水口，將降雨過程中產(chǎn)生的地表徑流水，進(jìn)行統(tǒng)一收集并儲存在地下的中水裝置當(dāng)中，經(jīng)過沉淀過濾后能進(jìn)行循環(huán)利用。

如果園區(qū)內(nèi)的降雨達(dá)到一定程度，超過了兩套雨水系統(tǒng)疊加的排水能力，則裝備了感應(yīng)裝置的水泵系統(tǒng)就會打開進(jìn)行雨水強(qiáng)排。保證整個系統(tǒng)內(nèi)不產(chǎn)生積水，不影響地下室的運(yùn)作。

同時鋪裝材料和填充材料的選擇上，也是按照高透水原則進(jìn)行選材，確保雨水系統(tǒng)的工作順暢。該系統(tǒng)竣工后已經(jīng)過了數(shù)年，上海地區(qū)臺風(fēng)和暴雨侵襲的考驗(yàn)，實(shí)際效果令人滿意。

2.3 輕質(zhì)材料地形填充技術(shù)

構(gòu)筑在園區(qū)內(nèi)頂板之上景觀，為了避免造型平庸和視覺單調(diào)，設(shè)計師設(shè)立了多處地形的起伏，最大高差達(dá)到了2.3米。如果按照，傳統(tǒng)的回填方式，將有大量的原土覆蓋在地下頂板之上，將極大地增加整個頂板的荷載。

為了避免這一問題，在選擇造型填充材料時，設(shè)計師采用了XPS板填充材料確保了填充物減重透水、抗形變。XPS板具有以下幾個特征：

①XPS板是一種以聚苯乙烯樹脂或其共聚物為主要成分，添加少量添加劑，通過加熱擠塑而制成的具有閉孔結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)泡沫材料。

②XPS的平均比重在35kg/m3，遠(yuǎn)低于平均2. 2t/m3的回填土重量，將極大減輕頂板上的載荷。

③XPS板平均強(qiáng)度在300 500kPa（特殊情況下可以做到700kPa），具有良好的抗壓強(qiáng)度，在施工中不易開裂和損壞?，F(xiàn)場實(shí)驗(yàn)表明，35噸靜壓下，5cm厚的XPS板形變不超過2%。

④XPS板的使用性能高，一般的XPS板使用年限在60-80年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過50年的建筑設(shè)計壽命。由于內(nèi)層的閉孔結(jié)構(gòu)。因此它具有良好的保溫性（導(dǎo)熱系數(shù)<0.03），同時具備抗?jié)裥?，不會因?yàn)樵诔睗竦沫h(huán)境中吸水形變并保持良好的保溫隔熱性能，

在進(jìn)行填充時，施工團(tuán)隊沒有選擇加厚的XPS砌塊進(jìn)行完全填充；而是利用5cm后薄板進(jìn)行留縫黏貼拼搭，并且在縫隙中填滿了“瓜子片”細(xì)石，詳見圖l。

這樣的做法有兩種優(yōu)勢：

①留縫拼接可以保證在完成了相關(guān)的鋪裝后，這種填充方法可以有效疏通雨水和地表徑流，確保讓雨水可以順利地透過鋪裝材料以及XPS板中的縫隙流入滲透管中，保證了地面的干爽。

②相對較為纖薄的板面厚度，可以比較順利的堆砌成地形的走向，避免大量的切割和矯形工作，使得完成后地形更加自然飽滿。

為了加強(qiáng)XPS版的透水能力，施工團(tuán)長甚至在XPS版上部混凝土結(jié)構(gòu)層中進(jìn)行了開孔處理，混凝土基層上每平方米設(shè)置有九個等距直徑5cm的排水孔，確保了雨水一定能夠可以通過飾面磚的磚縫流入滲透管中。

在整個場地內(nèi)，共使用了近7000m3的XPS板進(jìn)行了地形填充。根據(jù)對于園內(nèi)沉降點(diǎn)的持續(xù)四年的觀測，目前所有XPS填充基層均穩(wěn)定均一，沒有形變。

2.4 人造土配比及回填技術(shù)

在園區(qū)地下空間頂板上方，還設(shè)計種植了大量的植物，這些植物所需要的土壤均由人造客土回填形成，施工單位根據(jù)相關(guān)植物種植區(qū)域進(jìn)行了土壤配方的優(yōu)化。根據(jù)植物類型，園區(qū)內(nèi)使用的7種人工土的配方（配方參照表一）；其中的花卉（杜鵑）土的配方干重達(dá)到了驚人的0.93kg/dm3，而其濕重也僅為l.4kg/dm3。在確保植物茁壯成長的前提下，有效地降低了地下室頂板的合作。

并且為了確保土壤的質(zhì)量，項(xiàng)目中采取了14個土壤樣本，對92項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行的分析，使得回填的客土以符合HJ350-2007《展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)》。

在景觀營造中，施工單位采用了小包裝人造土壤入場的方式進(jìn)行人工回填，并制定了相應(yīng)的回填規(guī)則，以確保回填的精準(zhǔn)性。

2.5 地埋式樹木支撐技術(shù)

在傳統(tǒng)的樹木種植過程之后，喬木種植完畢之后，需要進(jìn)行打樁支撐。但是由于車庫頂板的回填人造土質(zhì)較為松軟，且平均埋深較淺。傳統(tǒng)的打樁方式非常容易破壞防水及阻根層，同時大量的地面支撐結(jié)構(gòu)也會影響到完成后的景觀效果。

在本項(xiàng)目之的施工中采用了地埋式的樹木支撐系統(tǒng)，來避免打樁的問題。利用地下空間頂板平整的特性，在排水層上方所有喬木種植區(qū)域，預(yù)埋了6mm直徑的鋼筋，以lOcm×lOcm的間隔制作成的網(wǎng)片作為整體的牽拉層。結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)片之上在進(jìn)行人造土的堆填，通過土壤自身的重量保證網(wǎng)片的平整和穩(wěn)定。運(yùn)送到現(xiàn)場的樹木土球按照胸徑10～12倍的直徑進(jìn)行斷根打包，通過編制可降解的帆布緊固帶，將樹木土球錨固在預(yù)埋鋼筋網(wǎng)片之上。

這樣的施工工藝有三個好處：

①可以避免傳統(tǒng)制作水泥預(yù)埋樁牽拉，而破壞頂板防水結(jié)構(gòu)的問題；

②不同于設(shè)置地埋土樁固定位置牽拉的方法，項(xiàng)目中采用了大面積的鋼筋網(wǎng)片鋪設(shè)，可以方便緊固帶鉤連錨固，有效地解決現(xiàn)場樹木定位調(diào)整的問題；

③埋藏土壤中的鋼筋，在樹木扎根之后會緩慢銹蝕，同時會緩慢地向土壤中釋放出四價的鐵離子，調(diào)整土壤整體的pH，使土壤維持適合植物生長的弱酸性狀態(tài)，可謂是一舉三得。

3 技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際反饋

本項(xiàng)目的施工周期從2012年秋啟動，至2015年夏季竣工，歷時近三年時間，距今項(xiàng)目竣工也已滿三年，現(xiàn)場維護(hù)狀態(tài)良好（見圖2）。

根據(jù)跟蹤觀察的結(jié)果來看，地下空間上方景觀營造中所采用的相關(guān)技術(shù)措施，對形成優(yōu)美的景觀效果形成了相當(dāng)有效的輔助作用，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計的意圖：降低防水層侵害，減輕頂板的荷載，迅速形成景觀布局效果。也希望此本項(xiàng)目實(shí)例中的相關(guān)應(yīng)用可以為業(yè)內(nèi)提供一定的借鑒和參考作用。