混凝土種植屋面改造相關(guān)技術(shù)分析

王 蕾 王 勇 李澤宇 王鈺瑩 劉佳樂

（吉林建筑科技學(xué)院， 吉林 長(zhǎng)春 130111）

水泥是構(gòu)成建筑工程實(shí)體的關(guān)鍵組成要素，通過(guò)與其它材料的混合可制得混凝土，現(xiàn)階段的水泥種類豐富，以民用建筑屋面結(jié)構(gòu)為例，為保證其具有抗裂、抗?jié)B的特性，在傳統(tǒng)方式的基礎(chǔ)上提出混凝土種植屋面的全新方案，以期彰顯出其綠色環(huán)保的特性。在應(yīng)用合適的混凝土介質(zhì)后，有助于提高屋面的綜合應(yīng)用效果。

1 工程概況

某市房山區(qū)政府第三辦公區(qū)種植屋面層高15.60m，面積約5000m2，為花園式屋頂綠化工程。根據(jù)功能需求，共規(guī)劃為4 個(gè)區(qū)域，即心語(yǔ)園、喧囂園、聆聽園和游思園，分別在各區(qū)域構(gòu)建景觀工程，以融合成兼顧質(zhì)量要求、審美要求及環(huán)保要求的綜合型活動(dòng)空間，改善建筑人居環(huán)境。

2 混凝土種植屋面的主體設(shè)計(jì)思路及具體材料

根據(jù)該工程既有建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可知其原為混凝土平屋面，在采取改造措施后使其升級(jí)為種植屋面，包含多個(gè)層次，具體有：普通防水層，3mm+3mm 厚Ⅱ型SBS 改性瀝青防水卷材，選擇此類材料的原因在于其低溫柔性較好，能夠有效抵御溫度所帶來(lái)的不良影響；保護(hù)層，以M15 水泥砂漿為原材料，層厚30mm；耐根穿刺層，以聚氯乙烯防水卷材為主，經(jīng)鋪設(shè)后成型，厚度1.5mm；排蓄水層，采用的是HDPE 排蓄水板，在屋面緊密鋪設(shè)到位，厚度20mm；過(guò)濾保濕層，采用的是規(guī)格為250g/m2的土工布材料，將其緊密鋪設(shè)至屋面上；出于最大限度降低屋面荷載的目的，摻入草炭土、珍珠巖等種植基質(zhì)，在降低自重的同時(shí)給植物的生長(zhǎng)提供充足的養(yǎng)分支持；考慮到風(fēng)力等級(jí)過(guò)高時(shí)易發(fā)生基質(zhì)被風(fēng)吹散的情況，增設(shè)KLD 屋頂綠化專用草毯，作為種植屋面改造領(lǐng)域的前沿材料，其具有保水、防風(fēng)等多重應(yīng)用效果；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣候特點(diǎn)以及基質(zhì)特性選擇植被，以具有耐干旱、抗高溫、耐寒特性的植被為主，主要為低矮地被與草坪，在此基礎(chǔ)上輔以適量小型喬木等，形成具有層次化特性的植物體系。

3 混凝土種植屋面改造的主要問(wèn)題及解決思路

根據(jù)種植屋面的實(shí)際特點(diǎn)，確定主要的問(wèn)題并提出解決思路，具體有：

（1）防排水問(wèn)題。種植屋面在強(qiáng)降雨天氣下易發(fā)生雨水大范圍聚集的現(xiàn)象，若缺乏行之有效的防排水措施，易影響植物的正常生長(zhǎng)狀況。對(duì)此，需以屋面結(jié)構(gòu)為立足點(diǎn)，配套多道防排水系統(tǒng)，提高種植屋面的水分涵養(yǎng)水平。

（2）荷載問(wèn)題。安全是混凝土種植屋面改造工作的首要追求目標(biāo)，具體需考慮到屋面結(jié)構(gòu)荷載問(wèn)題，要求土壤具有容重小、疏松透氣的特點(diǎn)；在創(chuàng)建景觀小品時(shí)，宜選擇輕型材料，并優(yōu)先將其設(shè)置在梁、柱等承重結(jié)構(gòu)的上方。

（3）抗風(fēng)問(wèn)題。因建筑高度的原因，屋面的風(fēng)力普遍高于地面，易影響到植物的正常生長(zhǎng)狀態(tài)。對(duì)此，在確保原屋面防水結(jié)構(gòu)維持完整的同時(shí)，還需考慮到構(gòu)架間的穩(wěn)定性問(wèn)題，提高整體抗風(fēng)水平。

（4）植物方面。植物在屋面環(huán)境中生長(zhǎng)時(shí)易出現(xiàn)長(zhǎng)勢(shì)偏弱甚至枯萎的問(wèn)題。對(duì)此，以現(xiàn)場(chǎng)氣候環(huán)境為立足點(diǎn)，合理選擇植物，要求其具有喜光、耐寒、抗風(fēng)、適應(yīng)能力強(qiáng)的特性。通常，草坪和花卉為優(yōu)先選取對(duì)象，在該主體上增添適量的花灌木和小喬木，以豐富植被類型。

4 混凝土種植屋面改造的施工技術(shù)

4.1 鋪設(shè)防水層

（1）基層處理。原屋面采取的是滿鋪屋面磚的方式，局部存在松動(dòng)或破損的現(xiàn)象，需將該部分清理干凈，根據(jù)磚縫的實(shí)際情況合理修補(bǔ)，以保證防水基層具有平整性與穩(wěn)定性。各轉(zhuǎn)角均設(shè)置成圓角形式，圓弧半徑至少達(dá)到50mm；基層存在灰塵或油漬時(shí)，對(duì)其做全面的清理，保證其維持潔凈的狀態(tài)；后澆帶裂縫寬度達(dá)到10mm 時(shí)，將其鑿成寬30mm、深20mm 的u 形溝槽，再清理鑿除施工期間產(chǎn)生的雜物，灑水潤(rùn)濕后噴防水劑，鋪上水泥砂漿以達(dá)到找平的效果。

（2）Ⅱ型SBS 改性瀝青防水卷材的施工?；鶎犹幚憝h(huán)節(jié)選擇的是冷底子油，在刷涂時(shí)應(yīng)保證各處具有均勻性?？紤]到陰陽(yáng)角及出屋面管根等區(qū)域易發(fā)生滲漏的情況，在處理時(shí)應(yīng)對(duì)該部分采取加強(qiáng)措施，即設(shè)置寬度至少達(dá)到500mm 的附加層，不可出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象。根據(jù)Ⅱ型SBS 改性瀝青防水卷材的特性，可采取滿粘法，長(zhǎng)邊、短邊搭接量分別設(shè)為100mm、150mm；搭接縫較為薄弱，該處應(yīng)有熔融狀瀝青溢出，以保證縫內(nèi)瀝青可填充密實(shí)；以卷材寬度為參照基準(zhǔn)，要求兩層卷材長(zhǎng)邊錯(cuò)開量達(dá)到該值的1/3 或適當(dāng)增多，短邊錯(cuò)開以1.5m 為宜。待卷材均鋪設(shè)到位后，組織蓄水試驗(yàn)，要求實(shí)際蓄水高度至少達(dá)到20mm，持續(xù)時(shí)間至少達(dá)到24h，期間不可出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。若無(wú)誤，則進(jìn)入防水保護(hù)層施工環(huán)節(jié)，否則需視實(shí)際情況正確處理。

4.2 防水保護(hù)層施工

以M15 水泥砂漿為施工材料，設(shè)置厚度為30mm 的防水層，增設(shè)防裂鋼絲網(wǎng)，表面出現(xiàn)泛漿現(xiàn)象后將其抹平，按6m×6m 的尺寸標(biāo)準(zhǔn)依次分格。

4.3 鋪設(shè)耐根穿刺層

以聚氯乙烯防水卷材為施工材料，按從低到高的順序緊密鋪設(shè)，搭接寬度至少達(dá)到100mm，在采取熱熔焊接工藝時(shí)所形成的焊接寬度應(yīng)達(dá)到60mm或更多，以保證卷材具有穩(wěn)定性。大面積焊接施工區(qū)域所用設(shè)備以自動(dòng)熱風(fēng)焊接機(jī)為宜，細(xì)部可采用手持風(fēng)焊槍。隨屋面植物的生長(zhǎng)，其根系易從女兒墻等立面結(jié)構(gòu)的側(cè)邊深入至建筑物中，因此在立面施工時(shí)需上翻300mm。

4.4 鋪設(shè)排蓄水層

以HDPE 排蓄水板為基礎(chǔ)材料設(shè)置排蓄水層，排水板環(huán)狀口朝上，通過(guò)扣合的方式將其搭接成完整且平順的整體結(jié)構(gòu)層。鋪設(shè)到位后，應(yīng)增設(shè)過(guò)濾層，目的在于避免水泥等雜物堵塞孔道的情況。

4.5 鋪設(shè)過(guò)濾層

以土工布為施工材料，鋪設(shè)到位后形成過(guò)濾層，能夠隔絕基質(zhì)，以免其進(jìn)入排蓄水層。過(guò)濾層應(yīng)設(shè)置在排蓄水層的上方，向建筑側(cè)墻面適當(dāng)延伸，保證其進(jìn)入基質(zhì)表層下方的深度達(dá)到50mm。在設(shè)置過(guò)濾層后，可在其上方鋪設(shè)操作板，以便后續(xù)施工作業(yè)可高效開展。

4.6 鋪裝園路

鋪裝施工以防腐木棧道為主體結(jié)構(gòu)，配套適量的花崗巖塊石，采用與地面鋪裝相同的方法完成園路鋪裝作業(yè)。園路具有承擔(dān)活荷載的作用，在鋪設(shè)時(shí)需要使其貫穿整個(gè)鋪面，同時(shí)宜設(shè)置在排蓄水層與過(guò)濾層間，以提高排水效率。

4.7 回填種植基質(zhì)

種植基質(zhì)可以達(dá)到穩(wěn)固植物、提供營(yíng)養(yǎng)的效果，保證植物可健康生長(zhǎng)。本項(xiàng)目中選擇的是草炭土、種植土、珍珠巖、蛭石等材料，將其按特定的比例混合于一體，形成輕質(zhì)營(yíng)養(yǎng)土，其在保水狀態(tài)下的容重約650kg/m3。該混合營(yíng)養(yǎng)土的質(zhì)地較輕，有助于增加基質(zhì)層的厚度，在部分區(qū)域其厚度可達(dá)到60cm，從而給小型喬木的種植創(chuàng)設(shè)了良好的條件，解決了因基質(zhì)厚度不足而導(dǎo)致植物種類偏少的問(wèn)題。

4.8 鋪設(shè)屋頂綠化草毯

輕質(zhì)種植基質(zhì)雖然具有較顯著的應(yīng)用效果，但其質(zhì)地較輕，在強(qiáng)風(fēng)作用下易導(dǎo)致種植于該處的植物失穩(wěn)。對(duì)此，引入屋頂綠化草毯，將其鋪設(shè)到位后可有效緩解輕質(zhì)營(yíng)養(yǎng)土所存在的缺陷，保證植被具有較高的存活率。

屋頂綠化草毯集多重細(xì)分結(jié)構(gòu)于一體，植物纖維為基底部分，還配置有定型網(wǎng)等材料，具體結(jié)構(gòu)組成如圖1 所示。

取適量屋頂綠化草毯，將其緊密鋪設(shè)在基質(zhì)層后，有助于提高抗風(fēng)及防水的能力，在固化地表、涵養(yǎng)水分等方面均具有顯著的應(yīng)用效果。在鋪設(shè)施工時(shí)，需要全面整理基層，將屋頂綠化草毯緊密鋪設(shè)到位，用專用固定釘加固，為滿足穩(wěn)定性要求，每1m2的固定釘數(shù)量應(yīng)達(dá)到1 個(gè)或更多。草毯的搭接寬度應(yīng)達(dá)到5cm 及其以上，收邊處可設(shè)置錨固溝（采取寬度和深度均為20cm 的控制標(biāo)準(zhǔn)），于該處回填原土并壓實(shí)。

4.9 栽培植被

以低矮灌木和草坪為主體植物，配套適量的小型喬木等，構(gòu)成較豐富的植物小系統(tǒng)。植物應(yīng)具有抗風(fēng)、耐高低溫、適應(yīng)性強(qiáng)等多重優(yōu)勢(shì)。在喬灌木種植工作中，需嚴(yán)格控制種植深度，較為適宜的是地上固定法或地下固定法。在草本植物種植過(guò)程中，需加強(qiáng)對(duì)根系的防護(hù)，以免因根系受損而影響植物的生長(zhǎng)狀態(tài)。高矮植物混種時(shí)，按照先高后矮的順序依次種植到位。

4.10 養(yǎng)護(hù)管理

在草坪上播種，表土5cm 應(yīng)維持濕潤(rùn)的狀態(tài)，在此條件下使幼苗生長(zhǎng)至3～5cm 且覆蓋率達(dá)到50%或更高，隨后可隨著植物的生長(zhǎng)而逐步減少澆水頻率。根據(jù)植物的生長(zhǎng)特性選擇澆水時(shí)間，較為適宜的是10 時(shí)和16 時(shí)，在陽(yáng)光照射強(qiáng)度較大時(shí)不宜噴水，否則易發(fā)生植物生理性缺水問(wèn)題，反而影響植物的正常生長(zhǎng)。

屋頂綠化草毯鋪設(shè)到位后，不可隨意揭開，以保證草坪能夠自然生長(zhǎng)。幼苗萌發(fā)過(guò)程中易滋生雜草，需由管理人員及時(shí)清理；成坪后適時(shí)修剪，使草坪維持平整狀態(tài)。正常情況下無(wú)需追肥，使植被正常生長(zhǎng)即可；若因特殊情況而需追肥時(shí)，則以氮肥為主。施肥時(shí)間也有所講究，以夏末或秋季為宜，但在秋季施肥時(shí)不宜選擇氮肥。施肥后定期澆水，以免燒苗。

5 混凝土種植屋面施工期間的注意事項(xiàng)

（1）屋面板澆筑后，采取雙面養(yǎng)護(hù)措施，有效控制混凝土與外部環(huán)境的溫度差和濕度差，以免因差值過(guò)大而出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量問(wèn)題。

（2）屋面的防滲漏水平將直接影響到建筑的整體使用效果，是屋頂花園耐久性施工中的關(guān)鍵內(nèi)容。對(duì)此，在屋面結(jié)構(gòu)層經(jīng)過(guò)28d 養(yǎng)護(hù)后，需組織至少48h 的閉水試驗(yàn)，分析屋面的抗?jié)B漏水平，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并正確處理。

（3）混凝土振搗過(guò)程中應(yīng)控制好力度，不可出現(xiàn)漏振（引發(fā)蜂窩麻面等質(zhì)量問(wèn)題）或過(guò)振（混凝土離析等）的情況。

（4）結(jié)構(gòu)層上應(yīng)設(shè)置根阻層及濾水層，前者以瀝青細(xì)石混凝土為施工材料，后者可選擇商品塑料排水板。若屋面施工的工程量較小，可選用粒徑30-50mm 的碎石，將其盲排至屋面檐溝處，此舉可達(dá)到高效排水的效果。但施工期間應(yīng)在屋面雨落管接口處預(yù)留集水井，目的在于避免土體堆積堵塞現(xiàn)象。

6 結(jié)語(yǔ)

在綠色、環(huán)保發(fā)展理念的引導(dǎo)下，城市進(jìn)程中更加注重對(duì)建筑的優(yōu)化，種植屋面成為重要的突破口，其彰顯出顯著的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，可以優(yōu)化城市景觀、改善城市環(huán)境品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)自然與人類文明產(chǎn)物的有效融合。具體至本工程中，自種植屋面改造工程竣工后，其在后續(xù)使用階段無(wú)滲漏等異常現(xiàn)象，植被生長(zhǎng)狀況良好，符合預(yù)期要求，所提的方法具有可參考價(jià)值。