海綿城市建設(shè)實施案例探討

■ 蔡宏紅 CAI Honghong

0 引言

近年來，隨著海綿城市理念越來越深入人心，各個城市對海綿城市實施的力度也在逐步加大，相應(yīng)的城市建設(shè)工程項目實施規(guī)模亦在不斷增加。但在推進過程中，因為對海綿城市理解的偏差，某些新建住宅小區(qū)開始暴露出一些問題，例如：全地下室小區(qū)地下室頂板上方植被爛根、地下室頂板滲漏等問題較之以前有所增加。其中，固然存在自身結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量問題，但是否與海綿城市理念實施的不到位或理解偏差相關(guān)聯(lián)，如何重新梳理海綿城市相關(guān)概念，選擇合理的處理方式，使其在實施海綿城市后，最終能呈現(xiàn)較好的效果，都是值得工程技術(shù)管理者深思的問題。

1 海綿城市

地方性指導文件定義：海綿城市，是指通過加強城市規(guī)劃建設(shè)管理，充分發(fā)揮建筑、道路和綠地、水系等生態(tài)系統(tǒng)對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式。

百度百科定義：海綿城市，是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水釋放并加以利用。海綿城市建設(shè)應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先等原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護。在海綿城市建設(shè)過程中，應(yīng)統(tǒng)籌自然降水、地表水和地下水的系統(tǒng)性，協(xié)調(diào)給水、排水等水循環(huán)利用各環(huán)節(jié)，并考慮其復雜性和長期性。

大海綿和小海綿相結(jié)合的海綿城市總體控制原則，是關(guān)于水生態(tài)環(huán)境保護方面的重要措施。大海綿即利用區(qū)域內(nèi)的大小河道、湖泊等濕地，調(diào)節(jié)徑流，改善水質(zhì)，調(diào)節(jié)小氣候，保護生物多樣性的大生態(tài)平衡。小海綿即通過規(guī)劃建設(shè)雨水花園、下凹綠地、植草溝、屋頂綠化等方式，來實現(xiàn)雨水的傳輸、滲透、滯留、調(diào)蓄、凈化的綠地功能，再匯入城市內(nèi)河道及地下。

在城市建設(shè)方面，一般采用如下的海綿城市布置原則和方法：通過景觀豎向的高差布置，使雨水能夠順利通過地表徑流進入包含雨水花園、下凹綠地、植草溝等海綿設(shè)施，通過設(shè)施內(nèi)換土，使一部分雨水通過下滲至盲管排出，大部分雨水通過滯蓄層調(diào)蓄在設(shè)施內(nèi)，在48 h 內(nèi)雨水全部通過盲管下滲排出。

2 實例分析

2.1 項目概況

某江南城市住宅小區(qū)項目，住宅用地面積45 110 m2，地上計容積率建筑面積72 761.2 m2，其中，高層住宅建筑面積9 041.62 m2，小高層住宅建筑面積56 900.06 m2，多層住宅建筑面積4 351.4 m2。配套用房1 304.57 m2，住宅商業(yè)1 163.55 m2（圖1）。

圖1 總平面圖

設(shè)計基本概況：地下室頂板建筑找坡，頂板覆土1.5 m，海綿城市徑流量控制率目標為85%，面源污染消減率目標為65%，綠地率大于等于35%，集水比例為36.8%，其余蓄水在雨水花園及下凹綠地內(nèi)。

該小區(qū)基地成梯形，整個小區(qū)內(nèi)地坪較高，東側(cè)為沿街商鋪，西側(cè)、北側(cè)、南側(cè)無商鋪。

2.2 存在的典型問題

2.2.1 植被問題

植被成活率低，經(jīng)常出現(xiàn)大面積死亡，進行多次補種，效果仍然欠佳，即使成活的植物長勢也不夠豐滿。從表象上來看，植被生長不良或病態(tài)死亡（圖2）。

圖2 植物長勢欠佳

2.2.2 地下室頂板問題

2.2.2.1 地下室頂板上部綠化問題

經(jīng)調(diào)查，對于部分地下室項目，頂板上方建筑構(gòu)造不合理，導致雨水不能及時排除，地下室頂板覆土內(nèi)部及頂板面層中有大量積水（圖3、4）。

圖3 地下室頂板覆土內(nèi)積水

考慮海綿城市的設(shè)計要求，雖然有徑流量的限制，但土體內(nèi)長期有大量積水，并非是海綿城市的設(shè)計理念，植物出現(xiàn)爛根的原因主要是覆土下部滯水嚴重，無植物根須生長所需的空氣、空間和相應(yīng)的濕度。如何解決覆土內(nèi)長期大量積水成為需要探討的問題。

2.2.2.2 地下室頂板滲漏問題

圖4 地下室頂板面層內(nèi)積水

當?shù)叵率翼敯迳戏浇ㄖ?gòu)造存在缺陷時，頂板上方滯水嚴重，導致地下室頂板產(chǎn)生滲漏水問題，可采用注射法等方式進行彌補（圖5）。但該處理方式治標不治本，堵住了一處滲漏點，又會出現(xiàn)其他滲漏點。

圖5 地下室頂板滲漏

2.3 分析及擬處理辦法

2.3.1 植被方面

原海綿城市的植被需求，曾經(jīng)被理解為喜濕、水生植物，但這種認識是片面的。當然完全喜濕、水生植物采用合適的處理手法后，可以在濕地公園種植，但在全地下室的小區(qū)卻不適用。

海綿城市建設(shè)在一定程度上可以緩解雨量較大時城市內(nèi)澇的風險，但48 h 土層中的多余蓄水應(yīng)該及時排出，采用一些長時間耐旱，短時間耐濕、耐澇的植被可較合理地解決此問題。在全地下室小區(qū)，如何選擇既可以滿足小區(qū)景觀的多樣性，又有更好景觀效果的植被，可參照參考文獻[1]，其中，對植草匯水明溝、集水緩坡雨水花園（花鏡、花溪）、雨水滯留區(qū)、雨水濕地、綠色屋面的植被選擇都有較豐富的推薦，景觀設(shè)計師可以根據(jù)需要的色彩、層次，搭配選擇合適的植被。典型植被的類型如圖6～9 所示。

圖6 雨水花園

2.3.2 地下室頂板方面

一般情況下，地下室頂板上方各層面施工做法為：找坡層、找平層、防水層、保護層、過濾層、種植層（表1），此種做法造成的問題：如果施工薄弱區(qū)保護層被破環(huán)，雨水順著薄弱區(qū)滲入，直達防水層，若此時防水卷材也不完整或者在上層破壞時亦連帶受傷，土體內(nèi)的積水就會直達輕質(zhì)混凝土找坡層，此時，因地下室頂板結(jié)構(gòu)無坡度，找坡層就成了一個大的蓄水層，很容易出現(xiàn)上述找坡層內(nèi)積水問題。找坡層內(nèi)的積水長期不排出，就會出現(xiàn)圖3～5 的現(xiàn)象。如果土體內(nèi)的積水不排出，積水較多時，亦會出現(xiàn)圖2 現(xiàn)象。

表1 地下室頂板上方常規(guī)建筑做法一覽表

2.3.2.1 解決方案一

為解決上述積水問題，可采用改善找坡層和保護層用材、增設(shè)排水板的方式進行處理（表2），即把找坡層和保護層均改善為剛性材料，避免局部開裂或破損。另外，選擇合適的排水板，排水板上鋪土工網(wǎng)格及土工布，或者地下室頂板鋪100 mm 碎石過濾層，這樣就可以順著坡度排出多余水分，可以較大程度緩解地下室頂板的滲水情況。

表2 地下室頂板上方改善后建筑做法一覽表

如果地下室頂板上采用粒徑統(tǒng)一的碎石排水層，排水效果會更穩(wěn)定，亦不會因上部覆土下陷或施工缺陷擋住匯水方向，單純從設(shè)計和最終效果方面來說，該方式為優(yōu)選方案。但因受地下室頂板覆土高度及土建成本的限制，越來越多的設(shè)計院及建設(shè)單位不愿采用此種方式。故運用排水板的情況就必須加土工網(wǎng)格，否則覆土層會把土工布和排水板之間的空間壓縮，甚至壓縮至不存在，排水層就形同虛設(shè)了。同時，建議選擇排水板上凸起較高的產(chǎn)品，最好在20 mm 左右（圖10），不宜偏低，能更有效地保證排水層的暢通。這樣就可以保障暫時蓄存一部分雨水至蓄水池，又不使雨水長期滯留在地下室頂板上。

圖7 雨水花園、碎石溝（傳輸型植草溝）

圖8 植草溝

圖9 下凹式綠地

圖10 排水板、土工網(wǎng)格及土工布排列示意圖

2.3.2.2 解決方案二

采用結(jié)構(gòu)找坡方式。結(jié)構(gòu)找坡不僅省了找坡層，即使排水板出了問題，但完整的坡度仍然存在，下滲雨水可以順著坡度自然排出，一部分順著節(jié)水設(shè)施排到蓄水池，另一部分排至周邊的雨水花園、下凹綠地及植草溝等，最后，順著地下室頂板的坡度自然流向并滲透至土壤內(nèi)。結(jié)構(gòu)找坡可以進一步確保地下室頂板的排水通暢，設(shè)計院亦越來越多地采用此辦法。結(jié)構(gòu)找坡一般在1%～2%之間，當場地比較平緩，地下室找坡長度不大，高差在1 m 左右，基本不用設(shè)置變高差位置（圖11）；或者在有條件的情況下（如南北向或東西向敞開無建筑遮擋），從場地中間起坡，往兩邊找坡，也可避免設(shè)置變高差位置。但當場地標高變化較大，僅找坡會影響到地下室及地面的正常使用時，可以結(jié)合建筑總平面圖，在特殊位置設(shè)置變高差（圖12、13），景觀設(shè)計配合在特定位置做相應(yīng)場景處理。此種處理方法需要核對各種標高，并且應(yīng)注意當變高差兩側(cè)覆土厚度相差較大時，需把建筑總平面標高分區(qū)圖重疊至結(jié)構(gòu)圖上仔細核算荷載，施工單位放線支模等相應(yīng)工作亦須核算標高。

圖11 地下室頂板找坡示意圖

圖12 地下室頂板變高差示意圖

圖13 地下室底板變高差示意圖

若地下室頂板為結(jié)構(gòu)找坡，其建筑做法可在擬解決辦法一中去除找坡層，原結(jié)構(gòu)層改為“結(jié)構(gòu)找坡：防水鋼筋混凝土頂板，隨搗隨抹光”，其余不變。此種形式可增強地下室頂板整體的導水性，為其排水、頂板的防滲漏提供更有利的保證。

3 結(jié)語

要解決海綿城市建設(shè)存在的問題，首先，應(yīng)解決地表植被問題，即以氣候帶為主要依據(jù)，參考不同區(qū)域的氣候條件、地貌和土壤特點、植物區(qū)系地理分布與劃分，合理選擇植被種類，并結(jié)合設(shè)置雨水花園、植草溝、下凹綠地等措施，確保植被茂盛，排水通暢。其次，應(yīng)注重地下室頂板上方的建筑構(gòu)造，采用改善找坡層和保護層用材、增設(shè)排水板、地下室頂板結(jié)構(gòu)找坡等方式，增強頂板上方的排水能力，避免排水不暢甚至積水問題的發(fā)生。