韓國濟州夢想大廈低荷載屋頂花園營造

韓偉昌，秦承建，閆 凱

（1.濟南能源工程集團有限公司，山東 濟南 250101；2.中建八局第一建設(shè)有限公司，山東 濟南 250101）

0 引言

韓國濟州島是一座典型的火山島，氣候?qū)儆诖箨懶院Ｑ髿夂?，利于亞熱帶植被生長，島上植被差異化與多樣性豐富。但隨著濟州島對外開放，旅游業(yè)迅速發(fā)展，帶動了當(dāng)?shù)爻鞘薪ㄔO(shè)。城市建設(shè)的同時，不斷地蠶食原有的綠地，制約原有的城市居住和旅游業(yè)發(fā)展的有利條件。

韓國濟州夢想大廈位于濟州特別自治道濟州市老衡洞，總占地面積23300m2，其中景觀面積4900m2，是以住宿、娛樂、餐飲、博彩、免稅購物等為一體的商業(yè)綜合體。在工程建設(shè)過程中將裸露在地表的屋面頂板和景觀平臺的建筑表面營造為景觀設(shè)施——屋頂花園。狹義的屋頂花園是指在屋頂綠化的基礎(chǔ)上，把地面花園的部分設(shè)計手法應(yīng)用于屋頂上，創(chuàng)造豐富的景觀，為人們提供觀光、休息、納涼的場所[1]。廣義的屋頂花園是指在一切建筑物和構(gòu)筑物的頂部、城圍、橋梁、天臺、露臺或是大型人工假山等之上所進行的綠化裝飾及造園活動，種植樹木花卉的統(tǒng)稱[2]。

屋頂花園不僅可以增加綠化面積，還可以柔化建筑物的感官上的硬度，營造城市與自然融合的綠化空間，通過屋頂與地面的植物搭配，配合建筑物形成高低錯落的植物景觀。屋頂花園和地面景觀不同，它是以建筑物屋頂為載體且形式較為特殊的園林景觀。實際施工過程中如何實現(xiàn)低荷載為屋頂綠地施工中的關(guān)鍵。

1 屋頂花園設(shè)計方案

1.1 設(shè)計理念

設(shè)計師將象征著濟州島的漢拿山火山口和柱狀玄武巖節(jié)理海岸帶引入夢想大廈的建筑設(shè)計，2 座塔樓和1 座裙房的建筑外形象征著濟州島獨特的火山口生態(tài)基底。在景觀硬景設(shè)計中大膽的采用橘色黃金色系和灰色色系，配以靈動優(yōu)美的曲線線條，將火山巖漿噴發(fā)時流淌的橘色實體化，冷卻后形成高低層次分明、灰色沉寂的自然空間。搭配落葉花喬木和常綠喬灌木，在平面上形成了以橢圓形半開放的享受娛樂、休閑、觀景的后現(xiàn)代城市屋頂花園。

屋頂花園景觀豐富多變，在帶給消費者便捷性、舒適性及合理性的基礎(chǔ)上，還應(yīng)讓消費者能夠在游憩過程中產(chǎn)生對大自然的親密感，使之留戀忘返[3]。

1.2 屋頂布局

8 層為放射扇形，以游泳池為中心，形成島鏈狀的組合景觀。圓滑的曲線導(dǎo)引游客的游園動線和劃分景觀空間，通過以橢圓和波浪狀交替變化的按摩浴池、波浪花壇及橢圓花壇為游客提供休息和等候區(qū)域。8 層?xùn)|側(cè)塔樓處為大落地窗VIP 咖啡廳和茶點餐廳，從此處到游泳池景觀布置簡單明了通透，為游客提供望向大海的視野。8 層南側(cè)為塔樓客房，為確保客房客人居住的私密性在此處布置波浪花壇，增加屋頂花園的層次感。9 層為觀景平臺，平面上為曲折的玄武巖園路和草坪鋪裝，狹小的區(qū)域內(nèi)草坪和園路交替變化提供給觀賞者開闊的空間感。

8 層9 層欄桿為透明玻璃欄桿，其觀景平臺可提供超過270°的視野，站在觀景平臺上即可俯瞰濟州夢想大廈東南側(cè)的漢拿山和西北側(cè)的梨湖海岸，濟州夢想大廈立面和平面分別如圖1、圖2 所示。

圖1 濟州夢想大廈立面

圖2 濟州夢想大廈平面

2 屋頂花園營造存在的問題

建筑物永久荷載是指在建筑物的合理使用年限內(nèi)，其量值不隨時間而變化，或其變化值與平均值相比可以忽略不計的荷載。對于屋頂花園低荷載，我們所關(guān)注的荷載包括屋頂結(jié)構(gòu)的樓面活荷載、園建荷載、設(shè)施物荷載、綠化荷載等。在施工過程中不斷將遇到的問題進行優(yōu)化，從而將施工意圖從圖紙中落實到施工現(xiàn)場。

（1）結(jié)構(gòu)荷載問題。裙房鋼結(jié)構(gòu)實際施工過程中從1 層到8 層建筑高度累計比原設(shè)計低200mm，對后續(xù)景觀施工帶來了困難。若增加200mm 的混凝土墊層，則大大增加了建筑結(jié)構(gòu)永久荷載，給建筑物結(jié)構(gòu)安全帶來一定風(fēng)險。

（2）景觀荷載問題。屋頂綠地為高低起伏的造型綠地，其荷載大且不均衡。濟州島當(dāng)?shù)赝临|(zhì)中礫石含量較多，直接應(yīng)用當(dāng)?shù)胤N植土，考慮到降水后，飽和種植土容重將增加30%～50%，建筑物的景觀荷載將會大大增加。

3 低荷載施工重難點

（1）土方造型。濟州夢想大廈8/9 層屋面面積達2500m2，8 層屋面距離地面高度55m，土方工程量達1500m3。施工中面臨兩個問題：①施工場地內(nèi)狹小，施工分包單位眾多，如何減小地面堆土場地面積降低對總體施工進度的影響和如何降低屋面堆土高度，避免對屋面造成了過大的荷載。針對這個問題總包單位指導(dǎo)專業(yè)分包，在不影響8 層屋面施工的前提下，小批量多批次的土方進場，土方垂直運輸?shù)轿菝婧蠓稚⒍阎?，并盡早進行造型土回填施工。②樓面的承載力。屋頂綠化設(shè)計必須要考慮荷載條件，在滿足安全使用的前提下，景觀才能更有效地發(fā)揮綠化美化效果[4-5]。波浪花壇施工前總包單位與韓國景觀分包復(fù)核了該處的結(jié)構(gòu)承載力，原設(shè)計為為15kN/m2，景觀分包對填充詳圖進行了優(yōu)化并出具了結(jié)構(gòu)計算書。本地種植土天然容重為1.35t/m3，優(yōu)化后決定采用EPS 塑料泡沫底部填充U 型造型，填充厚度0.5～2m。屋面采用復(fù)合種植土，由人工土和本地種植土摻和，摻和6：4，摻和后容重為0.6t/m3。

（2）主泳池結(jié)構(gòu)高度差。主游泳池形狀為橢圓形，設(shè)計深度為1.6～2m，長軸線27.5m，短軸線17m，泳池面積360m2。施工過程中總包、設(shè)計單位、業(yè)主復(fù)核主泳池荷載后，并考慮游客的安全將泳池深度降低到了1.1～1.5m。因主泳池混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)完工，如何填充高度，并盡可能的降低荷載是施工中亟須解決的問題。

屋面因分包商施工工藝問題存在200mm 的偏差，總包中國建筑與建設(shè)單位樂天和設(shè)計單位Siaplan 協(xié)商后，決定采用泡沫混凝土和EPS 塑料泡沫解決高度差問題，與韓國本地泡沫混凝土專業(yè)分包簽訂合同后，由本地分包商實施。

4 施工工藝分析

4.1 主泳池及屋面找坡施工

（1）主泳池。因甲方設(shè)計變更原因，總包單位需將泳池深度降低500mm，但前期主泳池混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)施工完成，且為平面，主泳池完成面縱坡為1.5%，因此需要填充高度并進行初步找坡。景觀分包編制了專項施工方案，采用泡沫混凝土+EPS 泡沫塊+常規(guī)混凝土墊層進行填充找坡。

泡沫混凝土利用發(fā)泡機產(chǎn)生的泡沫，將水泥砂漿和泡沫攪拌均勻后使用天泵泵送澆筑，形成了封閉孔隙結(jié)構(gòu)，具有自重輕、強度高的特性。本次使用的泡沫混凝土其干密度為400kg/m3，抗壓強度為20MPa，澆筑厚度為200mm，養(yǎng)護完成后各項指標滿足設(shè)計要求。

EPS 是一種具有硬質(zhì)閉孔結(jié)構(gòu)的輕型高分子聚合物。在本工程中用作輕質(zhì)填料的EPS 密度為20kg/m3，強度等級為0.2MPa。且EPS 泡沫塊可根據(jù)需要進行加工，在泳池內(nèi)以臺階式進行鋪設(shè)，完成底部高差填充，最后澆筑常規(guī)低坍落度混凝土，完成初步的找坡工作。

（2）屋面找坡。本工程屋面立面設(shè)計為波浪型，分為若干的峰谷，加之前期鋼結(jié)構(gòu)施工過程中累計高差200mm。與景觀分包商協(xié)商后決定采用EPS 泡沫塊填充此部分高差并營造出臺階式地面粗造型，屋面滿鋪EPS 泡沫塊，鋪設(shè)厚度200～350mm。

4.2 波浪花壇施工

（1）排水板安裝。為保證土壤中多余水分能及時排出，在填土前安裝塑料排水板和無紡布，起到濾土排水的作用，其排水板結(jié)構(gòu)強度為0.2MPa，可承受13m 厚天然土而不失其排水作用。

（2）EPS 泡沫塊安裝。本次波浪花壇填土最深處為2.5m，最淺處1m。EPS 泡沫塊的密度遠小于天然土壤，其透水性能好，加工裁剪方便，搭建靈活，具有自重性輕、變形性小、耐久性長、不易分解等特點，既控制了屋面荷載，又滿足了景觀設(shè)計的要求，提高造景地形起伏的效率[6]。

（3）復(fù)合種植土回填。濟州島種植土采用當(dāng)?shù)厣降厝⊥翀龊细竦姆N植土，因濟州島為自然形成的火山島，其土壤內(nèi)存在10～300mm 不等的玄武巖質(zhì)礫石，進場前首先篩除超過10mm 的礫石、樹根、其他雜質(zhì)后，天然容重為1350kg/m3。濟州夢想大廈屋頂種植土采用40%種植土與60%人工土按比例混合。人工土采用珍珠巖硅酸鹽礦物質(zhì)顆粒，經(jīng)過高溫處理而成的膨脹物。質(zhì)地疏松，呈多空隙結(jié)構(gòu)（空隙度為95%左右），干容重為100kg/m3。形狀呈不規(guī)則狀顆粒。吸水量可達自身重量的2～3 倍，透水性和透氣性能好，是園藝栽培中，改良土壤的重要物質(zhì)，應(yīng)用越來越廣泛。

進場后將人工土和本地種植土按設(shè)計比例混合均勻，其干容重為0.6t/m3，經(jīng)充分吸收水分后，其濕容重可增大40%～50%，其平均濕容重為0.9t/m3。配制復(fù)合種植土?xí)r宜加入適應(yīng)的有機肥，添加的劑量應(yīng)以植物生長發(fā)育的需要為準，并確定配合比，配制后的復(fù)合種植土飽和水容重不得超過屋頂承載的上限。改良后的種植土容重為600kg/m3，較改良前重量降低了125%，極大的減輕了屋頂結(jié)構(gòu)層的荷載。

4.3 植物栽植施工

樹木入場前首先邀請監(jiān)理工程師去農(nóng)場驗收本工程需要的喬木、灌木和地被植物等，觀察植物的特性，測量其胸徑、高度后，確認滿足設(shè)計要求后，從農(nóng)場內(nèi)開挖已選定的樹木并運至施工現(xiàn)場。在栽植前首先對樹木進行修剪，在滿足樹木存活率的指標下保持樹形的美觀。

在屋頂綠化植物施工時應(yīng)注意以下5 點：①喬灌木的栽植宜根據(jù)植物的習(xí)性在冬季休眠期前進行，考慮到北方冬季較為寒冷，移植前應(yīng)使用草繩纏繞樹干避免凍傷苗木。②喬灌木移植帶土球的樹木入穴前，應(yīng)裁剪枝葉或包裹遮陽網(wǎng)，并剝除樹球爛根和纏繞物，提高存活率。③樹體遭受機械損傷的樹木傷口，應(yīng)視傷口的大小，涂抹傷口保護劑避免進一步腐爛，當(dāng)樹皮遭受大面積創(chuàng)傷時，應(yīng)使用黃泥+殺菌藥混合后的泥漿涂抹并使用白色塑料膜進行包裹。④喬灌木在非休眠期移植時，需輸營養(yǎng)液，一般輸液0.5～1 個月即停，施工時對小土球、散球、運輸時間較長、病弱樹等問題苗，貴重苗木、山地苗及反季節(jié)種植的苗木等輸液時間增加1 倍。⑤施工期間需安排專人負責(zé)養(yǎng)護工作，定期檢查苗木長勢、水分及支撐情況，水分不足需及時安排澆水，支撐松動的需加固，如有死苗則及時進行替換。

4.4 快速排水

濟州島內(nèi)夏季多臺風(fēng)，臺風(fēng)季節(jié)小時暴雨強度超100mm，屋面面積為2500m2，1h 內(nèi)可累計降水量達250m3。如何在短時間內(nèi)排空屋面、主泳池和波浪花壇內(nèi)多余的降水量，避免局部產(chǎn)生過大荷載。屋面排水采用雨污分流，前期雨水通過虹吸雨水管道排至市政污水管網(wǎng)，后期潔凈雨水蓄滯在地下6 層的儲水池中，作為灌溉用水重復(fù)利用。對于屋面排水，我們采取了如下的方案。

（1）泳池排水。地下2 層設(shè)置有中央控制區(qū)，與韓國氣象廳聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)預(yù)報將有臺風(fēng)登陸/過境或48h 內(nèi)會有強度較高的降水時，泳池水會排至地下6 層泳池水循環(huán)水池內(nèi)，降水后泳池積蓄雨水將被排至市政污水管網(wǎng)。

（2）坡面雙向排水景觀。8 層屋面在施工前，根據(jù)設(shè)計意圖，對地面排水坡度進行了優(yōu)化，在立面上設(shè)計了波浪型的曲線鋪裝，確保地面橫向排水坡度均大于1%，在溝谷處設(shè)置了5 條單縫線性排水暗溝與100 余個虹吸雨水口形成了強大的雨排水系統(tǒng)，快速的排空地面的雨水，避免形成死水區(qū)。

5 結(jié)語

屋頂花園作為城市發(fā)展建設(shè)的一抹新綠，逐漸拓展為園林景觀行業(yè)的新貴，是城市園林景觀的重要組成部分。韓國濟州夢想大廈作為中國建筑企業(yè)在發(fā)達國家建造的商業(yè)綜合體的典型，其屋頂花園的營造對國內(nèi)園林景觀的設(shè)計和建造具有借鑒意義，不僅改善了生態(tài)環(huán)境，提高了商業(yè)價值，更為消費者提供了新的消費體驗的場景。屋頂花園低荷載設(shè)計與建造亟待規(guī)范并應(yīng)用推廣，助力城市綠色空間的發(fā)展，為城市注入新的動能。