孫曉陽，于健偉，邊 輝，唐鑫坤，王 可

(中國建筑第八工程局有限公司總承包公司，上海 201204)

1 工程概況

江蘇園博園工程主展館總建筑面積5.25萬m2，包含保留建筑改造區(qū)、新建展廳及辦公區(qū)，場地為原昆元水泥廠和銀佳白水泥廠廠址，建成于20世紀70年代。本工程保留磚砌體筒倉及廠房，通過加固改造、立體式綠化設(shè)計，實現(xiàn)城市功能織補與生態(tài)修復，新建區(qū)以修復生態(tài)、創(chuàng)造綠色美好的城市新型公共綠化空間為目標，采用“輕設(shè)計、微介入”的設(shè)計策略，使破敗的工業(yè)廢墟重生為綠意盎然的現(xiàn)代園藝展館，提供富有體驗性和生態(tài)性的公共建筑，成為“永遠盛開的南京花園”，如圖1所示。施工過程中，采用高空大型種植樹池作為保留筒倉綠化種植盆，實現(xiàn)了筒倉頂部大型喬木綠化種植，極具新穎性及觀賞價值。通過采用鋼結(jié)構(gòu)種植盆施工工藝，實現(xiàn)了大型鋼結(jié)構(gòu)建筑全覆蓋式屋面綠化種植。結(jié)合設(shè)計理念、空間布局、環(huán)境因素對主展館立體式綠化喬木地被種類及種植位置進行綜合考量，確保再生花園最佳展覽效果。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)進一步提煉形成水泥廠工業(yè)遺址立體景觀綠化施工關(guān)鍵技術(shù)，為類似工程施工提供參考。

圖1 水泥廠工業(yè)遺址立體景觀綠化

2 施工重難點

1)采用大型鋼樹池作為保留筒倉屋面綠化種植盆，實現(xiàn)了磚砌體筒倉頂部大型喬木綠化種植。

2)采用聚合物砂漿對筒倉外壁進行修補，內(nèi)壁鏟除粉刷層并澆筑混凝土進行加固修復，確保筒倉及大型種植樹池結(jié)構(gòu)安全。

3)對鋼樹池支撐進行方案設(shè)計，實現(xiàn)工廠化制作、裝配化安裝，通過有限元軟件對樹池鋼支撐在各工況下的穩(wěn)定性進行分析，完成樹池鋼支撐設(shè)計和穩(wěn)定性驗算，確保樹池施工高效及安全。

4)運用鋼結(jié)構(gòu)種植盆施工工藝，實現(xiàn)大型鋼結(jié)構(gòu)建筑全覆蓋式屋面綠化種植。結(jié)合屋面不同部位，采取相應做法將種植盆與屋面系統(tǒng)穩(wěn)固連接，保證其水平度及苗木成活率。

5)對垂直綠化墻進行設(shè)計優(yōu)化，提高綠植墻成活率及耐久性，合理搭配設(shè)計綠化植被的種類及排版，確保最佳綠化效果。

3 關(guān)鍵技術(shù)及工藝

本工程工藝流程如圖2所示。

圖2 工藝流程

3.1 筒倉加固改造

筒倉磚砌體水泥罐組主體結(jié)構(gòu)為砌體結(jié)構(gòu)，主要采用磚墻承重，因年代久遠，風化破損嚴重，為滿足新的使用功能及新增大型種植樹池的需要，需對筒倉結(jié)構(gòu)進行整體加固，包括圓形筒倉內(nèi)、外壁加固等。

3.1.1筒倉內(nèi)、外壁清理修復

保留建筑筒倉側(cè)壁脫落嚴重，圈梁露筋普遍，為確保結(jié)構(gòu)安全及后期良好的展陳效果，將內(nèi)、外墻粉刷層全部鏟除清理干凈，對部分銹蝕鋼筋進行除銹、阻銹處理，在外表面用聚合物砂漿修補平整，并粘貼碳纖維布補強，最后粉刷聚合物砂漿面層作為防護層，粉刷時表面鋪設(shè)1層網(wǎng)格布，防止開裂。

3.1.2筒倉加固結(jié)構(gòu)層植筋、鋼筋綁扎

將筒倉內(nèi)壁清理至原磚砌體結(jié)構(gòu)層，并對磚砌體破損嚴重處進行修復，修復完成后在砌體內(nèi)壁新增雙層雙向鋼筋，新增鋼筋網(wǎng)與原結(jié)構(gòu)采用植筋方式連接。

3.1.3鋼模制作及安裝

筒倉尺寸不相同，圓度存在偏差，筒壁沿高度方向鋼模存在等直徑段、直徑變大段、直徑變小段，需根據(jù)截面尺寸變化合理劃分施工段，根據(jù)施工段及筒倉模型圖確定鋼模排版，并進行后場加工制作。鋼模按照每個筒倉現(xiàn)場精確尺寸完成后場制作和編號后，拖運至每個筒倉施工現(xiàn)場，完成拼裝作業(yè)。鋼模按照由下而上的空間順序分段安裝。

安裝工序完成后進行成形檢查，確定鋼模安裝精度是否達到澆筑截面尺寸要求，符合要求后進行混凝土澆筑。

3.2 樹池支撐架體系設(shè)計施工

根據(jù)立體式綠化設(shè)計，筒倉內(nèi)部靠近圓筒頂位置設(shè)置大型種植樹池，樹池由內(nèi)壁新增加固封閉鋼筋混凝土板墻與原有砌體共同承擔質(zhì)量。

筒倉罐組為砌體結(jié)構(gòu)，總高19.92m，共有10個筒，北部為4個，南部為6個，如圖3所示。

圖3 筒倉布置示意

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對樹池鋼支撐進行方案設(shè)計，采用屋架式樹池鋼支撐結(jié)構(gòu)。立柱選用H型鋼，立柱上部橫梁選用型鋼，沿立柱上部與橫梁垂直方向布置型鋼。水平桿采用方鋼，交叉支撐采用角鋼，立柱底部埋板通過埋設(shè)化學錨栓固定于平臺板上。采用Midas Gen軟件進行模擬計算，底部為鉸接節(jié)點，水平桿及交叉桿采用鉸接連接，采用釋放梁端約束的方式進行模擬，建立的模型如圖4所示。

圖4 屋架式樹池鋼支撐結(jié)構(gòu)模型

3.3 樹池安裝

樹池采用鋼結(jié)構(gòu)，考慮到土壤腐蝕性及鋼結(jié)構(gòu)銹蝕性、導熱性等因素影響，在鋼樹池底部及側(cè)壁封閉式澆筑輕集料混凝土，底部及側(cè)壁大型H型鋼共同承擔樹池及樹池內(nèi)荷載。

3.3.1底部支撐型鋼安裝

樹池底部支撐結(jié)構(gòu)采用6根型鋼，其中1根主型鋼采用通長設(shè)計，兩端均固定在新增混凝土筒壁預留孔洞及預埋件中；剩余型鋼一端固定在新增混凝土筒壁預留孔洞及預埋件中，另一端通過節(jié)點連接。

3.3.2樹池內(nèi)、外底板及側(cè)壁安裝

樹池池底及池壁采用雙層鋼板，池底沿雙向布置加勁肋，側(cè)壁沿水平方向布置環(huán)形加勁肋，池壁施工時分段吊裝焊接，然后涂刷封閉防腐漆。

3.3.3樹池內(nèi)襯混凝土施工

樹池鋼結(jié)構(gòu)施工完成后，在底部及側(cè)壁支設(shè)模板并澆筑混凝土，考慮到荷載及閉水性等因素，采用輕集料混凝土一體式澆筑。

3.4 苗木選型及搭配

筒倉種植苗木配置遵循四季常青、有景可觀的原則，選用常綠植物為主基調(diào)，采用以喬木為主，喬、灌、藤、花、草結(jié)合的復層綠化體系。考慮到筒倉頂部環(huán)境的特殊性及種植盆空間限制等因素的影響，喬木選用初期效果好、易成活、生命力頑強、營養(yǎng)成本低的品種。

種植池較筒頂平均低0.8m，考慮上人屋頂≥2.0m的凈空需求，苗木分支點高于2.5m，栽植后主冠與地面凈空≥2.2m。

根據(jù)種植環(huán)境及苗木選配原則，確定筒倉喬木及地被種植種類，其中筒倉南部邊緣3個圓筒光照通風條件好，鄰近游客主動線，且為筒倉書店主入口，綜合考慮后將植被選為桂花樹，桂花樹喜溫暖，抗逆性強，既耐高溫又耐寒，適宜栽植在通風透光的地方，在全光照下其枝葉生長茂盛，開花繁盛。所用桂花樹要求樹形叢生多桿，姿態(tài)優(yōu)美。筒倉南部內(nèi)邊側(cè)2個圓筒位于主廣場觀賞線上，搭配選種西府海棠樹，要求樹高>5.5m，冠幅>3.5m，樹形飽滿不偏冠，主冠側(cè)枝修剪后高于2.2m。北部4個圓筒為游客休憩及打卡地，選種染井吉野櫻花樹，染井吉野櫻花鮮艷亮麗，枝葉繁茂旺盛，是早春重要的觀花樹種，極具觀賞性，喜溫暖濕潤氣候環(huán)境，對土壤要求較低，根系較淺，適合種植在筒倉頂部。所用染井吉野櫻花樹要求姿態(tài)優(yōu)美，分支點高于1.8m，栽植時靠天窗一側(cè)小枝修建后高于2.5m。

筒倉頂部為上人空間，考慮到屋面綠化體系的豐富性，營造錯落自然生態(tài)綠植系統(tǒng)，搭配栽植多種地被，地被選用強調(diào)其覆蓋性、多樣性、生態(tài)性、觀賞性，具有良好的抗寒性和耐熱性。喬木底部灌木選用大葉繡球無盡夏、南天竹，地被花卉選用大父玉簪、落新婦、醉魚草、林蔭鼠尾草等，如圖5所示。

圖5 地被種植效果

3.5 苗木移栽種植

樹池施工完成后進行苗木移栽種植，主要包括：基層清理→改良種植土預鋪及處理→苗木進場吊裝→地下預埋索固定→苗木加固支撐。為提高移植苗木成活率，取苗床內(nèi)的土配制營養(yǎng)土，將配制好的營養(yǎng)土碾碎過篩后用容器袋運至現(xiàn)場。先于底部預鋪種植土至合適高度，澆水沉降，防止土壤下沉根系外露。

喬木采用穴植法帶土球方式移栽，利用汽車式起重機將喬木吊至筒倉頂樹池營養(yǎng)土栽植坑內(nèi)，吊運栽植過程中注意保持喬木完整性，不得對土球造成損傷。

通過墊土等措施對移栽喬木進行糾偏，確保垂直度。為保證移栽喬木穩(wěn)定性，防止因土體不均勻沉降、風荷載作用等因素造成傾斜或整體傾覆，采用地下預埋索固法進行根部固定，即在樹池側(cè)壁靠近底部位置各預埋2個鋼筋環(huán)，如圖6所示。

圖6 地下預埋索固法示意

3.6 新建區(qū)屋面綠化改造

為搭配“輕設(shè)計、微介入”的設(shè)計策略，使破敗的工業(yè)廢墟重生為綠意盎然的現(xiàn)代園藝展館，主展館新建辦公區(qū)展館采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，屋面采用全覆蓋式鋼花盆系統(tǒng)(見圖7)，覆蓋范圍廣，使建筑消解自身形象，無邊的綠色花園彌漫在工業(yè)遺址之上。

圖7 新建區(qū)屋面綠化示意

3.6.1檁托及檁條安裝

檁托安裝是屋面系統(tǒng)安裝的第1道工序，也是屋面施工重要工序，整個屋面坡度大部分通過檁托調(diào)節(jié)。檁托焊接在主體鋼結(jié)構(gòu)上部，根據(jù)檁距和檁條跨度確定檁托位置。

根據(jù)檁托位置，嚴格控制檁條安裝位置偏差,相鄰檁條頂面高差控制在2mm以內(nèi)，如超出偏差范圍，通過墊板調(diào)整后再固定，安裝時應盡量將相鄰檁條頂面調(diào)成一致。

3.6.2屋面底板底座安裝

壓心底板通過自攻螺釘與主檁條連接，選用鋁合金T碼為固定座，固定座安裝完成后進行全面檢查。在固定座梅花頭位置用拉線方式進行復查，對錯位、坡度不符、與屋面板不平行等進行及時調(diào)整。

3.6.3巖棉及面板安裝

巖棉除保溫節(jié)能作用外，還具有減噪作用，為保證保溫棉鋪設(shè)不受天氣影響，屋面板與保溫材料平行施工。

屋面板采用鋁鎂錳超長板結(jié)構(gòu)防水板，通過暗扣方式橫向連接，機械式咬扣方式直立鎖邊。

3.6.4屋面種植盆選用安裝

種植盆選用鋼板，噴涂金屬氟氮漆飾面，具有承載力高、強度大、耐腐蝕性強等優(yōu)點，考慮到鋼板導熱性強，夏季持續(xù)高溫天氣會對植被根部造成損害，內(nèi)部安裝相應尺寸木塑復合材料種植盒。種植盒保溫、隔熱性能好，防霉、耐候性強，且具有節(jié)能環(huán)保、使用壽命長等優(yōu)點。

屋面鋼花盆系統(tǒng)分別固定于直立鎖邊屋面上部及無直立鎖邊屋面處。鋼花盆體系不變，直接將轉(zhuǎn)接系統(tǒng)固定于主體結(jié)構(gòu)鋼梁上部。

在屋面板頂部通過螺栓連接通長的鋁合金相位器，形成多跨連續(xù)梁受力結(jié)構(gòu)。種植盆底部設(shè)置3個連接點；中部通過焊接方鋼連接在鋁合金相位器上，起支撐、調(diào)整平衡及高度作用；兩端焊接角鋼與相位器上部鋁合金掛槽及相鄰種植盆形成穩(wěn)固體系，掛槽采用5mm厚鋁合金角碼。

挑檐位置種植盆通過屋面橫向鋼檁條將荷載傳給屋面受力主鋼結(jié)構(gòu)，底部同樣設(shè)置3個連接點，通過角碼與檁條T形鋼板轉(zhuǎn)接件及相鄰種植盆連接，從中部向兩端安裝固定，確保種植盆水平度。

3.6.5苗木選型栽種

屋面種植面積大、種植盆數(shù)量多，宜選用四季常綠、成活率較高的植被，保證種植效果，減少后期更換率，綜合考慮選用闊葉麥冬進行大面積種植(見圖8)，闊葉麥冬植株叢生，根多分枝，播種及栽培管理簡單。種植土采用砂質(zhì)壤土，土面高度低于種植盆邊緣3cm，防止因雨量過大導致水土流失。

圖8 種植屋面

3.7 建筑垂直綠化改造

3.7.1筒倉垂直綠化

筒倉垂直綠化采用藤本類、攀爬類綠植，打造輕盈的建筑形象，與工業(yè)建筑的粗糙厚重產(chǎn)生強烈對比。藤本類植物選用常春藤，常春藤長勢較強，四季常綠，葉子色彩斑斕，葉形變化多樣，枝葉稀疏相間、錯落有致，可垂吊，可攀緣，栽培管理相對容易，適用于垂直綠化；攀爬類植物主要選用爬山虎。

常春藤選用精品容器苗，每株不少于3條，栽種于筒倉頂部樹池及檐口天溝位置處，花葉向建筑洞隙垂下，爬山虎種植于筒壁底部陰角位置，如圖9所示。

圖9 筒倉立體綠化種植

3.7.2新建區(qū)垂直綠化

新建區(qū)墻面垂直綠化采用模塊式種植體系，通過連接在主龍骨上的豎向及橫向通長方鋼，形成封閉種植單元，如圖10所示。

圖10 新建區(qū)垂直綠化節(jié)點

1)植物墻鋼結(jié)構(gòu)體系施工

植物墻鋼結(jié)構(gòu)體系采用熱鍍鋅方鋼龍骨，鍍鋅方鋼通過焊接連接在豎向主龍骨上，側(cè)壁連接角鋼形成U托支撐豎向種植單元。

2)模塊式種植盒施工

根據(jù)單元格尺寸制作種植盒，采用不銹鋼制作，通過鋼筋焊接在鋼骨架上，底部卡入角鋼U托內(nèi)，確保穩(wěn)定性，種植盒頂部采用活動設(shè)計，以便于種植土放置。種植盒安裝如圖11所示。

圖11 種植盒安裝示意

3)壘土及種植袋安裝

垂直綠化種植土采用蓮蓬式種植壘土，是以秸稈、棉花稈等農(nóng)林廢棄物為主要原料，根據(jù)植物生長所需的營養(yǎng)基構(gòu)造制作生產(chǎn)的固化可塑成型活性纖維營養(yǎng)土，具有固化可塑、輕量化、透氣、保濕和排水等特點。壘土于頂部開口槽放置于種植盒內(nèi)，安裝完成后通過螺栓與鋼制框架C形插口槽固定，如圖12所示。

圖12 壘土單元體

為提高植被生根及存活率，防止因根莖不牢固造成植被死亡、脫落等情況，在種植單元體外側(cè)安裝壁掛式植物袋。植物袋采用毛氈材質(zhì)，吸水性強，不易變形，袋內(nèi)孔洞設(shè)置尺寸與壘土墻一致，安裝時一一對應，確保植被根部植入壘土中。

4)綠化植被選型種植

新建區(qū)垂直綠化遵循觀賞性、生態(tài)性、多樣化原則，結(jié)合園博園展期進行植物配置，形成園博園內(nèi)“可打卡”的特色展點。在游客穿行停留建筑立面，搭配選用可多季節(jié)觀賞的品種，其中花卉主要選用大花海棠、八角金盤、千葉蘭、吊竹梅，草本類植物包括金葉苔草、腎蕨、金葉女貞、矮麥冬等，繪制垂直綠化植被排版圖，利用植物花期、葉色、芳香的變化，營造舒適的植物動態(tài)景觀，使游客感受到植物的四季變化之美。

根據(jù)排版圖對種植單元進行編號，明確壘土單元內(nèi)植被種類及種植區(qū)域，根據(jù)編號有序種植，確保立體綠化圖案完成度及成型效果，垂直綠化完成的新建區(qū)如圖13所示。

圖13 垂直綠化完成的新建區(qū)

4 質(zhì)量控制要點

1)材料和設(shè)備進場時，須嚴格把好材料驗收關(guān)。對于各類進場的材料，須按照樣品，驗收品牌、型號、規(guī)格、色澤、質(zhì)量和數(shù)量。

2)結(jié)構(gòu)因荷載反復作用、材料選擇不當、施工安裝不當?shù)纫蛩禺a(chǎn)生具有擴展性或脆斷傾向性裂紋損傷時，應設(shè)法修復。移植大樹不得有明顯的病蟲害和機械損傷，應具有較好的觀賞面，植株健壯，生長正常，移植前分期斷根、修剪，做好移植準備。

3)喬木移植前應對其生長、立地條件、周圍環(huán)境等進行調(diào)查研究，制定技術(shù)方案和安全措施。

4)雨雪天氣時，嚴禁露天焊接；4級以上風力時，焊接作業(yè)區(qū)應有擋風措施。

5)鋼構(gòu)件施焊前，應清除待焊區(qū)間及其兩端以外各50mm范圍內(nèi)的塵土、漆皮、涂料層、鐵銹及其他污垢，并打磨至露出金屬光澤。

6)各分項工程的每道施工工序，特別是隱蔽工程，須經(jīng)駐地監(jiān)理人員驗收合格后，方可進行下道工序施工。

7)加強質(zhì)量自檢工作，充分發(fā)揮內(nèi)部各級質(zhì)量檢查人員的作用，保證隱蔽工程受檢一次合格。

8)使用氣體檢測儀，監(jiān)控施工區(qū)域空氣情況，確保環(huán)境能夠滿足施工要求。

5 結(jié)語

20世紀六七十年代，為滿足生產(chǎn)生活需要，依托資源產(chǎn)地，建造了大量原材料加工廠、設(shè)備加工廠等工業(yè)廠房。工業(yè)廠房多為磚砌體結(jié)構(gòu)，建造時間早，使用年限長，建筑空間結(jié)構(gòu)難以滿足工業(yè)生產(chǎn)要求，存在安全隱患。但工業(yè)廠房承載著城市的歷史記憶，相比拆除，對其進行立體式綠化改造，并將工業(yè)遺址用途改為餐飲、住宿等，不僅可減少建筑垃圾的產(chǎn)生，還可使工業(yè)遺址保護與綠色發(fā)展理念相融合，符合國家建設(shè)節(jié)約型社會、可持續(xù)發(fā)展理念，對社會發(fā)展具有重要影響和意義。

江蘇園博園工程保留磚砌體筒倉及廠房，通過加固改造、立體式綠化設(shè)計，實現(xiàn)城市功能織補與生態(tài)修復，新建區(qū)以修復生態(tài)、創(chuàng)造綠色美好的城市新型公共綠化空間為目標，使破敗的工業(yè)廢墟重生為綠意盎然的現(xiàn)代園藝展館，在國家大力提倡工業(yè)遺址修復、人與自然和諧相處的背景下，具有廣泛的推廣應用前景。