地下空间上方景观营造技术初探

徐超

摘要：通过对于一个成功的案例的分析，来阐述地下空间上方景观营造中的所需要的技术，包括：地下空间顶板上方雨洪管理、轻质XPS板填充、轻质人工土回填、地埋式树木支持系统等。通过相关技术的应用，可以有效地减轻地下空间顶板的荷载，改善上方植物的生存状况，保护设施的功能性，增强景观的观赏性。

关键词：雨洪管理；轻质填充材料；人造土；地I下支撑

中图分类号：Tu923 文献标识码：A

随着城市的演进，城市内建筑物平均的容积率也在不断地攀升；承载着工作、生活、交通等多种功能的建筑物的地下空间也随之涌现。同时，为了满足人们追求绿色、健康生活的期待，大量地下空间上方被营造成了生态景观区域。这些景观区域的营造不同于普通的场地景观，需要考虑排水、阻根、荷载、减重、支撑等多个方面的要素，才能达成优良的景观效果。

笔者曾在某跨国药企园区景观建设中担任项目经理，该项目主要景观的营造均位于地下空间之上，本文将以此项目为案例分析总结地下空间上的景观营造技术。

该项目委托的业主方为一家总部位于瑞士的世界顶级医药类企业，其中国区总部园区位于上海市浦东新区的张江高科技园区地块金科路川杨河口，总占地面积为4.6万lI2，其中景观面积约为2.5万m2，其中1.8万m2的主景观区则坐落拥有三层空间的地下室顶板之上。作为医药类企业，其园区的地下分布着数个动物及病理实验室、能源中心、信息中心等功能性空间；故此对于地上景观的安全性有着非常高的要求，要求杜绝一切有可能由景观营造所产生的渗漏、超载、开裂等情况。

本项目的主景观区域的设计，由来自荷兰欧洲著名景观设计单位West 8进行操刀，在保证景观美学特征的基础上，设计之中融入了相当多的国际先进理念。通过施工团队的配合与努力，既保证了地下空间的安全性，又达成了景观效果的观赏性。

1 地下空间上方景观营造难点

目前地下空间上的景观营造。主要有几个方面的难点：

①地下空间顶板的防水层容易受到地上景观施工，或者植物根系生长而造成破坏，故而出现地下空间渗水情况；

②由于地下空间上方没有良好的排水系统，会导致雨季中回填土壤中含水量过大，导致顶板上方的景观中的植物在出现积水的隐患；

③地下空间上方的回填土壤过于沉重，影响下方地下室的结构承重；

④由于地下空间上方土壤回填埋深不足，导致传统的地上的植物支撑系统不能有效发挥作用，或打桩过深破坏防水结构。

根据这些可能出现的问题，在案例项目的施工中都采取了相应的技术措施来进行应对，以达到美观且实用的景观效果。

2 地下空间上方景观营造技术

2.1 防水阻根技术

地下空间之上对于景观最基本的一个要求就是防水与防树木根系穿刺。为了达成这一目标，园区地下空间顶板的基底施工中采用了国内少见的液体防水系统，材料则采用了德国的坚倍斯顿的坚倍耐（KEMPEROL）系统。

坚倍耐防水系统布置于许可基面之上，由下到上分别由底漆、防水液体和羊毛毡组成。作为一种液体聚酯构成防水系统，其通过液态形式施工并加入聚酯羊毛毡进行加强，适用于所有的基面轮廓，即使是复杂的节点部位以及连接部位，也可以做到与基面100%粘接，确保水无法渗透到涂膜下面。液体凝固后拥有永久性的弹性，能有效弥补裂缝，可以遮盖构造移动和因不同建筑材料膨胀程度不同而造成的微小开裂。同时涂膜具有蒸汽扩散能力，可以防止膜下积水情况。施工后的防水系统只有几毫米厚，对顶板的额外的负荷极小。

由于聚酯羊毛毡内具有铜离子，可以抑制植物根生长达到阻根效果。但是在部分地下重点区域（能源中心及病毒实验室）上方，为了达成根本性的阻断效果，施工中采用了0，3mm的紫铜板作为阻根材料铺设于防水层之上，杜绝了植物生长对于顶板的破坏。

2.2 雨洪管理技术

雨洪管理的概念起源于美国，在景观方面的应用主要是指狭义的，即结构性的BMP （Bestmanagement practicies）。主要涉及場地雨洪管理系统的物质组成，包括路面材料、储水设施、渗透系统和过滤系统等；达到对于降水（包括灌溉用水）的合理引导和利用，减少和避免场地的积水。

同时，本项目也符合我国所倡导的海绵城市的概念，即低影响开发（LID），强调通过如滞留带、雨水花园、透水铺装等低影响开发设施强化在普通降雨情况下场地雨水管理能力。同时，在恶劣的天气情况下，则采用自动化干预手段进行强制保证排水。

整个景观营造过程中，雨洪管理的概念是被系统性应用在本项目中的，措施的应用和材料的选择均围绕这个目标所展开。

地下顶板往上布置了两套雨水系统，由下往上分别为渗透系统，与雨水径流收集系统。

渗透系统布置在防水阻根层上方的碎石排水层中，由均匀钻孔的UPVC排水管包裹无纺布连接而成。整个场地内的渗透管网呈鱼骨形，由多条支管汇集到主管，主管末端有一个临时性的蓄水池，蓄水池内安装有强排泵，处理后的水排入园区周边的河道内。渗透系统其主要功能是，吸收通过透水铺装材料以及透水种植土过滤下来的雨水及灌溉水。

雨水径流收集系统，则是根据表面的铺装标高，因地势设立，利用设置在路面及绿化当中的雨水口，将降雨过程中产生的地表径流水，进行统一收集并储存在地下的中水装置当中，经过沉淀过滤后能进行循环利用。

如果园区内的降雨达到一定程度，超过了两套雨水系统叠加的排水能力，则装备了感应装置的水泵系统就会打开进行雨水强排。保证整个系统内不产生积水，不影响地下室的运作。

同时铺装材料和填充材料的选择上，也是按照高透水原则进行选材，确保雨水系统的工作顺畅。该系统竣工后已经过了数年，上海地区台风和暴雨侵袭的考验，实际效果令人满意。

2.3 轻质材料地形填充技术

构筑在园区内顶板之上景观，为了避免造型平庸和视觉单调，设计师设立了多处地形的起伏，最大高差达到了2.3米。如果按照，传统的回填方式，将有大量的原土覆盖在地下顶板之上，将极大地增加整个顶板的荷载。

为了避免这一问题，在选择造型填充材料时，设计师采用了XPS板填充材料确保了填充物减重透水、抗形变。XPS板具有以下几个特征：

①XPS板是一种以聚苯乙烯树脂或其共聚物为主要成分，添加少量添加剂，通过加热挤塑而制成的具有闭孔结构的硬质泡沫材料。

②XPS的平均比重在35kg/m3，远低于平均2. 2t/m3的回填土重量，将极大减轻顶板上的载荷。

③XPS板平均强度在300 500kPa（特殊情况下可以做到700kPa），具有良好的抗压强度，在施工中不易开裂和损坏。现场实验表明，35吨静压下，5cm厚的XPS板形变不超过2%。

④XPS板的使用性能高，一般的XPS板使用年限在60-80年，远远超过50年的建筑设计寿命。由于内层的闭孔结构。因此它具有良好的保温性（导热系数<0.03），同时具备抗湿性，不会因为在潮湿的环境中吸水形变并保持良好的保温隔热性能，

在进行填充时，施工团队没有选择加厚的XPS砌块进行完全填充；而是利用5cm后薄板进行留缝黏贴拼搭，并且在缝隙中填满了“瓜子片”细石，详见图l。

这样的做法有两种优势：

①留缝拼接可以保证在完成了相关的铺装后，这种填充方法可以有效疏通雨水和地表径流，确保让雨水可以顺利地透过铺装材料以及XPS板中的缝隙流入渗透管中，保证了地面的干爽。

②相对较为纤薄的板面厚度，可以比较顺利的堆砌成地形的走向，避免大量的切割和矫形工作，使得完成后地形更加自然饱满。

为了加强XPS版的透水能力，施工团长甚至在XPS版上部混凝土结构层中进行了开孔处理，混凝土基层上每平方米设置有九个等距直径5cm的排水孔，确保了雨水一定能够可以通过饰面砖的砖缝流入渗透管中。

在整个场地内，共使用了近7000m3的XPS板进行了地形填充。根据对于园内沉降点的持续四年的观测，目前所有XPS填充基层均稳定均一，没有形变。

2.4 人造土配比及回填技术

在园区地下空间顶板上方，还设计种植了大量的植物，这些植物所需要的土壤均由人造客土回填形成，施工单位根据相关植物种植区域进行了土壤配方的优化。根据植物类型，园区内使用的7种人工土的配方（配方参照表一）；其中的花卉（杜鹃）土的配方干重达到了惊人的0.93kg/dm3，而其湿重也仅为l.4kg/dm3。在确保植物茁壮成长的前提下，有效地降低了地下室顶板的合作。

并且为了确保土壤的质量，项目中采取了14个土壤样本，对92项指标进行的分析，使得回填的客土以符合HJ350-2007《展览会用地土壤环境质量评价标准》。

在景观营造中，施工单位采用了小包装人造土壤入场的方式进行人工回填，并制定了相应的回填规则，以确保回填的精准性。

2.5 地埋式树木支撑技术

在传统的树木种植过程之后，乔木种植完毕之后，需要进行打桩支撑。但是由于车库顶板的回填人造土质较为松软，且平均埋深较浅。传统的打桩方式非常容易破坏防水及阻根层，同时大量的地面支撑结构也会影响到完成后的景觀效果。

在本项目之的施工中采用了地埋式的树木支撑系统，来避免打桩的问题。利用地下空间顶板平整的特性，在排水层上方所有乔木种植区域，预埋了6mm直径的钢筋，以lOcm×lOcm的间隔制作成的网片作为整体的牵拉层。结构钢筋网片之上在进行人造土的堆填，通过土壤自身的重量保证网片的平整和稳定。运送到现场的树木土球按照胸径10～12倍的直径进行断根打包，通过编制可降解的帆布紧固带，将树木土球锚固在预埋钢筋网片之上。

这样的施工工艺有三个好处：

①可以避免传统制作水泥预埋桩牵拉，而破坏顶板防水结构的问题；

②不同于设置地埋土桩固定位置牵拉的方法，项目中采用了大面积的钢筋网片铺设，可以方便紧固带钩连锚固，有效地解决现场树木定位调整的问题；

③埋藏土壤中的钢筋，在树木扎根之后会缓慢锈蚀，同时会缓慢地向土壤中释放出四价的铁离子，调整土壤整体的pH，使土壤维持适合植物生长的弱酸性状态，可谓是一举三得。

3 技术应用的实际反馈

本项目的施工周期从2012年秋启动，至2015年夏季竣工，历时近三年时间，距今项目竣工也已满三年，现场维护状态良好（见图2）。

根据跟踪观察的结果来看，地下空间上方景观营造中所采用的相关技术措施，对形成优美的景观效果形成了相当有效的辅助作用，实现了设计的意图：降低防水层侵害，减轻顶板的荷载，迅速形成景观布局效果。也希望此本项目实例中的相关应用可以为业内提供一定的借鉴和参考作用。