高海拔森林环境中的民居施工

丁俊涛 韦人杰

上海建工七建集团有限公司 上海 200050

某偏远地区小康示范村是援助西藏地区建设的重点项目之一，该工程建设旨在助力高海拔农牧民扶贫搬迁，改善居民生活条件，致力于将项目打造成住房生态、生活便捷、山水文化、特色鲜明的现代生活区，通过采用落地化的施工技术和精细化的资源信息统筹，体现高标准的建设速度、管理水平和质量要求[1-2]。

1 工程概况

某高海拔地区小康村项目位于西藏自治区日喀则市某县原始森林地带，场地四周环山，东邻河道，西邻某公路。本工程占地面积25 426 m2，总建筑面积6 556.6 m2。项目主要由28栋单体住宅（其中1套为教师宿舍），游客服务中心、文化中心、幼儿园、派出所、村委会、卫生室及小学教学点等配套公建组成。本工程28户民居住宅结构设计采用“筏板基础＋冷弯薄壁型钢体系”，2栋公共建筑则采用“杯型筏板基础＋重钢框架体系”。

2 项目建设特点、难点分析

2.1 项目地理位置偏远，水电、通信配套落后，规划与施工存在极大难度

1）拟建地点三面环山，东邻河道，总体上地势由北向南、由西向东呈缓坡形式降低，地表相对高程一般为2 072.78～2 088.75 m，南北侧相对高差约24.07 m，场内地质条件以块石、卵石为主要分布，地基密实度较差（图1）。

图1 项目踏勘实景

2）建设地点周边无给水、排水、电力、通信等配套设施，红线外道路建设尚不成熟，资源组织调配和安全文明施工落地难度大，建设过程非常棘手。

3）建设地点位于边远地区，相关水文、地质、气象成果尚不成熟，需要在各种未知的环境条件下，确保防水、防潮、保温、隔声、节能环保等各类用户体验功能，兼顾项目紧凑的施工周期，打造示范性的藏式风情的小康村。

2.2 环境因素不稳定，地质灾害现象频发

本工程所处原始森林地带，每逢冰雪融化初期和雨季，伴随河水水位频繁剧烈的增减和冲刷，项目建设唯一主干公路沿途频繁出现山体滑坡、泥石流、道路塌陷等地质灾害现象。在这种特殊环境下，要全力推进项目建设，不仅要做好红线内的安全生产管理，还需时刻关注红线外的一切事故诱因和动向，同时要周全地策划应急响应预案，充分落实救援应急物资（图2）。

图2 孤石滑坡实景

2.3 房型要求、景观绿化、产业支撑等多方面需要深入调研

本工程为EPC总承包项目，工程规划初期所面临的最大难题是对西藏自治区的建设标准、藏族群众的生活习性及如何支撑当地特色产业建设等方面较陌生，房型要求、景观绿化、产业支撑等多方面需系统排摸和深入调研。

3 用户反馈式深入调研

实施过程中，通过成立专项调研小组，深入藏族群众家中，进行“体验式”的入户调研，明确住户的相应需求，采集住户的各种生活细节，坚持“宜农则农、宜牧则牧、宜游则游”的建设理念，依托各地资源禀赋和边境地区自身实际发展的特色优势产业，以产业建设共同推动融合发展。户型与建筑功能方面，提前绘制户型图，通过深入上百户拟搬迁的藏族群众家庭，对各住户的实际需求和意见形成如下成果：

1）厕所可以采用水厕，并配置马桶。淋浴间内洗澡设备均需要设置。二楼可不布置厕所。

2）厨房一般使用煤气罐。

3）餐厅、客厅倾向藏式风格，其余可倾向汉式风格。

4）阳台、院子、阁楼、屋面等布置均合适。

5）院子入口希望足够宽阔，可供车辆驶入。

6）炉子及空调等采暖设备可预留管线洞口，后续由居民自行安装。

7）墙面有足够承载力，可以挂装饰物件。

8）一楼地面采用瓷砖，二楼地面采用木地板。

9）阳台需有足够的采光，可不布置阳光棚。

10）围墙建议2 m高，对饰面无特殊要求。

藏式元素方面，专项小组通过调研走访某县各乡镇的本土建筑特点，确定以藏红色、乳白色及深黄色等三个主要色调作为建筑外观的基调。之所以以此三种颜色为主色调，离不开历史人文和宗教信仰对西藏人民长久的影响，如象征着吉祥如意的白色、象征着庄严的红色，往往作为建筑的底色展现，而黄色则常常以辅助色，出现在屋檐、窗檐及各种花纹线条之上；而在取材方面，本土较老旧的藏式建筑用材大多就地取材，选用原石、砖瓦砌筑而成，其外观表现陈旧，抗震、保温、防水等性能较差，却极具藏式风格；而近代建成的藏式建筑，往往采用混凝土现浇和真石漆的形式，经高原地区强烈的紫外线长期照射，建筑外观多处出现开裂、脱皮等通病，后续呈现效果不佳。专项小组通过对建筑色彩、取材用料等方面的优、劣势对比，形成较有成效的数据资料，为后续的建筑结构体系比选作了重要铺垫（图3）。

图3 某乡镇建筑外立面取景

景观绿化方面，按照“由近及远”的考察调研路线，首先排摸拟建地点周边原始森林内生长的植物绿化。经实地踏勘和考察发现，拟建场地周边原始森林内遍布较多云杉、冷杉等松科类乔木，其主要特点在于拥有较强的耐阴性和耐寒性。森林更深处则发现较多侧柏、圆柏等针叶植物，此类植物通常全年常青，结球果并具针状叶以适应高原地区大幅度气候温差的变化，通过汇总归纳这些植物的特征特性，作为此次绿化工程苗木品种选取的根基。后前往拉萨、日喀则等市级地区的各大苗木市场考察苗木的品种、品相及供应能力，结合县域本土特色优势苗木树种，最终形成景观提升改造方案。

经对西藏自治区各大绿化市场的资源情况排摸，诸如金叶榆、白榆等榆科类落叶乔木，香花槐、红叶紫叶李等蔷薇科落叶乔木，柳树等杨柳科植物均可用于小康村项目建设，此类植物均属耐寒、耐阴且适应性较强的品种，但因本土苗木市场普遍不具备冠径、胸径、高度达标的绿植，故从内地市场，如四川、重庆、西安等就近地区采购运输至现场培育，而诸如冷杉、云杉、侧柏、圆柏等松科类、针叶类苗木，则可从本土市场采购（图4）。

图4 项目建成实景

4 结构体系技术经济比选

4.1 基础结构比选

本工程所处地质环境是以第四系全新统冲洪积成因的卵石层构成，岩性组成为漂石、卵石、块石、碎石、角砾以及少量砂质粉土、中细砂土，地质特征主要表现为地基承载力高，但压实度不足，且该区位环境处于地震高发地带，故基础结构形式的整体稳定性成为重点关注的要素。

通过对常见几种基础形式（条形基础、筏板基础、独立基础）的分析，具体从施工周期、施工工艺、结构安全稳定性及成本投入等几个维度进行比选，最终确认适宜本工程住宅和公建单体的基础结构（表1）。

表1 3种常见基础形式对比

通过比选发现，整浇筏板基础在环境适应性、稳定性、施工周期、施工工艺和成本方面，均优于条形基础和独立基础，尤其在此类密实度较差的地质条件下，筏板基础的整体稳定性成为了比选的重点。通过计算分析筏板基础的结构周期、振型方向以及位移比，进一步证明了筏板基础的可行性和优越性。

4.2 杯型筏板基础的模板安拆工艺

本工程创新设计了新型杯口模板安装装置，所要解决的技术问题在于通过对杯口部位模板水平向与垂直向的有效限位，精确控制杯口基础的混凝土施工质量。

1）水平方向限位。利用2根木楞与杯口模板连接为一体，形成类似“轿子”状的模板装置，通过对木楞的固定防止浇筑过程杯口模板的水平位移；同时，木楞两侧设置钢筋固定限位（图5）。

图5 水平方向限位示意

2）垂直方向限位。杯口模板底部设置马凳筋，以控制杯口模板的插入深度，并可根据实际情况于木楞上堆积适当荷载，避免混凝土浇筑时模板上浮（图6）。

图6 垂直方向限位示意

3）整体脱模装置与方式。杯口模板外包裹钢筋笼，贯穿杯口顶部并与模板连接。钢筋笼有利于杯口模板脱模时的均匀受力，可将杯口模板整体脱离混凝土，保障杯口模板不受损坏。而拆模时可在杯口上方搭设简易三角支撑架，通过拆模支架上的手扳葫芦将钢筋笼和杯口模板拉起，实现整体脱离混凝土（图7）。

图7 杯口模板拆除示意

4.3 上部结构比选

本工程通过结构体系比选，综合考量各体系在工期、成本、装配率、抗震性能、环境适应性等维度的经济技术优、劣势，最终确认住宅单体和公共建筑的结构体系。

钢结构体系在生产方式、劳动强度、工期、抗震性能等方面，具有工厂制作、现场安装、主要依靠机械、工人劳动强度大幅降低、工期短、抗震性能好等优势，而传统结构体系（砖混或钢筋混凝土）主要依靠现场直接施工，劳动强度大、工期长且较受天气影响，抗震性能也差于装配式。为此，确定采用钢结构体系，并对纯冷弯薄壁、钢框架＋冷弯薄壁、钢框架＋条板这3种钢结构装配式体系进行对比。通过对比，纯冷弯薄壁安装作业方式主要为干作业，基础形式简单、工期最短、造价较低，而钢框架＋冷弯薄壁的结构形式虽然作业方式也为干作业，但是基础形式复杂、含钢量及造价较高。而钢框架＋条板的结构形式主要为湿作业，工期较长，雨季影响大，造价比冷弯薄壁体系高。

结构比选的考量重点在于工期风险和属地建设要求的契合度。拟建地点位于原始森林地区，该地区自5月步入雨季，直至9月脱离雨季，考虑到该时间段为本工程施工的黄金阶段，若采用过多的湿作业工艺做法，必然将造成较大的工期滞后风险。同时，为契合西藏自治区关于小康村建设的要求，主张并大力推崇使用钢结构装配式建筑，故本工程舍弃传统钢筋混凝土框架结构的形式，最终确定以冷弯薄壁型钢体系作为28栋住宅单体的结构形式（图8），2栋公共建筑则采用“钢框架＋冷弯薄壁”的形式（图9），选择最合适的结构形式。

图8 住宅冷弯薄壁型钢结构体系现场施工

图9 公建钢框架体系现场施工

该工程的钢结构冷弯薄壁型钢体系在住宅建筑上的应用，属日喀则市首例。此类轻钢结构的住宅体系，结构构件、装饰面板材以及保温防水材料均可标准化、定型化生产，结构构件质量轻、质量稳定、装配率高、配套性好，十分利于背景工程所处恶劣环境下的现场拼装。

冷弯薄壁型钢体系在该工程的实际应用，也真实反映了其施工速度快的特点。经记录考察，此轻钢结构体系的施工周期较西藏自治区惯用的混凝土结构、砖混结构缩短1/3左右。在节能环保方面，住宅的钢结构部分可全部回收利用，内嵌的建筑功能性材料也可大部分回收，建筑施工以干作业为主，垃圾输出少，噪声制造低，对本工程所处的原生态环境起到了较大的保护作用。

5 结语

在高海拔且极端恶劣偏僻的环境下策划并精心组织施工，其过程是十分艰难的。小康村项目从无到有，从一片荒芜到建筑林立而起。本项目的重心在于前期对各项建设要求的整合，在于化繁为简、因地制宜地主导设计思想，在于“扎根当地，融入地方”全面地排摸和学习西藏自治区的人文历史、藏民的生活习性及各类资源市场的情况。

以内地的规划、设计、施工方式和思路来推进本项目建设，其结果往往是空洞且不具备说服力的。通过深入体验式的入户调研，真切感受拟搬迁用户的生活习性和实际需求，能够更高效、更优质地根除这一问题。本工程建设严格按照西藏自治区关于小康村建设的各项要求，紧紧围绕“保障和改善民生，推进生态文明建设，推动产业发展”等核心理念，打造宜居宜业的全国示范性小康村，以舒适的居住环境、全面的配套设施，助力高海拔地区的农牧民搬迁，让搬迁群众“住得下、能融入、可致富”。