深坑酒店崖壁生態修復技術研究范文

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［摘要］位于上海佘山旅游度假區的世茂深坑酒店(上海佘山世茂洲際酒店)是全球首座在廢棄采石坑內依崖壁建造的五星級酒店，也是全世界海拔最低的酒店。出于安全考慮，建筑附著區內的天然崖壁采用噴射混凝土的方式進行了加固。為了使這部分崖壁與周邊自然崖壁景觀相協調，采用人工垂直綠化的方式對其進行了生態修復，取得了較好效果。

［關鍵詞］采石坑;加固;生態修復;垂直綠化;施工技術

1工程概況

上海佘山世茂洲際酒店(以下簡稱深坑酒店)位于上海市松江佘山國家級旅游度假區，是由世茂集團投資興建的全世界海拔最低的酒店，也是全球第一座建于廢棄采石坑內的建筑。酒店總占地面積10000m2，總建筑面積61087m2。主體建筑坑上裙房共3層，其中地上2層，地下1層，坑內部分水面以上14層，坑內水面以下共2層，共有客房336間。酒店主體依附在縱深達80m、坡度約80°陡峭深坑崖壁上，建筑立面風格與周邊環境自然融合，造型新穎獨特(見圖1)。由于深坑酒店依崖壁而建，考慮到自然巖體會因風吹日曬、雨水侵蝕等作用產生危巖甚至落石，會對酒店的安全運營造成影響。為消除這類安全隱患，在酒店主體結構施工之前，將300多m周長的建筑區內崖壁面植被及危巖進行了人工清除，并對清理后的巖面進行噴射混凝土加固處理。處理后的崖壁巖面與周圍自然環境極不協調，故需做生態修復處理，以呼應深坑酒店“與自然融合”的設計理念。

2崖壁生態修復思路

崖壁建筑區域內混凝土護壁厚度較小，并未對天然崖壁巖面的外形輪廓造成明顯破壞，且混凝土護壁的顏色與天然崖壁原色較相近(見圖2)，故對加固區的崖壁巖面本身無須額外進行處理。但由于護壁施工前已將崖壁天然植被全部清除，使得加固區的崖壁顯得貧瘠荒蕪，需通過人工手段進行植被恢復，使其與周圍環境相協調。

3方案確定

目前技術條件下，可通過垂直綠化種植技術實現崖壁植被修復。垂直綠化是指利用植物材料沿建筑物立面或其他構筑物表面攀附、固定、貼植、垂吊形成垂直面綠化。根據植物種植形式，垂直綠化大體可分為攀爬式、垂吊式、板槽式、模塊式、擺花式、鋪貼式、布袋式等。由于崖壁面極度不平整，上述種植形式中，異形立面適應性最好的當屬攀爬式和布袋式，考慮到攀爬式垂直綠化可供選擇的植被種類較少，且觀賞性相對較差，經研究決定采用布袋式垂直綠化技術進行崖壁生態修復。

4方案實施

4.1坑內環境檢測

由于坑內自然環境與坑上有所不同，在結構施工階段，項目部對深坑進行綜合環境質量檢測，為垂直綠化植物選型提供選擇依據，以保證垂直綠化的植物存活率。根據上海市歷史氣象記錄，分別選擇氣象數據較有代表性的11月及7月對坑內空氣質量進行檢測，檢測指標為坑上與坑內的空氣質量和照度、風速等參量。檢測儀器有GrayWolf多功能室內空氣質量檢測儀、PCC10毒害氣體檢測儀和GrayWolf/handheld3016IAQ顆粒物檢測儀，以及METRELMI6201環境質量綜合測試儀，檢測結果如表1所示。由檢測結果看，坑內與坑上的環境數據相比于風速有明顯差距，從2個月的檢測數據看，坑內平均風力隨季節變化不大，基本維持在1～2m/s(風力等級為1級)。溫度方面，坑內的平均溫度要比坑頂低1.75℃左右。CO2含量坑底比坑頂略高，但差距基本可忽略不計。坑內照度方面，朝陽的北崖壁照度與坑頂基本保持一致，南崖壁為背陽朝向，故照度較低。相對濕度坑底比坑頂略高，但差距同樣不大。故對于植物選擇來說，主要考慮光照及季節交替引起的溫度變化。另外，由于坑頂部分風力檢測數據顯示，11月本地域坑頂部位風力較強，需對種植毯的抗風性能進行針對性的優化設計。

4.2坑內風環境模擬

采用VENT風場模擬分析軟件，模擬計算深坑酒店坑上與坑內的風環境，主要分析過渡季坑上和坑內的風速、風向，結合實測數據展開分析。坑上與坑內風環境模擬分析如圖3，4所示。過渡季坑上最大風速為7.76m/s，風向為東南向;坑內最大風速為2.88m/s，風向發生了較大變化，即由坑上的東南向轉變為西北向，主要是由于坑上的風場被西面崖壁阻擋，風向發生改變，且風速降低。在東南向的酒店外弧形區域，風速最低。由圖5可看出，東南向吹來的主導風經崖壁阻擋，部分風能在坑內回旋，由于坑有近80m深，在坑中間40m高度的風速最低，接近0。坑上的風速由近7.76m/s逐步降低，在臨近酒店客房外側的風速為0.3～2.88m/s，相比于坑上的風速有大幅降低，且主要風向相反。根據上述分析，崖壁種植毯需在－40.000m至坑頂±0.000間進行重點加固，加固強度由下至上逐步加強。

4.3植物選擇

根據深坑內環境監測數據，分別對南、北兩側崖壁進行綠植選型。為了使崖壁綠化顯得更突兀有致、富有立體感，擬選用4大類植物，植物高度由高到低分別為灌木類(30～40cm)、藤本類(20～25cm)、草本類(12～25cm)、苔蘚類(高度不計)。

4.4土壤要求

布袋式垂直綠化配套土壤要求土質疏松、透氣、滲水性好，具體理化形狀要求，如表2所示。

4.5立面布置

崖壁垂直綠化布置原則如下。1)根據崖壁外貌相協調原則，盡量做到平面與凹凸面分布均勻。2)植物種植區分布密度與非建筑區域天然崖壁植被相一致，避免出現分布過密或分布過稀情況。3)兼顧植物生物習性，根據環境檢測數據合理排布。根據以上幾點布置原則，本項目設計如圖6所示。

4.6種植毯垂直綠化施工

施工“蜘蛛人”垂吊基礎→鋪設不銹鋼網片→打化學錨栓固定網片→鋪設布袋式種植毯→金屬壓條固定封邊→安裝鋪設自動灌溉網→試水試驗→放置植物→澆灌定根水→檢查驗收。根據坑內環境檢測數據及風環境模擬分析結果，深坑崖壁在部分時段會有較強的風力，故本工程采用的布袋式垂直綠化種植工藝需做特別的防風處理。此外，擬種植區域內崖壁表面高低起伏較大，不利于種植毯固定。針對上述問題，項目部與專業分包方進行多次研究討論，決定在原有工藝基礎上，在種植毯與崖壁間增設1層不銹鋼網片作為結構轉換層，不銹鋼網片材質為304不銹鋼，鋼絲直徑1mm，網眼尺寸15mm×15mm。網片通過M12化學錨栓與崖壁進行固定，根據風環境模擬數據，40m以上部分，1m2設置15個化學錨栓(局部凹陷較大處適當增加錨栓數量);40m以下部分，1m2設置9個化學錨栓(見圖7)。此外，在每塊種植毯外邊緣設置1道M形鋁質壓條，將種植毯與崖壁緊密貼合，防止側向風灌入種植毯內側，破壞固定基層。

4.7垂直綠化養護

由于本工程垂直綠化種植于縱深達50m的深坑崖壁，植物的養護難度及危險性非常大，為了便于養護同時提高作業安全性，經研究決定采用全自動智能控制澆灌系統。整套控制系統包括3套水系統控制箱、1套電系統控制箱及溫濕度傳感器等。該系統可根據溫濕度傳感器獲取的實時數據，科學合理地對不同習性的植物進行針對性澆灌，以達到全自動智能養護的效果。

5結語

由于本工程崖壁進行了噴射混凝土加固，使得其表面顯得較為貧瘠，與坑內非建筑區自然環境極不協調。本項目創新性地采用經特殊改良后的布袋式垂直綠化種植技術進行崖壁植被修復，解決了傳統布袋式垂直綠化技術無法適應極端異形立面的問題。由于坑內環境與坑上環境略有不同，為保證崖壁綠化的存活率，項目部創新性地采用環境質量檢測與風環境模擬等技術輔助進行植物選型。在后期養護方面，采用新型全自動智能澆灌系統代替人工養護，既保證了養護作業的安全性，又降低了養護成本。

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作者：葉云飛 陳計超 張婧楠 施宇冬 朱直 單位：中國建筑第八工程局有限公司