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海绵城市建设实施案例探讨

2022-02-03蔡宏红CAIHonghong

住宅科技 2022年1期
关键词:排水板植草积水

■ 蔡宏红 CAI Honghong

0 引言

近年来,随着海绵城市理念越来越深入人心,各个城市对海绵城市实施的力度也在逐步加大,相应的城市建设工程项目实施规模亦在不断增加。但在推进过程中,因为对海绵城市理解的偏差,某些新建住宅小区开始暴露出一些问题,例如:全地下室小区地下室顶板上方植被烂根、地下室顶板渗漏等问题较之以前有所增加。其中,固然存在自身结构施工质量问题,但是否与海绵城市理念实施的不到位或理解偏差相关联,如何重新梳理海绵城市相关概念,选择合理的处理方式,使其在实施海绵城市后,最终能呈现较好的效果,都是值得工程技术管理者深思的问题。

1 海绵城市

地方性指导文件定义:海绵城市,是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,有效控制雨水径流,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。

百度百科定义:海绵城市,是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水释放并加以利用。海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。

大海绵和小海绵相结合的海绵城市总体控制原则,是关于水生态环境保护方面的重要措施。大海绵即利用区域内的大小河道、湖泊等湿地,调节径流,改善水质,调节小气候,保护生物多样性的大生态平衡。小海绵即通过规划建设雨水花园、下凹绿地、植草沟、屋顶绿化等方式,来实现雨水的传输、渗透、滞留、调蓄、净化的绿地功能,再汇入城市内河道及地下。

在城市建设方面,一般采用如下的海绵城市布置原则和方法:通过景观竖向的高差布置,使雨水能够顺利通过地表径流进入包含雨水花园、下凹绿地、植草沟等海绵设施,通过设施内换土,使一部分雨水通过下渗至盲管排出,大部分雨水通过滞蓄层调蓄在设施内,在48 h 内雨水全部通过盲管下渗排出。

2 实例分析

2.1 项目概况

某江南城市住宅小区项目,住宅用地面积45 110 m2,地上计容积率建筑面积72 761.2 m2,其中,高层住宅建筑面积9 041.62 m2,小高层住宅建筑面积56 900.06 m2,多层住宅建筑面积4 351.4 m2。配套用房1 304.57 m2,住宅商业1 163.55 m2(图1)。

图1 总平面图

设计基本概况:地下室顶板建筑找坡,顶板覆土1.5 m,海绵城市径流量控制率目标为85%,面源污染消减率目标为65%,绿地率大于等于35%,集水比例为36.8%,其余蓄水在雨水花园及下凹绿地内。

该小区基地成梯形,整个小区内地坪较高,东侧为沿街商铺,西侧、北侧、南侧无商铺。

2.2 存在的典型问题

2.2.1 植被问题

植被成活率低,经常出现大面积死亡,进行多次补种,效果仍然欠佳,即使成活的植物长势也不够丰满。从表象上来看,植被生长不良或病态死亡(图2)。

图2 植物长势欠佳

2.2.2 地下室顶板问题

2.2.2.1 地下室顶板上部绿化问题

经调查,对于部分地下室项目,顶板上方建筑构造不合理,导致雨水不能及时排除,地下室顶板覆土内部及顶板面层中有大量积水(图3、4)。

图3 地下室顶板覆土内积水

考虑海绵城市的设计要求,虽然有径流量的限制,但土体内长期有大量积水,并非是海绵城市的设计理念,植物出现烂根的原因主要是覆土下部滞水严重,无植物根须生长所需的空气、空间和相应的湿度。如何解决覆土内长期大量积水成为需要探讨的问题。

2.2.2.2 地下室顶板渗漏问题

图4 地下室顶板面层内积水

当地下室顶板上方建筑构造存在缺陷时,顶板上方滞水严重,导致地下室顶板产生渗漏水问题,可采用注射法等方式进行弥补(图5)。但该处理方式治标不治本,堵住了一处渗漏点,又会出现其他渗漏点。

图5 地下室顶板渗漏

2.3 分析及拟处理办法

2.3.1 植被方面

原海绵城市的植被需求,曾经被理解为喜湿、水生植物,但这种认识是片面的。当然完全喜湿、水生植物采用合适的处理手法后,可以在湿地公园种植,但在全地下室的小区却不适用。

海绵城市建设在一定程度上可以缓解雨量较大时城市内涝的风险,但48 h 土层中的多余蓄水应该及时排出,采用一些长时间耐旱,短时间耐湿、耐涝的植被可较合理地解决此问题。在全地下室小区,如何选择既可以满足小区景观的多样性,又有更好景观效果的植被,可参照参考文献[1],其中,对植草汇水明沟、集水缓坡雨水花园(花镜、花溪)、雨水滞留区、雨水湿地、绿色屋面的植被选择都有较丰富的推荐,景观设计师可以根据需要的色彩、层次,搭配选择合适的植被。典型植被的类型如图6~9 所示。

图6 雨水花园

2.3.2 地下室顶板方面

一般情况下,地下室顶板上方各层面施工做法为:找坡层、找平层、防水层、保护层、过滤层、种植层(表1),此种做法造成的问题:如果施工薄弱区保护层被破环,雨水顺着薄弱区渗入,直达防水层,若此时防水卷材也不完整或者在上层破坏时亦连带受伤,土体内的积水就会直达轻质混凝土找坡层,此时,因地下室顶板结构无坡度,找坡层就成了一个大的蓄水层,很容易出现上述找坡层内积水问题。找坡层内的积水长期不排出,就会出现图3~5 的现象。如果土体内的积水不排出,积水较多时,亦会出现图2 现象。

表1 地下室顶板上方常规建筑做法一览表

2.3.2.1 解决方案一

为解决上述积水问题,可采用改善找坡层和保护层用材、增设排水板的方式进行处理(表2),即把找坡层和保护层均改善为刚性材料,避免局部开裂或破损。另外,选择合适的排水板,排水板上铺土工网格及土工布,或者地下室顶板铺100 mm 碎石过滤层,这样就可以顺着坡度排出多余水分,可以较大程度缓解地下室顶板的渗水情况。

表2 地下室顶板上方改善后建筑做法一览表

如果地下室顶板上采用粒径统一的碎石排水层,排水效果会更稳定,亦不会因上部覆土下陷或施工缺陷挡住汇水方向,单纯从设计和最终效果方面来说,该方式为优选方案。但因受地下室顶板覆土高度及土建成本的限制,越来越多的设计院及建设单位不愿采用此种方式。故运用排水板的情况就必须加土工网格,否则覆土层会把土工布和排水板之间的空间压缩,甚至压缩至不存在,排水层就形同虚设了。同时,建议选择排水板上凸起较高的产品,最好在20 mm 左右(图10),不宜偏低,能更有效地保证排水层的畅通。这样就可以保障暂时蓄存一部分雨水至蓄水池,又不使雨水长期滞留在地下室顶板上。

图7 雨水花园、碎石沟(传输型植草沟)

图8 植草沟

图9 下凹式绿地

图10 排水板、土工网格及土工布排列示意图

2.3.2.2 解决方案二

采用结构找坡方式。结构找坡不仅省了找坡层,即使排水板出了问题,但完整的坡度仍然存在,下渗雨水可以顺着坡度自然排出,一部分顺着节水设施排到蓄水池,另一部分排至周边的雨水花园、下凹绿地及植草沟等,最后,顺着地下室顶板的坡度自然流向并渗透至土壤内。结构找坡可以进一步确保地下室顶板的排水通畅,设计院亦越来越多地采用此办法。结构找坡一般在1%~2%之间,当场地比较平缓,地下室找坡长度不大,高差在1 m 左右,基本不用设置变高差位置(图11);或者在有条件的情况下(如南北向或东西向敞开无建筑遮挡),从场地中间起坡,往两边找坡,也可避免设置变高差位置。但当场地标高变化较大,仅找坡会影响到地下室及地面的正常使用时,可以结合建筑总平面图,在特殊位置设置变高差(图12、13),景观设计配合在特定位置做相应场景处理。此种处理方法需要核对各种标高,并且应注意当变高差两侧覆土厚度相差较大时,需把建筑总平面标高分区图重叠至结构图上仔细核算荷载,施工单位放线支模等相应工作亦须核算标高。

图11 地下室顶板找坡示意图

图12 地下室顶板变高差示意图

图13 地下室底板变高差示意图

若地下室顶板为结构找坡,其建筑做法可在拟解决办法一中去除找坡层,原结构层改为“结构找坡:防水钢筋混凝土顶板,随捣随抹光”,其余不变。此种形式可增强地下室顶板整体的导水性,为其排水、顶板的防渗漏提供更有利的保证。

3 结语

要解决海绵城市建设存在的问题,首先,应解决地表植被问题,即以气候带为主要依据,参考不同区域的气候条件、地貌和土壤特点、植物区系地理分布与划分,合理选择植被种类,并结合设置雨水花园、植草沟、下凹绿地等措施,确保植被茂盛,排水通畅。其次,应注重地下室顶板上方的建筑构造,采用改善找坡层和保护层用材、增设排水板、地下室顶板结构找坡等方式,增强顶板上方的排水能力,避免排水不畅甚至积水问题的发生。

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