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摘要：建筑物顶部墙体自灌溉栽植体系施工技术通过在建筑物顶部墙体侧壁内预留有开口、剖面为直角梯形的栽植空间，内填充营养土层并栽植长根植物；栽植空间的底部及侧壁上设有保温隔热层、防水层和隔根膜层，其上设置自灌溉系统；栽植空间处的墙体内加配钢筋，以补强墙体。相关技术应用于实际工程，取得了较高的技术、经济效益。
关键词：墙体自灌溉；栽植体系；施工技术
Key words：Wall Self-irrigation；Planting System；Construction Technology
1 前言
随着城市化进程推进，城市绿地面积日益减少，诸如城市绿化面积不达标、城市热岛效应突出、空气质量不理想等问题逐渐显现。由此可见，发展城市立体绿化必将成为增加城市绿化面积的有效措施。墙面绿化结构虽在适宜的工程条件下取得了较好的绿化效果，但也存在一定不足，主要体现在：织布式营养液栽培营养液也易因为重力原因造成上下水分不均匀；另外，由于混凝土自身比热较小，易出现夏季温度过高，冬季温度偏低的问题，导致混凝土墙面栽植植物的生长环境恶劣，易出现植物生长不健康等问题。
综上所述，城市立体绿化具有较好的发展前景，为在混凝土墙面上提供一个良好的植物生长空间，开发建筑物顶部墙体自灌溉栽植体系施工技术，有效的解决了上述难题。
2 工艺原理
本技术利用钢筋混凝土墙体非主要承重段作为载体，在其浇筑时埋入模具和排水管道，同时在设计栽植空间后背墙体内加设钢筋补强。拆模后，在外侧盆形硬质隔板的围合下，形成栽植空间毛坯[1]。
为防止植物根系生长、水分侵蚀破坏墙体，同时避免因混凝土比热容较低引起温差剧变影响植物根系发育，在栽植空间底部及侧壁由外及内摊铺、贴覆隔热保温层、防水层和隔根膜。另外，为了利于根系排水及呼吸，栽植空间下底面设置为井式排水槽，内部松散填充颗粒状排水材料。
该栽植体系中自灌溉系统主要由营养土层下带孔蓄水板、吸湿性纤维束和上部滴灌管组成，由于营养土级配较差且多含木屑、枯叶，持水能力较差，日常滴灌或降水后的多余水分自土体下渗后积蓄在蓄水板凹槽内，在天气干燥或长时间日晒大量蒸发、吸收营养土层内水分时，利用吸湿性纤维束的吸水性能，将积蓄的水分引向相对干燥土体内，实现干湿调节。
3 施工工艺流程
建筑物顶部墙体自灌溉栽植体系施工工艺流程如图2所示：
图2 建筑物顶部墙体自灌溉栽植体系施工工艺流程图
4 操作要点
4.1 施工准备
根据设计栽植空间大小，制作预留栽植空间所需的模板，其中井式排水槽模具采用截面尺寸为50mm×50mm的方木钉成井字形，将其固定在墙体梯形栽植空间模板底面。靠栽植空间一侧纵向钢筋形状调整为等腰梯形，设计栽植空间后背墙体内加设2~4道加配钢筋，采用螺纹钢筋弯成“］”型，与墙体构造钢筋绑扎[2]。其他土工布、隔根膜等膜状材料裁剪、拼合就位，保护层、透水层材料根据铺设要求预留长度。
4.2 墙体模板等安装
墙体钢筋绑扎，靠设计栽植空间侧钢筋弯折，如图3所示。固定栽植空间模板（含井式排水槽模具）、给排水管道和盆形硬质隔板等预埋构件，栽植空间模板外需刷润滑油，以便模具取下。墙体模板安装时，根据边线先立一侧模板，依次立其它面模板，临时用支撑撑住，用线锤校正模板的垂直，然后固定背楞，再用斜撑固定[3]。
图4 墙身混凝土浇筑
4.3 浇筑墙身
混凝土浇筑至栽植空间底面位置时需充分振捣，保证模板底板气泡完全排除，防止后期栽植空间底面不密实，影响保护层铺设和排水槽排水效果[4]。
4.4 铺设保护层
墙体施工完成后，拆除内置模板，先对栽植空间表面做适当清理，去除模板拆除残渣、油迹，再由下至上依次贴铺保温隔热层、防水层、隔根膜[5]，各层之间应粘结紧密。
保护层在栽植空间侧壁铺设高度至栽植空间内营养土成上表面50mm以上，而且各层材料的搭接宽度不小于100mm，表面压实，无褶皱，转角无空隙，在排水通道处开孔打胶密封、防止渗漏。连通井式排水槽侧壁排水管道，保证接口封闭。
4.5 填充排水槽、放置蓄水板
防水检验合格后，疏通排水管道，进行排水效果测试。检验均合格后，采用PVC管连通井式排水槽横向排水管，其外侧壁上开设透水花孔，井式排水槽内填充粒径均匀颗粒状排水材料，如碎石、陶瓷颗粒，粒径为排水管花孔直径2倍左右，防止其进入排水管，封堵排水系统。
颗粒状排水材料填充至与井式排水槽顶面齐平，轻拍压实、抹平。其上放置蓄水板，如图5所示，蓄水板四周与栽植空间契合，蓄水板上表面间隔打孔，如图6所示。蓄水凹槽满后，积水可从孔口排出至排水槽内，收集后通过排水管道排出。
图6 植物栽植空间各层面布置示意图
4.6 铺设透水层、穿纤维束
在带孔蓄水板的上方铺设反滤土工布层和过滤层，如图6所示。反滤土工布采用无纺土工布，防止营养土层细小颗粒下渗至蓄水板内，影响蓄水能力，甚至排入排水管道内，引起封堵；过滤层采用细砂材料，最大粒径不大于4mm，粒径均匀，在植物根系生长不完全之前，可有效防止营养土层内腐蚀质流失过快，影响植物生长。
透水层铺设完成后，用直径2mm钢针扎孔，扎孔孔位应与带孔蓄水板蓄水凹槽部分相对应，并在孔内穿入吸湿性纤维束，纤维束主体采用多孔的圣麻纤维材料，外包硬质吸水纸，使纤维束保持直立。
4.7 其余工序
在开口上部墙体的内侧壁上设固定环，安装滴灌管，每个栽植空间布置滴孔2~4个滴孔，连通给水系统后，进行滴管量试验和灌溉系统性能检验。
在栽植空间内填充营养土，需注意的是：纤维束高度以下营养土层采用松散播撒的方式填充，用小木条轻轻压实，防止纤维束弯折。栽植空间内填充满营养土层，播撒种子或栽植植被，选择耐瘠薄、抗性强的植物为主，再根据植物生长习性，在不同朝向墙面选择性栽植。
5 效益分析
5.1 技术效益
本技术在建筑物顶部墙体内设置植物栽植空间，在不影响墙体承载能力的前提下对墙体空间进行有效利用；通过蓄水板与吸湿性纤维束相组合，配合滴灌系统，实现节水灌溉。
5.2 经济效益
本技术所采用栽植空间位于墙体内，对墙体损害较小，且采用加配钢筋进行了补强，植物栽植空间不占用建筑使用面积，提高建筑空间利用率；采用蓄水板与吸湿性纤维束积蓄营降水和滴灌后养土层内多余水分，在高温、干旱时间段补充营养土层内含水，促进水分循环利用；本技术整体栽植体系，可有效克服种植介质老化、腐蚀问题，植物根系受外界气候影响较小，减少植物死亡率，整体绿化效果良好，具有较高的经济效益。
5.3 环保、社会效益
本技术将建筑技术与观赏园艺的有机结合，在建筑物顶部墙体内栽植植物，可提高城市绿化面积、降低噪音、美化环境、提高城市生活质量，改善城市热岛效应突出、空气质量不理想等问题，具有较好的环保效益。利用墙体内置式栽植空间，可有效应对台风、暴雨天气，避免挂篮、箱盒式培植构件高空坠落问题；结合了给排水系统、蓄水板和吸湿性纤维束的自灌溉系统，不仅灌溉自动化，还可有效节水、排水，社会效益显著。
6 结论
建筑物顶部墙体自灌溉栽植体系施工技术，适用于城市生态环境改造、城市建筑立体绿化工程中建筑物顶部墙体绿化工程，也可用于永久性景观墙植物栽植体系施工。经过实际工程应用得到如下结论：
1 本技术在不影响墙体结构整体性能的前提下，提供了建筑物顶部外墙植物栽植体系，具有结构简单、外观美观、植物生长环境良好、节水灌溉等优点。
2 本技术选择建筑物顶部墙体作为植物栽植空间载体，考虑了该部分墙体承担荷载相对较小，在合理间距设置栽植空间的前提下，仍增设了加配钢筋和拉结筋，以补强墙身。
3 本技术采用的栽植空间是在墙体内预留剖面为直角梯形空腔形成的，既可充分利用屋顶墙体厚度节省外挂材料，提高墙面绿化的安全性和耐久性，还可避免植物根部和营养土层的长期阳光直射，改善植物生长环境。
4 栽植空间底部及侧壁设置隔根膜、防水层和保温隔热层，可避免植物根系对墙体的破坏，改善了植物根系的生长环境，使其偶有恶劣天气，仍具有相对良好的生存空间。
参考文献：
[1] 曾昭雄. 垂直绿化系统在建筑外内墙体设计中的研究[D].
[2] 韩庆杰，朱福余. 灌溉工程复合土工膜心墙堆石坝防渗施工技术[J]. 技术与市场，2014（9）：214-216.
[3] 蔡建平. 南阳渠灌溉工程牙塘水库枢纽混凝土防渗墙施工[J]. 甘肃水利水电技术，1998（3）：44-48.
[4] 蔡建平. 南阳渠灌溉工程牙塘水库枢纽混凝土防渗墙施工[J]. 甘肃水利水电技术，1998（3）：44-48.
[5] 冯娟霞，陈保泉. 高压喷射灌浆防渗墙施工技术[J]. 水利建设与管理，2011，31（2）：27-29.
论文作者:方美财
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/10
标签：墙体论文; 空间论文; 土层论文; 植物论文; 水槽论文; 建筑物论文; 钢筋论文; 《防护工程》2018年第36期论文;