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摘要:近二十年,随着我国经济的迅速发展,城市高层住宅小区的普及,伴随着日益膨胀的私家车数量,居住区内地下车库(下文简称“地库”)的面积也越来越大。这给地库顶板上盖的园林景观营造带来了新的课题,特别是开发商对地库顶板结构的投资,使地库上盖的景观地形营造存在一定的局限性。针对这一现象,本文通过阐述地库顶板荷载的计算原理及简单的计算方式,以及大地库上盖景观项目设计及建设工程的案例分析,对在地库上盖营造错落有致的园林景观提供可行的数据参考及方法,在平衡工程投资与景观效果的利益下,实现地库顶板荷载限制下的种植地形规划,并归纳出解决目前大地库上盖景观设计中难免会遇到的普遍问题的方法与理论,为以后同类型设计提供一种思路或有益的参考。
关键词:地下车库;荷载;景观地形
引言
当大地库成为了高层住区的必需品,甚至部分城市中的低层住区亦出现地库,如天津格调故里、东莞中信森林湖等。为不影响居住区内绿化面积的减少,地库上盖的园林景观营造是现今住区建设中的必然趋势。
其中荷载是地库顶板上盖景观营造中的主要限制,景观荷重最大的是土壤基质层和大型园林小品构件,因此减轻地库顶板的荷重可从种植土与大型景观小品两方面着重考虑。
1荷载的定义
荷载指的是施加在结构上的集中力或分布力。或习惯上指施加在工程结构上使工程结构或构件产生效应的各种直接作用,常见的有:结构自重、楼面活荷载、屋面活荷载、屋面积灰荷载、车辆荷载、吊车荷载、设备动力荷载以及风、雪、裹冰、波浪等自然荷载。
结构上的荷载分为三类:
1 永久荷载(恒载),其值不随时间变化;或者其变化与平均值相比不可忽略的荷载。例如结构自重、土压力、预应力,混凝土收缩,焊接变形等。
2 可变荷载(活载荷),在设计基准期间内,其值随时间变化,且变化值和平均值相比不可忽略的荷载.例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。
3 偶然荷载(特殊载荷或偶然作用),在设计基准期可能出现也可能不出现,一旦出现,其值很大且持续时间较短.例如爆炸力,地震,台风雪崩等。
2 景观荷载的简单计算方式
影响园林荷载的主要物料为种植土,从《结构专业规范大全》的“常用材料和构件的自重表”中可以查到,园林种植土湿状态的粘土容重为18KN/M²。也就是说,恒荷载为18KN/M²的地库顶板能够回填高度为1米的种植土。简单的说,如果园林景观中需要营造超过顶板标高1米高的效果,必须通过减少种植土厚度来完成。由于顶板上盖必先存在疏水层,故营造地形完成面标高及荷载有以下简单的计算公式:
景观地形完成面离顶板高度H = 疏水层高度(h1)+ 种植土高度(h2)
地库顶板恒荷载W = 疏水层荷载(W1) + 景观地形完成面下种植土荷载(W2)
3 景观地形与顶板荷载的关系
3.1 存在问题
地库顶板荷载与地库上盖景观营造有很大关系。按湿土容重1.8t/m³计算,建筑设计恒载18t/ m³,即覆土高度为1M,若完成面标高与顶板高差也为1M,将形成地库上过于平坦,可以说,整体荷载对于景观地形营造来说并无优势。若需要营造起伏的地形效果,侧需进行地库的结构补强,这将造成一定费用的产生。
3.2 地形营造法则
良好的地形设计,对于居住区环境有着难以替代的功效。不少小区没有大的地形起伏,空间分割与营建只能通过绿化植物和景观墙的手法来满足,存在着局限性,也增加了景观的投资。但在地形营造上,应考虑以下两点,这样才能使地形设计更合理。
3.2.1地形营建要与风水学法则相匹配。
中国传统园林讲究背山面水,而我国地处北半球,建筑向南,所以堆山宜在北向,满足居民心理上的依托。另一方面,北向地形的抬起,还对于挡减冬季北风的吹入有着较为理想的心理暗示,使人有安全感。而居住区的用地面积有限,地形营造的尺度不宜太大,否则场地过于局促反而产生心里压力。据经验,住区的地形一般不宜大于2米。
3.2.2 地形设计应满足建筑规划设计的承载要求
地形设计切忌超荷载。按照居住区建筑设计规范的规定,地下室的营建,对于景观规划来讲,有着诸多的限制因素,覆土就是其中最为限制的。倘若地形高度必要存在,在平衡景观工程投资及解决地形与荷载矛盾的时候,应采用合理的技术手案,并与开发商及建筑设计单位共同商定。
3.3 填充体选择
在地库顶板上进行地形营造的重要材料为种植土,种植土包括天然客土和人工基质两大类。
天然客土,多由黄土与垃圾肥、草炭、塘泥等混合而成。取材方便,造价较低,但荷载大,一般湿土容重1.8t/m3。
人工基质,多采用腐殖土中加入陶粒、火山岩碎粒等制成,也有利用纯化学、物理效应生产的专业培养基质。造价相对较高,但荷载较轻,一般容重为0.6-1.2t/m3。
另外,天然客土的土壤颗粒细密,密实度大,当遇降雨,雨水很难迅速渗入土壤,到达蓄排水系统,从而出现了土壤板结现象。人工基质由于加入了颗粒物,增加了基质层中的空隙率,加快了水流的渗透速度,从而使部分雨水蓄存在基质层中,补充了基质土壤中的水分,也使绿化植物的种类更为丰富。因此,在解决顶板荷载压力的情况下,人工基质这种轻质土壤是具有优势的。
此外,缓解地库顶板荷载压力的填充体还可以为不可降解的非土壤类物质。如陶粒、泡沫混凝土等。其计算容重如下:陶粒:0.8-0.9t/m3;泡沫混凝土:0.4-0.6t/m3。
3.4架空处理
在地库顶板荷载受限的情况下,即便使用轻质填充物也不能达到地形设计要求时,可通过砖砌体架空处理进行地形营造。
工作原理——通过梁柱结构,在顶板上增加空心的结构层,以缓解顶板荷载压力,达到覆土高度。
(图3 架空做法剖面图 来源:作者自绘)
3.5 最佳荷载原则
1. 覆土高度大于1米——有利于植物的种植。
2. 荷载值比道路完成面离顶板高度高出0.3M,有利于景观地形的营造。
4 设计阶段的反思
为避免造成工程造价的成本浪费,景观设计应在介入项目设计的早期确定主要地形营造区域,并复核其建筑条件,拟定设计方案,与开发商、建筑单位达成共识,落实到底。
景观设计师应提前关注规划的以下条件:
1、地库的范围边界。由于在地库范围线的交界处容易出现沉降,从而使得平台基层产生裂缝,因此,在景观规划上应避免大地形或水景结构在此范围上。
2、荷载数值。目前景观绿化(包括游泳池)都有机会落在地库顶板上或屋(楼)面上,设计师应提出所需要达到的覆土层厚度或泳池水深。当然由于景观设计改动有可能引起结构承载不够,要第一时间知会结构工程师进行核验或加固。关键是景观设计师的头脑中时刻要有“结构安全”这根弦。
此外,设计师在地库上设计,可多运用下沉空间来营造高差变化,既可减少回填土面积,亦可减轻荷载负担。
小结
居住区园林景观设计是一个综合性的课题。它能反映出不同时期的社会经济、文化特点,需要我们用发展的眼光去研究探索这门学问。了解景观地形的营造与地库顶板荷载之间的关系,对建设具有较高水平的现代住宅小区绿色环境,改善城市生态质量和人居环境有着重大的现实意义。
参考文献
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[2]王凯琳.浅析屋顶花园的荷载[J].黑龙江生态学报,2007,09:23.
[3]章毅、韩辉.车库顶绿化景观工程在高档住宅区中的运用与探讨[EB/OL],[2010-02-15].中国园林建筑网.
论文作者:黎敏瑜
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/11
标签:荷载论文; 顶板论文; 地形论文; 景观论文; 基质论文; 结构论文; 容重论文; 《基层建设》2018年第13期论文;