裝配式帶狀景觀頂蓋成套施工技術研究

倪 寅 白 鷟 馬廣超

1.中建港務建設有限公司 上海 200433；2.同濟大學土木工程學院 上海 200092

1 工程概況

1.1 項目概況

本工程新建規劃一路是城市次干路，規劃紅線寬21 m，路面標高為4.5 m，北側緊鄰長江大堤且與之平行，南側為開發地塊。按控制性詳細規劃要求，規劃一路需滿足多層次交通功能，即要將交通、景觀、防汛通道等多種功能集于一身，按功能豎向分為10.5、4.5、－0.5 m共3個標高。

中間層4.5 m標高層為市政道路；上層10.5 m標高層為頂蓋景觀綠化；下層－0.5 m標高層為地下通道，連接南側各地塊地下車庫（圖1）。本文著重研究的是10.5 m層頂蓋部分，即總長約1.4 km呈條形分布的景觀屋面。

圖1 規劃一路三層式標準橫斷面

1.2 景觀頂蓋

新建規劃一路10.5 m標高頂蓋區域，其建設面積為26 830 m2，南側連接開發地塊的商業區與公園，北側連接江堤綠化形成貫穿東西的休閑步道。按初步設計，頂蓋景觀內容包含綠化種植、道路地坪、水體、構筑物小品、豎向土方等（圖2）。由于整個濱江區域的景觀需要綜合考慮，方案設計需要更多時間來確定，故規劃一路頂蓋的最終景觀方案是在主體結構完工后才最終落地。

2 特點、難點分析

2.1 頂標高被嚴格限定

在控制性詳規中，規劃一路頂蓋的10.5 m標高與市政道路的4.5 m標高被嚴格限定，因此在保證市政道路凈高與頂蓋結構安全的前提下，已經無法在10.5 m以上進行覆土種植。

圖2 頂蓋景觀示意

2.2 景觀方案嚴重滯后

由于該區域整體景觀設計必須一體化完成，但規劃一路必須優先于其他工程實施。因此，在未能完成景觀方案之前，就要完成整個箱體結構的施工，這也因無法在事先確定如樹池、蓄水池、花壇、步道等位置，增加了施工的不確定性與返工風險。

2.3 施工場地受到限制

由于規劃一路頂蓋是東西走向帶狀分布，其北側江堤與南側地塊皆無法使用大型施工設備，且頂蓋自身承重受限，較大設備亦無法在頂蓋上作業，故極大增加了施工組織的難度。

3 頂蓋結構研究

3.1 設計理念

以21.8 m為標準結構段長度，對規劃一路的箱體進行分段（圖3）。10.5 m層頂蓋采用反梁（上反梁）結構，面板位于頂蓋底部，橫縱梁系位于面板之上[1]，從而形成網格狀棋盤式分布的凹坑，以便在景觀方案落地后，可根據需求在任意位置的凹坑中填入綠化土種植綠化、改造為景觀噴泉的蓄水池或改裝成小品構筑物基礎著力點等，從而完成景觀的布置。

圖3 標準10.5 m頂蓋結構布置

3.2 結構方案

頂蓋的頂板厚0.30 m，頂部橫向主框架梁間距10.50 m、寬0.40 m、高1.30 m，縱向框架梁寬0.90 m、高1.60 m，中間橫梁間距3.000 m/2.625 m、寬0.40 m、高1.20 m，中間縱梁間距4.10 m、寬0.25 m、高0.80 m。橫梁頂標高為10.40 m，預留0.10 m的鋪裝層，使得整體的完成面頂標高嚴格控制在10.5 m之內。

3.3 結構計算（分段）

計算采用PMSAP軟件對主體結構在恒荷載、活荷載等各類荷載組合作用下的結構內力進行分析（圖4）。通過計算文件可以看出，整體結構在恒荷載、活荷載作用下的結構變形均在規范允許范圍內。

圖4 標準10.5 m頂蓋結構受力計算

4 防水與排水研究

4.1 反梁結構防水

研究確立鋼筋混凝土結構自防水體系，即以結構自防水為根本，采取措施控制結構混凝土裂縫的開展，增加混凝土的抗滲能力，以接頭防水為重點，做好變形縫、施工縫的接縫防水，輔以外包防水的附加防水措施，形成多道防水、綜合治理的防水體系。

10.5 m層外防水措施：先對頂板迎水面頂板用水泥砂漿筑找平層并找坡，形成南高北低的1%坡度用于排水，再于頂板迎水面涂刷聚氨酯涂料，而后鋪設耐根穿刺防水卷材，最后鋪設細石混凝土保護層，并在保護層下設聚乙烯薄膜隔離層，從而實現多道防水的效果[2]。

4.2 反梁結構排水

10.5 m層頂蓋主要是景觀綠化、防汛通道。此部分的雨水排至長江。在頂蓋靠江側設排水溝，頂蓋雨水及連接橋的雨水由排水溝收集后，每隔一定間距設雨水落水管排入江中。落水管管徑為150mm。

在縱橫梁之間凹坑中的水，通過找坡形成南高北低1%的梯度，并在縱梁中預埋DN100mm的鋼管，管底標高緊貼防水層，將各凹坑內的水引入排水溝中收集。收集后的水，一部分排入江中，其余通過雨水落水管匯集入總管，然后排入市政管網。

5 裝配式方案研究

5.1 裝配式的理念

待10.5 m結構層完工后，景觀方案正式落地，其概念在形式和內容上都體現海港歷史文化，將綠化池與人行步道按波浪曲線形布置。在頂蓋上布置花卉帶、灌木種植池、花壇種植池、景觀水池、休閑構筑物、小廣場等。研究引入裝配式理念，利用小型預制板將10.5 m層景觀方案中非種植部分（步道及平臺）的凹坑進行封蓋，實現裝配式施工（圖5）。

圖5 預制蓋板布置示意

5.2 預制蓋板設計

由于波浪線弧度尺寸的特殊性，經過統計與歸類，共設計使用13種不同尺寸的預制蓋板，提前進行預制，累計數量達到6 853塊，其中最大的尺寸為寬490mm、厚100mm、長2 900mm。

研究采用簡支的方式擱置預制蓋板，但由于橫梁頂標高已是10.4 m，考慮到10.5 m的頂標高限制，故蓋板不能擱置在橫梁上，必須另架設支座。在凹坑內緊靠橫梁處使用厚204mm的MU20普通實心磚砌筑支座，將蓋板擱置在支座上[3]。

5.3 預制蓋板的移動與安裝

本工程預制蓋板規格尺寸較小，但是型號多樣，且相對工程量較大。為了有效利用工作面、節約駁運成本，為項目節省機械設備臺班費用和施工進度的推進，自主研發短距離、不受場地限制的水平運輸工具和配套安裝工具。

研究將預制構件場地設置在頂蓋之上且位于中間位置，施工面向東西兩端延伸，以解決帶狀施工面的限制問題。

平面運輸工具主要運用于頂蓋上預制場地與安裝預制板點位之間的小范圍內轉運，沿頂蓋向兩端縱向運輸。由于通道狹窄，障礙雜多，該工具設計成輕便細長的形狀，并可在梁系上自由移動，其主要利用杠桿原理并配合機電動力完成半人力運輸。

安裝設備外形仿照輪胎吊及龍門式起重機，但是尺寸比二者小很多，設計用于兩跨橫梁之間的運輸及垂直吊運，由于規劃一路頂蓋橫梁間距為2.0～3.0 m，為非固定值，故安裝設備可調節自身跨度以滿足需求。該設備裝備有萬向輪，可自由調節設備的移動方向，并配有輔助動力設備，可由遙控器控制動力的開關，采用人力與機電結合保證設備的穩定運行[4-7]。

6 結語

1）研究采用反梁（上反梁）結構將頂蓋縱橫梁布置成棋盤式網格狀凹坑，用于綠化土回填，有效地解決標高受限的問題。并利用多道防水及梁系間開孔排水等手段，解決積水問題。如此一來，無需使用特種結構用于降低結構高度，即變相節約投資成本。

2）采用裝配式的理念以應對景觀方案滯后的問題，利用預制的小型構件來封蓋景觀綠化不使用的凹坑。這項創新型研究成果，使得項目部在結構層完工后無需停工等待，而可提前預制一定數量的標準型蓋板，待景觀方案落地后再按照方案要求補充預制的非標蓋板，極大地節約了工期及成本。

3）創新性地將預制蓋板場地安置在頂蓋中段之上，用以滿足帶狀施工面的需求，并自主研發了水平運輸工具和配套安裝工具，具有小型、靈活、輕便、高效等諸多特點。水平運輸設備也極大地降低了人力成本消耗，數噸重的預制蓋板只需幾個施工人員即可輕松高效搬運；安裝設備秉承高效、省力的原則，為項目成本的節約做出了巨大貢獻。

4）本文為一種裝配式景觀頂蓋的新技術，綜合運用了設計與施工的成套技術手段及措施解決頂標高受限制、景觀方案滯后、缺乏有效作業面這3個主要矛盾。實踐證明，該技術可有效運用在規劃一路項目頂蓋施工中，節省了資源與工期，亦可在同類項目中進行推廣，有著一定的應用價值。