陡坡屋面草坪构造防滑技术研究.pdf

文章编号:()收稿日期:基金项目:中铁十二局集团有限公司科技研发计划项目(公司科 号)作者简介:燕添羽()男新疆哈密人工程师主要从事建筑工程方面的工作:.引文格式:燕添羽.陡坡屋面草坪构造防滑技术研究.铁道建筑技术():.陡坡屋面草坪构造防滑技术研究燕添羽(中铁十二局集团第一工程有限公司 陕西西安)摘 要:目前国内城市公共建筑屋面绿化坡度多在 之间 在屋面坡度超出 时防止土体基质“滑坡”成为屋面绿化施工技术一项难题 结合徐州东站东广场上盖屋顶绿化建筑为背景以保证后期绿化效果和经济成本为原则参考种植坡屋面防滑系统技术措施原理和无粘性土坡稳定性分析原理通过拉结带、挡土板和主体结构预埋钢筋作为主要受力支撑构件利用铺设防滑网格将土体分割成独立的小单元结构等技术措施防止土体滑坡有效解决了坡度在 屋顶绿化土体流失和整体滑坡失稳等问题实现了陡斜坡屋面绿化经济、安全、优质施工为国内后续施工陡坡屋顶绿化工程建设提供参考和借鉴关键词:草坪绿化 陡坡屋面 防滑构造措施中图分类号:.文献标识码:./.(.):.“”.:引言屋面草坪绿化是一种脱离于地面生长在建筑结构屋面板的绿化形式可以改善室内热湿物理环境还可以缓解城市热岛效应 屋顶绿化能够为社区整体生态环境、建筑节能、生物多样性等方面做出贡献 绿色建筑顺应国家建设要求和居民生活环境的需求是建筑节能的一项加分措施 在各个城市公共景观建筑中屋顶斜坡绿化日益体现出一个城市的发展名片将建筑与景观融合山水地景式的绿化建筑凸显了城市形象具有非常广阔的发展前景 但是屋顶绿化是一个复杂的工程存在多方面技术问题 目前我国研究重点主要是屋面构造研究 如何保证坡屋面绿化基质种植土的稳固是必须考虑的问题除了利用草坪植物根系固土外更应该从技术角度考虑坡屋面防止基质土层滑移的构造措施 为了防止滑坡可以在屋面上做防滑挡板来防止草坪滑落屋面 工程概况徐州东站东广场上盖项目占地面积 由两栋单层建筑组成建筑屋面型式为坡屋面其屋面为覆土种植草坪绿化总面积约 屋面坡度在 之间存在多处坡度为 的陡坡接地屋面 屋面板设计为 厚混凝土结构板绿化种植土采用轻质土(土壤、泥炭养料)覆土厚度 通过铺设自粘型聚合物改性沥青防水卷材、弹性铁道建筑技术 ()燕添羽:陡坡屋面草坪构造防滑技术研究体复合铜胎基改性沥青耐根穿刺防水卷材加强屋面防水措施并设置拉结带、挡土板、预埋钢筋和防滑格限制土体蠕滑 屋面草坪植物种类选择果岭草和黑麦草混播形式 陡坡屋面草坪防滑施工技术.屋顶绿化不同坡度的处理方式坡屋面覆土种植草坪在 范围内理论上是可行的通常坡屋面的坡度越大存活技术难度越大 坡度达到一定程度时种植结构层受重力作用会产生滑移脱落水分与养分容易流失高温天气时蒸发量大植物容易缺水蔫死因此针对不同的坡度需采取相应的防滑措施 屋面坡度小于且屋面种植草坪常绿一般情况下不需要采取防止滑坡和剪应力措施 一般屋面种植层坡度大于时需要采取相应的防滑构造措施 尤其当斜坡的角度大于时(梯度)在这样的屋面上进行绿化会产生很多问题屋面坡度大于时不宜做种植屋面需要采用一定强度的结构构造保证覆土坡度稳定性 对于不同坡度的屋面根据其需要采取不同的技术处理方式其核心技术就是防止屋面绿化覆土因季节、土壤含水率等因素引起土体滑移失稳保证基质覆土层对植物保持良好的水分与养份保证成活率.一般坡度屋面绿化防滑构造特点.直坡式屋顶绿化直坡式屋面的形式特点是屋面呈一定角度的斜直面铺设防水卷材覆土种植绿化 不同的坡度种植基层采取不同的构造措施根据种植屋面工程技术规程()规定屋面坡度小于 的种植坡屋面采取基本构造层次:基层、绝热层、找平层、防水层、过滤层、种植土层和植被层屋面坡度大于等于的种植坡屋面设计应设置防滑构造防滑构造可采取设置防滑挡墙或者防滑挡板 屋面坡度大于 时不宜做种植屋面 年上海世博会爱尔兰馆为大面积的坡屋面绿化种植施工简单在周边环境中形成一种独特的绿化建筑形式 总体来说直坡式屋面绿化结构简单、承受荷载较小施工成本能有效控制但其植物选择范围狭小形式单一仅限于草皮植物效果不丰富没有上人的可能不利于后期维护 对于屋面坡度大于 的构造需要深入研究.阶梯式屋面绿化阶梯式屋面绿化类似于梯田种植根据屋面的坡率设置挡土墙或者挡土板作为绿化阶梯分隔形成一个个独立单元阶梯状屋面绿化 根据规划种植品种选择其合适的土壤进行调配适宜植物生长阶梯式屋面绿化从构造方式解决了土体滑移和水分流失的弊端 根据构造方式分为两类:一类是金属挡土板式即屋面直斜坡上间隔一定距离设置金属挡板金属挡板通过固定件与屋面板连接然后覆土回填整平种植绿化 此做法有一定缺点金属挡土板抗弯强度低土压力容易导致金属板变形弯曲导致土体滑移 随着时间推移金属挡板的固定件在土质中容易生锈断裂导致挡土板整体失稳 一类是挡土墙式 屋面板在浇筑混凝土时根据需要设置混凝土上翻梁 上翻梁自身将屋面分割不同面积的区域在分割的小单元区域内放置防滑格防滑格增加了土体抗滑移能力 此做法有一定的技术缺陷挡土墙无法有效快速排水容易导致土体受水浸泡造成植物根部腐烂 由于挡土墙凸出结构屋面在屋面防水施工时增加了防水施工难度 部分外露挡墙的防水层受到常年冷热交替的气温影响对屋面防水卷材使用寿命影响较大 总体来说台阶式屋面绿化不能全部覆盖裸露的挡土板对屋顶绿化效果造成美中不足的遗憾.陡坡屋面草坪防滑构造原理在考虑坡屋面种植层有机质有效固定时应选用土壤的特点包括:保水性好、重量轻、营养高、无毒、无杂填物 屋面植物根系应具备有效的固土能力更应注重防止基质滑移的构造措施 陡坡屋面草坪防滑技术主要研究方向是屋面坡度超出 的斜坡造型固土技术 主要防滑技术原则是在满足屋顶绿化不影响建筑使用的情况下既能保证经济成本又能加强草坪基质受力稳定性 技术原理是浇筑屋面混凝土结构板时提前按照矩阵预埋钢筋作为金属挡土板背肋支撑点 在防水层及保温层施工完成后在直斜坡上设置直接承受土压力的金属挡土板 金属挡土板与预埋防滑钢筋组合形成初步具有稳定性的结构受力构造再设置一定数量的扁钢拉结带与预埋钢筋自由端连接有效解决了挡土板整体向下滑移和土压力过大导致挡土板弯曲变形的问题具体构造措施如图 所示图 构造措施铁道建筑技术 ()燕添羽:陡坡屋面草坪构造防滑技术研究 施工工艺流程及操作要点.施工工艺流程施工准备屋面结构板预埋钢筋保温及防水施工铺设蓄排水板、土工布及喷灌系统安装挡土板安装扁钢拉结带安装防滑格安装验收施工回填绿化土浇水湿润沉降种植草皮.施工操作要点.施工准备施工材料进场准备根据现场施工面积和覆土厚度选择合适高度的挡土板和一定数量的扁钢拉结带、防滑格 施工前对图纸进行深化设计在图纸上明确分割单元区域尺寸、预埋件位置、挡板间距、扁钢拉结带间距等参数 提前做好安全措施准备防滑施工材料保证斜坡位置人员的施工安全对工人做好三级安全交底教育.屋面结构板预埋钢筋屋面结构板预埋钢筋作为挡土板的受力支撑提高挡土板的抗弯能力可以有效地解决挡土板因自身刚度弱导致的变形弯曲 预埋钢筋采用直径 的热镀锌钢筋弯折“”形锚入混凝土结构板内 预埋钢筋间距横纵向均为 必须要保证同一排的钢筋埋置成一条直线且垂直结构面 钢筋预埋外露长度比覆土面低 在屋面板浇筑混凝土时避免因振动、碰撞等原因导致预埋筋位移或变形 在混凝土初凝之前对预埋筋位置进行复核无误后方可进行下一步工序.保温层及防水卷材施工屋面结构防水是保证屋顶绿化能否顺利实施的重要步骤 屋面的渗漏水会直接影响建筑使用功能 根据种植屋面工程技术规程()和屋面工程技术规范()屋顶绿化防水层重要建筑物以防为主以排为辅设置两道防水即在普通防水层基础上增加耐根穿刺防水层 防水施工前结构板基层应保持平整、干燥、干净 先涂刷一层防水涂料再铺设柔韧度高、耐根穿性能优异的防水卷材 防水涂料成膜后与结构层结合粘结为一体阻断水的四处扩散 两者具有相容性有效地结合增强大气稳定性和柔韧性、粘结型并增强防水性能 在预埋钢筋的位置铺贴防水卷材时预留钢筋孔眼 整体铺设完毕后采用非渗油蠕变橡胶防水涂料对预埋钢筋处的孔眼进行涂刷封堵.铺设蓄排水板和土工布屋面植物种类较多通常选择耐旱植物种类也较多在屋顶绿化中既要考虑快速排水又要保证一定的蓄水能力以此节约用水减少碳排放 屋面蓄排水问题主要是通过构造设计解决如 蓄排水板 蓄排水板为聚乙烯材料这种材料有很好的阻断草坪根穿刺防水层起到了保护防水层作用 屋顶绿化采用单层凸形排水板按照凸台朝下的铺设法可使蓄排水板底部有排水空间 凹槽朝上的一面可以蓄水提供植物所需水分 蓄排水板的安装施工根据要求铺设横纵向拼接采用搭接方式搭接宽度大于 铺设在建筑侧墙面时应延伸至基质表层下方 蓄排水板完全展开要求铺设平整、不留死角 需要定位的部位或基层坡度变化较大需要临时固定时阴阳角部位应进行砂浆抹面倒角处理.挡土板安装在草坪布局的坡屋面绿化中设立防滑挡土板是常见的一种防滑形式 常规挡土板通长放置在坡屋面上没有有效的受力支撑点容易导致变形和下滑 针对屋顶绿化坡度为 斜直坡而言采用挡土板与预埋钢筋进行连接避免草坪基层土自身重力导致的滑移挡土板为厚度 的热镀锌钢板 为加强刚度对其进行底部折边处理折边宽度 挡土板折弯处进行打孔处理及时渗流土层中多余水分保证土体含水率平衡 挡土板安装之前要保证顺直须与预埋钢筋有效结合采用镀锌钢丝进行绑扎固定 挡土板采用 镀锌钢丝与拉结带绑扎固定提高整体稳定性.扁钢拉结带安装扁钢拉结带型号采用 在混凝土结构板施工时建筑屋面坡顶预埋扁钢拉结带接头预留长度不少于 预埋位置及间距参数同预埋钢筋 挡土板安装完成之后按照设计参数进行扁钢拉结带与挡土板的连接 扁钢拉结带顺坡纵向放置与挡土板方向垂直采用镀锌钢丝连接方式将扁钢拉结带、预埋钢筋、挡土板三者连接于一体通过预埋钢筋抗剪受力、扁钢拉结带的抗拉受力提高挡土板刚度和整体稳定性扁钢拉结带施工见图 图 扁钢拉结带施工铁道建筑技术 ()燕添羽:陡坡屋面草坪构造防滑技术研究.防滑格安装防滑格采用 间距的小格栅摆放于挡土板分割单元内网格需在完全打开的状态下固定安放四边与镀锌挡土板、拉结带连接 为保证防滑格全面舒展不变形防滑格端部与挡土板、扁钢拉结带等应采用绑扎的方式进行连接 在形成的单元格内种覆土因为分割单元较小土体整体抗滑能力大大提高.浇水湿润沉降坡屋面回填土后采用浇水湿润浸透土体使之自然密实 在土体表面洒水水量不宜过急、过大 湿透之后等土体自然风干进行补土再进行浇水湿润如此反复直到不再沉降及时种植草坪进行固土 结束语通过徐州东站东广场上盖建筑屋顶绿化防滑移工程技术研究有效解决了 的陡坡屋面绿化施工难题确保了绿化施工质量与安全施工简便、效率高对类似工程具有很好的技术指导作用参考文献 郭聚富.绿色健康科技住宅集成技术及应用研究.铁道建筑技术():.邓雄彭晓春覃超梅.屋顶绿化的功能、特点及其在我国的现状和存在的问题.中山大学学报(自然科学版)():.席雁石丽丽侯万钧等.建筑屋面绿化的可实施技术措施.煤炭工程():.马秀英唐鸣放.坡屋顶绿化的设计与技术.西部人居环境学刊():.张斌胡永红秦俊等.轻型坡屋顶绿化技术的研究与实践.西北林学院学报():.中华人民共和国住房和城乡建设部.种植屋面工程技术规程:.北京:中国建筑工业出版社.李瑞兰李海英.浅析坡屋面绿化种植形式国际绿色建筑与建筑节能大会.北京:中国城市科学研究会.李海英杨洁.坡屋顶的绿化技术.工业建筑():.董楠楠吴静石鸿等.基于环境效能的屋顶绿化研究性设计:以同济大学屋顶花园为例.风景园林():.赖晓峰.屋面绿化关键技术与应用.广东建材():.邓石磊.大坡度种植屋面施工工法.智能城市():.冯建庄.草坪种植浅谈.草业科学():.(上接第 页)结论()利用水泥、石膏、砂、水以及早强剂等材料模拟软岩可以取得较好的效果将其应用于软岩嵌岩桩模型试验方便、有效()嵌岩深度增大模型桩承载力明显提高嵌岩深度相同增大桩径可以提高承载力侧摩阻力与端阻力有一定程度下降()软岩嵌岩桩上覆荷载增大桩基础极限承载力提高其中上覆荷载对嵌岩桩的极限侧摩阻力影响较小参考文献 刘松玉季鹏韦杰.大直径泥质软岩嵌岩灌注桩的荷载传递性状 岩土工程学报():.傅旭东.大型渡槽结构优化设计及动力分析专题研究报告.武汉:南水北调工程建设项目.何满潮宴玉书王同良等.软岩的概念及其分类.世纪之交软岩工程技术现状与展望.北京:煤炭工业出版社:.朱晓伟朱尔玉白正伟.大直径钻孔灌注桩作摩擦桩设计桩端阻力试验研究.铁道建筑技术():.():.():.王耀辉谭国焕李启光.模型嵌岩桩试验及数值分析.岩石力学与工程学报():.:.():.():.:.宋兵蔡健.桩 岩摩擦黏着特性的试验与分析.岩土力学():.邢皓枫 孟明辉何文勇等.基于结构面力学特性的嵌岩桩侧摩阻力分布分析.岩土工程学报():.铁道建筑技术 ()