世界人居

世界上最大覆土建筑群——衢州體育中心在10月迎來首秀。這座“隱身”建筑，以結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計精美著稱，諸多新工藝、新材質(zhì)的創(chuàng)新應(yīng)用，展示了當(dāng)代建筑技術(shù)駕馭復(fù)雜工藝的高超水平。

場館覆土實現(xiàn)建筑“隱”身

浙江衢州體育中心是一座“隱形”的體育場館。由“一場三館”組成：3萬座體育場、1萬座體育館、2000座游泳館和綜合訓(xùn)練館，是世界上最大的覆土建筑群，并作為主會場承接將于10月22日舉辦的浙江省第四屆體育大會開幕式。

建筑大師馬巖松運用“山水建筑+運動主題+生態(tài)低碳”三者融合的設(shè)計理念，將體育場館“隱”于起伏的山丘下。山丘小路交錯相通，人們可在步道上散步，欣賞自然風(fēng)光。山丘的頂峰及山腰處還設(shè)計了平臺或天窗使自然光直達室內(nèi)，也可實現(xiàn)建筑的自然通風(fēng)。

為實現(xiàn)建筑主體的“隱”身，設(shè)計師將整個“一場三館”都進行了覆土綠化。覆土面積將達到28萬平方米，是世界上最大的覆土建筑群。為達到山丘起伏變化的效果，施工首先要解決坡度陡、覆土厚的問題。上海寶冶投資控制公司衢州項目公司總經(jīng)理董標(biāo)說：“山體最大坡度將達到1:3，覆土最厚可達3米，如何防止這么大體量的覆土滑移，是一個世界性的難題。種植草的根系不發(fā)達抓不住土壤，容易造成水土流失，根系太發(fā)達則可能‘穿’入覆土下的混凝土中，成為建筑結(jié)構(gòu)的安全隱患?！?/p>

為了克服難題，項目團隊深入剖析建造過程中技術(shù)和管理的重點與難點，通過草坡實驗，在綜合落地性、可行性和經(jīng)濟性的前提下對土壤、草種、施工方式不斷進行組合，確定最適合的土壤、草種。在施工階段，設(shè)計師駐場指導(dǎo)，對所有選用的材料和每道工序嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量三檢制。運用BIM（建筑信息模型）建模將每個部位標(biāo)高測定，對材料進行定尺加工，減少施工誤差，力求整個覆土草坡結(jié)構(gòu)所包含的13道工序按照圖紙施工，最終呈現(xiàn)山丘自然起伏的效果。

清水“素顏”一次成型

除了填土造山建筑亮點以外，該場館主體建筑結(jié)構(gòu)還采用了大量的清水混凝土工藝。清水混凝土，即一次性澆筑成型、不做任何二次裝飾的混凝土澆筑效果，以“素顏”呈現(xiàn)，其配比、生產(chǎn)和澆筑工藝較普通混凝土要求更為嚴(yán)格。體育場中的60塊片墻、8個大跨度出入口和欄板、小構(gòu)件都用清水混凝土一次成型，片墻表面更采用了木紋壓制。漫步在體育場館中，隨處可見天然去雕飾的“素顏”之美。

然而，為達到這來之不易的“素顏”效果，施工途中遭遇到不少“攔路虎”。該場館總工程師蔡鮮平介紹說，該項目有60塊片墻，都是不規(guī)則的異形曲面。密肋梁由396個構(gòu)件組成，每個構(gòu)件尺寸、弧度都不一樣，其中單個最大的構(gòu)件重達70噸，都要求清水混凝土澆筑。體育館有8個異形出入口，最大的跨度達42米，遠大于常見的6米跨度。

由于對清水混凝土配合比設(shè)計、施工工藝等接觸較少，為滿足施工要求，項目部成立了清水混凝土試配試驗設(shè)計組，從基礎(chǔ)試驗數(shù)據(jù)開始進行試驗，組織技術(shù)人員外出考察，外出做試驗時一待就是一整天。從清水混凝土配合比設(shè)計開始至確定樣板試驗墻配合比，共耗時2個月，初步擬定C50清水混凝土配合比來制作試驗塊。經(jīng)業(yè)主、設(shè)計單位交流溝通，該項目清水混凝土顏色擬定為淺青灰色。

在此基礎(chǔ)上，項目部進行了5面試驗墻的澆筑，旨在驗證施工過程中模板體系選擇、振搗工藝、浮漿處理以及澆筑成型后混凝土強度、成型顏色、是否產(chǎn)生水波紋、是否產(chǎn)生裂縫等。經(jīng)歷過三次樣板直墻、L型墻澆筑的失敗后，技術(shù)人員不斷優(yōu)化改進配合比，陸續(xù)解決了墻底爛根、拆模后氣孔較多、有水波紋等缺陷，最終澆筑成功。

多個不規(guī)則的大面積異形曲面，對項目部清水澆筑的“繡花”功夫構(gòu)成巨大考驗。蔡鮮平回憶道，在模板深化設(shè)計環(huán)節(jié)，工作人員制造出兩塊高7.5米、橫長12.5米、厚度分別為0.8米和2米的試驗片墻。同時，充分考慮工程結(jié)構(gòu)形式和特點及現(xiàn)場施工條件，確定模板選用的形式、平面布置、縱橫龍骨規(guī)格、數(shù)量、排列尺寸、間距、支撐間距、重要節(jié)點等，并驗算模板和支撐的強度、剛度及穩(wěn)定性。在施工過程中，以BIM技術(shù)進行模型建模放樣，各種尖端設(shè)備齊上陣，實現(xiàn)優(yōu)化排版，快速加工開料，徹底“馴服”了難以把控的異形曲面模板加工，在速度與精度方面實現(xiàn)雙贏。

編織混凝土“鳥巢”穹頂

深入體育館內(nèi)部，其穹頂為跨度130米、重量達1.3萬噸的預(yù)制清水混凝土密肋梁結(jié)構(gòu)，是世界上跨度最大的密肋梁薄殼結(jié)構(gòu)。穹頂內(nèi)部不進行包裹，呈現(xiàn)其自然的紋理效果，人們抬頭就能看見編織式的“鳥巢”結(jié)構(gòu)。光影從梁與梁之間的“縫隙”預(yù)留孔射進場館，配合室內(nèi)燈光，效果如同置身浩瀚星海。

因混凝土的屬性要比鋼結(jié)構(gòu)脆弱得多，同時要考慮到結(jié)構(gòu)外部還要澆筑混凝土殼體并覆大量覆土，這就加大了混凝土結(jié)構(gòu)的施工難度。為了克服這一施工技術(shù)難點，項目團隊與專家進行了數(shù)輪探討，方案經(jīng)過數(shù)次推翻，最終敲定采用“雷達掃描”式滿堂胎架安裝與內(nèi)部吊裝的模式進行密肋梁施工。蔡鮮平介紹說，整個穹頂由468個密肋梁構(gòu)件組成，最重的達105噸，為此需要設(shè)置大量支撐胎架，同時利用大噸位的履帶吊進行吊裝。為避免大量的支撐塔架與吊車碰撞，項目團隊將整個穹頂按經(jīng)線弧度分為36個單元，一個單元中由上至下的6個單元、一個單元中由上至下的6個構(gòu)件作為一個整體進行驗算復(fù)核胎架穩(wěn)定性，然后進行支撐塔架安裝和構(gòu)件吊裝，完成后將支撐拆除，直至旋轉(zhuǎn)一周完成所有36個單元的吊裝施工，如同雷達掃描一般編制完所有“鳥巢”結(jié)構(gòu)。

經(jīng)過項目團隊的反復(fù)推敲實驗以及2年多時間緊鑼密鼓的施工，從一片荒蕪中誕生的衢州體育中心，將在浙江省第四屆體育大會開幕式上精彩亮相。