混凝土種植屋面改造相關技術分析

王 蕾 王 勇 李澤宇 王鈺瑩 劉佳樂

（吉林建筑科技學院， 吉林 長春 130111）

水泥是構成建筑工程實體的關鍵組成要素，通過與其它材料的混合可制得混凝土，現階段的水泥種類豐富，以民用建筑屋面結構為例，為保證其具有抗裂、抗滲的特性，在傳統方式的基礎上提出混凝土種植屋面的全新方案，以期彰顯出其綠色環保的特性。在應用合適的混凝土介質后，有助于提高屋面的綜合應用效果。

1 工程概況

某市房山區政府第三辦公區種植屋面層高15.60m，面積約5000m2，為花園式屋頂綠化工程。根據功能需求，共規劃為4 個區域，即心語園、喧囂園、聆聽園和游思園，分別在各區域構建景觀工程，以融合成兼顧質量要求、審美要求及環保要求的綜合型活動空間，改善建筑人居環境。

2 混凝土種植屋面的主體設計思路及具體材料

根據該工程既有建筑的結構特點，可知其原為混凝土平屋面，在采取改造措施后使其升級為種植屋面，包含多個層次，具體有：普通防水層，3mm+3mm 厚Ⅱ型SBS 改性瀝青防水卷材，選擇此類材料的原因在于其低溫柔性較好，能夠有效抵御溫度所帶來的不良影響；保護層，以M15 水泥砂漿為原材料，層厚30mm；耐根穿刺層，以聚氯乙烯防水卷材為主，經鋪設后成型，厚度1.5mm；排蓄水層，采用的是HDPE 排蓄水板，在屋面緊密鋪設到位，厚度20mm；過濾保濕層，采用的是規格為250g/m2的土工布材料，將其緊密鋪設至屋面上；出于最大限度降低屋面荷載的目的，摻入草炭土、珍珠巖等種植基質，在降低自重的同時給植物的生長提供充足的養分支持；考慮到風力等級過高時易發生基質被風吹散的情況，增設KLD 屋頂綠化專用草毯，作為種植屋面改造領域的前沿材料，其具有保水、防風等多重應用效果；根據現場氣候特點以及基質特性選擇植被，以具有耐干旱、抗高溫、耐寒特性的植被為主，主要為低矮地被與草坪，在此基礎上輔以適量小型喬木等，形成具有層次化特性的植物體系。

3 混凝土種植屋面改造的主要問題及解決思路

根據種植屋面的實際特點，確定主要的問題并提出解決思路，具體有：

（1）防排水問題。種植屋面在強降雨天氣下易發生雨水大范圍聚集的現象，若缺乏行之有效的防排水措施，易影響植物的正常生長狀況。對此，需以屋面結構為立足點，配套多道防排水系統，提高種植屋面的水分涵養水平。

（2）荷載問題。安全是混凝土種植屋面改造工作的首要追求目標，具體需考慮到屋面結構荷載問題，要求土壤具有容重小、疏松透氣的特點；在創建景觀小品時，宜選擇輕型材料，并優先將其設置在梁、柱等承重結構的上方。

（3）抗風問題。因建筑高度的原因，屋面的風力普遍高于地面，易影響到植物的正常生長狀態。對此，在確保原屋面防水結構維持完整的同時，還需考慮到構架間的穩定性問題，提高整體抗風水平。

（4）植物方面。植物在屋面環境中生長時易出現長勢偏弱甚至枯萎的問題。對此，以現場氣候環境為立足點，合理選擇植物，要求其具有喜光、耐寒、抗風、適應能力強的特性。通常，草坪和花卉為優先選取對象，在該主體上增添適量的花灌木和小喬木，以豐富植被類型。

4 混凝土種植屋面改造的施工技術

4.1 鋪設防水層

（1）基層處理。原屋面采取的是滿鋪屋面磚的方式，局部存在松動或破損的現象，需將該部分清理干凈，根據磚縫的實際情況合理修補，以保證防水基層具有平整性與穩定性。各轉角均設置成圓角形式，圓弧半徑至少達到50mm；基層存在灰塵或油漬時，對其做全面的清理，保證其維持潔凈的狀態；后澆帶裂縫寬度達到10mm 時，將其鑿成寬30mm、深20mm 的u 形溝槽，再清理鑿除施工期間產生的雜物，灑水潤濕后噴防水劑，鋪上水泥砂漿以達到找平的效果。

（2）Ⅱ型SBS 改性瀝青防水卷材的施工。基層處理環節選擇的是冷底子油，在刷涂時應保證各處具有均勻性。考慮到陰陽角及出屋面管根等區域易發生滲漏的情況，在處理時應對該部分采取加強措施，即設置寬度至少達到500mm 的附加層，不可出現空鼓現象。根據Ⅱ型SBS 改性瀝青防水卷材的特性，可采取滿粘法，長邊、短邊搭接量分別設為100mm、150mm；搭接縫較為薄弱，該處應有熔融狀瀝青溢出，以保證縫內瀝青可填充密實；以卷材寬度為參照基準，要求兩層卷材長邊錯開量達到該值的1/3 或適當增多，短邊錯開以1.5m 為宜。待卷材均鋪設到位后，組織蓄水試驗，要求實際蓄水高度至少達到20mm，持續時間至少達到24h，期間不可出現滲漏現象。若無誤，則進入防水保護層施工環節，否則需視實際情況正確處理。

4.2 防水保護層施工

以M15 水泥砂漿為施工材料，設置厚度為30mm 的防水層，增設防裂鋼絲網，表面出現泛漿現象后將其抹平，按6m×6m 的尺寸標準依次分格。

4.3 鋪設耐根穿刺層

以聚氯乙烯防水卷材為施工材料，按從低到高的順序緊密鋪設，搭接寬度至少達到100mm，在采取熱熔焊接工藝時所形成的焊接寬度應達到60mm或更多，以保證卷材具有穩定性。大面積焊接施工區域所用設備以自動熱風焊接機為宜，細部可采用手持風焊槍。隨屋面植物的生長，其根系易從女兒墻等立面結構的側邊深入至建筑物中，因此在立面施工時需上翻300mm。

4.4 鋪設排蓄水層

以HDPE 排蓄水板為基礎材料設置排蓄水層，排水板環狀口朝上，通過扣合的方式將其搭接成完整且平順的整體結構層。鋪設到位后，應增設過濾層，目的在于避免水泥等雜物堵塞孔道的情況。

4.5 鋪設過濾層

以土工布為施工材料，鋪設到位后形成過濾層，能夠隔絕基質，以免其進入排蓄水層。過濾層應設置在排蓄水層的上方，向建筑側墻面適當延伸，保證其進入基質表層下方的深度達到50mm。在設置過濾層后，可在其上方鋪設操作板，以便后續施工作業可高效開展。

4.6 鋪裝園路

鋪裝施工以防腐木棧道為主體結構，配套適量的花崗巖塊石，采用與地面鋪裝相同的方法完成園路鋪裝作業。園路具有承擔活荷載的作用，在鋪設時需要使其貫穿整個鋪面，同時宜設置在排蓄水層與過濾層間，以提高排水效率。

4.7 回填種植基質

種植基質可以達到穩固植物、提供營養的效果，保證植物可健康生長。本項目中選擇的是草炭土、種植土、珍珠巖、蛭石等材料，將其按特定的比例混合于一體，形成輕質營養土，其在保水狀態下的容重約650kg/m3。該混合營養土的質地較輕，有助于增加基質層的厚度，在部分區域其厚度可達到60cm，從而給小型喬木的種植創設了良好的條件，解決了因基質厚度不足而導致植物種類偏少的問題。

4.8 鋪設屋頂綠化草毯

輕質種植基質雖然具有較顯著的應用效果，但其質地較輕，在強風作用下易導致種植于該處的植物失穩。對此，引入屋頂綠化草毯，將其鋪設到位后可有效緩解輕質營養土所存在的缺陷，保證植被具有較高的存活率。

屋頂綠化草毯集多重細分結構于一體，植物纖維為基底部分，還配置有定型網等材料，具體結構組成如圖1 所示。

取適量屋頂綠化草毯，將其緊密鋪設在基質層后，有助于提高抗風及防水的能力，在固化地表、涵養水分等方面均具有顯著的應用效果。在鋪設施工時，需要全面整理基層，將屋頂綠化草毯緊密鋪設到位，用專用固定釘加固，為滿足穩定性要求，每1m2的固定釘數量應達到1 個或更多。草毯的搭接寬度應達到5cm 及其以上，收邊處可設置錨固溝（采取寬度和深度均為20cm 的控制標準），于該處回填原土并壓實。

4.9 栽培植被

以低矮灌木和草坪為主體植物，配套適量的小型喬木等，構成較豐富的植物小系統。植物應具有抗風、耐高低溫、適應性強等多重優勢。在喬灌木種植工作中，需嚴格控制種植深度，較為適宜的是地上固定法或地下固定法。在草本植物種植過程中，需加強對根系的防護，以免因根系受損而影響植物的生長狀態。高矮植物混種時，按照先高后矮的順序依次種植到位。

4.10 養護管理

在草坪上播種，表土5cm 應維持濕潤的狀態，在此條件下使幼苗生長至3～5cm 且覆蓋率達到50%或更高，隨后可隨著植物的生長而逐步減少澆水頻率。根據植物的生長特性選擇澆水時間，較為適宜的是10 時和16 時，在陽光照射強度較大時不宜噴水，否則易發生植物生理性缺水問題，反而影響植物的正常生長。

屋頂綠化草毯鋪設到位后，不可隨意揭開，以保證草坪能夠自然生長。幼苗萌發過程中易滋生雜草，需由管理人員及時清理；成坪后適時修剪，使草坪維持平整狀態。正常情況下無需追肥，使植被正常生長即可；若因特殊情況而需追肥時，則以氮肥為主。施肥時間也有所講究，以夏末或秋季為宜，但在秋季施肥時不宜選擇氮肥。施肥后定期澆水，以免燒苗。

5 混凝土種植屋面施工期間的注意事項

（1）屋面板澆筑后，采取雙面養護措施，有效控制混凝土與外部環境的溫度差和濕度差，以免因差值過大而出現裂縫等質量問題。

（2）屋面的防滲漏水平將直接影響到建筑的整體使用效果，是屋頂花園耐久性施工中的關鍵內容。對此，在屋面結構層經過28d 養護后，需組織至少48h 的閉水試驗，分析屋面的抗滲漏水平，及時發現問題并正確處理。

（3）混凝土振搗過程中應控制好力度，不可出現漏振（引發蜂窩麻面等質量問題）或過振（混凝土離析等）的情況。

（4）結構層上應設置根阻層及濾水層，前者以瀝青細石混凝土為施工材料，后者可選擇商品塑料排水板。若屋面施工的工程量較小，可選用粒徑30-50mm 的碎石，將其盲排至屋面檐溝處，此舉可達到高效排水的效果。但施工期間應在屋面雨落管接口處預留集水井，目的在于避免土體堆積堵塞現象。

6 結語

在綠色、環保發展理念的引導下，城市進程中更加注重對建筑的優化，種植屋面成為重要的突破口，其彰顯出顯著的生態效益和經濟效益，可以優化城市景觀、改善城市環境品質，實現自然與人類文明產物的有效融合。具體至本工程中，自種植屋面改造工程竣工后，其在后續使用階段無滲漏等異常現象，植被生長狀況良好，符合預期要求，所提的方法具有可參考價值。