高海拔森林環境中的民居施工

丁俊濤 韋人杰

上海建工七建集團有限公司 上海 200050

某偏遠地區小康示范村是援助西藏地區建設的重點項目之一，該工程建設旨在助力高海拔農牧民扶貧搬遷，改善居民生活條件，致力于將項目打造成住房生態、生活便捷、山水文化、特色鮮明的現代生活區，通過采用落地化的施工技術和精細化的資源信息統籌，體現高標準的建設速度、管理水平和質量要求[1-2]。

1 工程概況

某高海拔地區小康村項目位于西藏自治區日喀則市某縣原始森林地帶，場地四周環山，東鄰河道，西鄰某公路。本工程占地面積25 426 m2，總建筑面積6 556.6 m2。項目主要由28棟單體住宅（其中1套為教師宿舍），游客服務中心、文化中心、幼兒園、派出所、村委會、衛生室及小學教學點等配套公建組成。本工程28戶民居住宅結構設計采用“筏板基礎＋冷彎薄壁型鋼體系”，2棟公共建筑則采用“杯型筏板基礎＋重鋼框架體系”。

2 項目建設特點、難點分析

2.1 項目地理位置偏遠，水電、通信配套落后，規劃與施工存在極大難度

1）擬建地點三面環山，東鄰河道，總體上地勢由北向南、由西向東呈緩坡形式降低，地表相對高程一般為2 072.78～2 088.75 m，南北側相對高差約24.07 m，場內地質條件以塊石、卵石為主要分布，地基密實度較差（圖1）。

圖1 項目踏勘實景

2）建設地點周邊無給水、排水、電力、通信等配套設施，紅線外道路建設尚不成熟，資源組織調配和安全文明施工落地難度大，建設過程非常棘手。

3）建設地點位于邊遠地區，相關水文、地質、氣象成果尚不成熟，需要在各種未知的環境條件下，確保防水、防潮、保溫、隔聲、節能環保等各類用戶體驗功能，兼顧項目緊湊的施工周期，打造示范性的藏式風情的小康村。

2.2 環境因素不穩定，地質災害現象頻發

本工程所處原始森林地帶，每逢冰雪融化初期和雨季，伴隨河水水位頻繁劇烈的增減和沖刷，項目建設唯一主干公路沿途頻繁出現山體滑坡、泥石流、道路塌陷等地質災害現象。在這種特殊環境下，要全力推進項目建設，不僅要做好紅線內的安全生產管理，還需時刻關注紅線外的一切事故誘因和動向，同時要周全地策劃應急響應預案，充分落實救援應急物資（圖2）。

圖2 孤石滑坡實景

2.3 房型要求、景觀綠化、產業支撐等多方面需要深入調研

本工程為EPC總承包項目，工程規劃初期所面臨的最大難題是對西藏自治區的建設標準、藏族群眾的生活習性及如何支撐當地特色產業建設等方面較陌生，房型要求、景觀綠化、產業支撐等多方面需系統排摸和深入調研。

3 用戶反饋式深入調研

實施過程中，通過成立專項調研小組，深入藏族群眾家中，進行“體驗式”的入戶調研，明確住戶的相應需求，采集住戶的各種生活細節，堅持“宜農則農、宜牧則牧、宜游則游”的建設理念，依托各地資源稟賦和邊境地區自身實際發展的特色優勢產業，以產業建設共同推動融合發展。戶型與建筑功能方面，提前繪制戶型圖，通過深入上百戶擬搬遷的藏族群眾家庭，對各住戶的實際需求和意見形成如下成果：

1）廁所可以采用水廁，并配置馬桶。淋浴間內洗澡設備均需要設置。二樓可不布置廁所。

2）廚房一般使用煤氣罐。

3）餐廳、客廳傾向藏式風格，其余可傾向漢式風格。

4）陽臺、院子、閣樓、屋面等布置均合適。

5）院子入口希望足夠寬闊，可供車輛駛入。

6）爐子及空調等采暖設備可預留管線洞口，后續由居民自行安裝。

7）墻面有足夠承載力，可以掛裝飾物件。

8）一樓地面采用瓷磚，二樓地面采用木地板。

9）陽臺需有足夠的采光，可不布置陽光棚。

10）圍墻建議2 m高，對飾面無特殊要求。

藏式元素方面，專項小組通過調研走訪某縣各鄉鎮的本土建筑特點，確定以藏紅色、乳白色及深黃色等三個主要色調作為建筑外觀的基調。之所以以此三種顏色為主色調，離不開歷史人文和宗教信仰對西藏人民長久的影響，如象征著吉祥如意的白色、象征著莊嚴的紅色，往往作為建筑的底色展現，而黃色則常常以輔助色，出現在屋檐、窗檐及各種花紋線條之上；而在取材方面，本土較老舊的藏式建筑用材大多就地取材，選用原石、磚瓦砌筑而成，其外觀表現陳舊，抗震、保溫、防水等性能較差，卻極具藏式風格；而近代建成的藏式建筑，往往采用混凝土現澆和真石漆的形式，經高原地區強烈的紫外線長期照射，建筑外觀多處出現開裂、脫皮等通病，后續呈現效果不佳。專項小組通過對建筑色彩、取材用料等方面的優、劣勢對比，形成較有成效的數據資料，為后續的建筑結構體系比選作了重要鋪墊（圖3）。

圖3 某鄉鎮建筑外立面取景

景觀綠化方面，按照“由近及遠”的考察調研路線，首先排摸擬建地點周邊原始森林內生長的植物綠化。經實地踏勘和考察發現，擬建場地周邊原始森林內遍布較多云杉、冷杉等松科類喬木，其主要特點在于擁有較強的耐陰性和耐寒性。森林更深處則發現較多側柏、圓柏等針葉植物，此類植物通常全年常青，結球果并具針狀葉以適應高原地區大幅度氣候溫差的變化，通過匯總歸納這些植物的特征特性，作為此次綠化工程苗木品種選取的根基。后前往拉薩、日喀則等市級地區的各大苗木市場考察苗木的品種、品相及供應能力，結合縣域本土特色優勢苗木樹種，最終形成景觀提升改造方案。

經對西藏自治區各大綠化市場的資源情況排摸，諸如金葉榆、白榆等榆科類落葉喬木，香花槐、紅葉紫葉李等薔薇科落葉喬木，柳樹等楊柳科植物均可用于小康村項目建設，此類植物均屬耐寒、耐陰且適應性較強的品種，但因本土苗木市場普遍不具備冠徑、胸徑、高度達標的綠植，故從內地市場，如四川、重慶、西安等就近地區采購運輸至現場培育，而諸如冷杉、云杉、側柏、圓柏等松科類、針葉類苗木，則可從本土市場采購（圖4）。

圖4 項目建成實景

4 結構體系技術經濟比選

4.1 基礎結構比選

本工程所處地質環境是以第四系全新統沖洪積成因的卵石層構成，巖性組成為漂石、卵石、塊石、碎石、角礫以及少量砂質粉土、中細砂土，地質特征主要表現為地基承載力高，但壓實度不足，且該區位環境處于地震高發地帶，故基礎結構形式的整體穩定性成為重點關注的要素。

通過對常見幾種基礎形式（條形基礎、筏板基礎、獨立基礎）的分析，具體從施工周期、施工工藝、結構安全穩定性及成本投入等幾個維度進行比選，最終確認適宜本工程住宅和公建單體的基礎結構（表1）。

表1 3種常見基礎形式對比

通過比選發現，整澆筏板基礎在環境適應性、穩定性、施工周期、施工工藝和成本方面，均優于條形基礎和獨立基礎，尤其在此類密實度較差的地質條件下，筏板基礎的整體穩定性成為了比選的重點。通過計算分析筏板基礎的結構周期、振型方向以及位移比，進一步證明了筏板基礎的可行性和優越性。

4.2 杯型筏板基礎的模板安拆工藝

本工程創新設計了新型杯口模板安裝裝置，所要解決的技術問題在于通過對杯口部位模板水平向與垂直向的有效限位，精確控制杯口基礎的混凝土施工質量。

1）水平方向限位。利用2根木楞與杯口模板連接為一體，形成類似“轎子”狀的模板裝置，通過對木楞的固定防止澆筑過程杯口模板的水平位移；同時，木楞兩側設置鋼筋固定限位（圖5）。

圖5 水平方向限位示意

2）垂直方向限位。杯口模板底部設置馬凳筋，以控制杯口模板的插入深度，并可根據實際情況于木楞上堆積適當荷載，避免混凝土澆筑時模板上?。▓D6）。

圖6 垂直方向限位示意

3）整體脫模裝置與方式。杯口模板外包裹鋼筋籠，貫穿杯口頂部并與模板連接。鋼筋籠有利于杯口模板脫模時的均勻受力，可將杯口模板整體脫離混凝土，保障杯口模板不受損壞。而拆模時可在杯口上方搭設簡易三角支撐架，通過拆模支架上的手扳葫蘆將鋼筋籠和杯口模板拉起，實現整體脫離混凝土（圖7）。

圖7 杯口模板拆除示意

4.3 上部結構比選

本工程通過結構體系比選，綜合考量各體系在工期、成本、裝配率、抗震性能、環境適應性等維度的經濟技術優、劣勢，最終確認住宅單體和公共建筑的結構體系。

鋼結構體系在生產方式、勞動強度、工期、抗震性能等方面，具有工廠制作、現場安裝、主要依靠機械、工人勞動強度大幅降低、工期短、抗震性能好等優勢，而傳統結構體系（磚混或鋼筋混凝土）主要依靠現場直接施工，勞動強度大、工期長且較受天氣影響，抗震性能也差于裝配式。為此，確定采用鋼結構體系，并對純冷彎薄壁、鋼框架＋冷彎薄壁、鋼框架＋條板這3種鋼結構裝配式體系進行對比。通過對比，純冷彎薄壁安裝作業方式主要為干作業，基礎形式簡單、工期最短、造價較低，而鋼框架＋冷彎薄壁的結構形式雖然作業方式也為干作業，但是基礎形式復雜、含鋼量及造價較高。而鋼框架＋條板的結構形式主要為濕作業，工期較長，雨季影響大，造價比冷彎薄壁體系高。

結構比選的考量重點在于工期風險和屬地建設要求的契合度。擬建地點位于原始森林地區，該地區自5月步入雨季，直至9月脫離雨季，考慮到該時間段為本工程施工的黃金階段，若采用過多的濕作業工藝做法，必然將造成較大的工期滯后風險。同時，為契合西藏自治區關于小康村建設的要求，主張并大力推崇使用鋼結構裝配式建筑，故本工程舍棄傳統鋼筋混凝土框架結構的形式，最終確定以冷彎薄壁型鋼體系作為28棟住宅單體的結構形式（圖8），2棟公共建筑則采用“鋼框架＋冷彎薄壁”的形式（圖9），選擇最合適的結構形式。

圖8 住宅冷彎薄壁型鋼結構體系現場施工

圖9 公建鋼框架體系現場施工

該工程的鋼結構冷彎薄壁型鋼體系在住宅建筑上的應用，屬日喀則市首例。此類輕鋼結構的住宅體系，結構構件、裝飾面板材以及保溫防水材料均可標準化、定型化生產，結構構件質量輕、質量穩定、裝配率高、配套性好，十分利于背景工程所處惡劣環境下的現場拼裝。

冷彎薄壁型鋼體系在該工程的實際應用，也真實反映了其施工速度快的特點。經記錄考察，此輕鋼結構體系的施工周期較西藏自治區慣用的混凝土結構、磚混結構縮短1/3左右。在節能環保方面，住宅的鋼結構部分可全部回收利用，內嵌的建筑功能性材料也可大部分回收，建筑施工以干作業為主，垃圾輸出少，噪聲制造低，對本工程所處的原生態環境起到了較大的保護作用。

5 結語

在高海拔且極端惡劣偏僻的環境下策劃并精心組織施工，其過程是十分艱難的。小康村項目從無到有，從一片荒蕪到建筑林立而起。本項目的重心在于前期對各項建設要求的整合，在于化繁為簡、因地制宜地主導設計思想，在于“扎根當地，融入地方”全面地排摸和學習西藏自治區的人文歷史、藏民的生活習性及各類資源市場的情況。

以內地的規劃、設計、施工方式和思路來推進本項目建設，其結果往往是空洞且不具備說服力的。通過深入體驗式的入戶調研，真切感受擬搬遷用戶的生活習性和實際需求，能夠更高效、更優質地根除這一問題。本工程建設嚴格按照西藏自治區關于小康村建設的各項要求，緊緊圍繞“保障和改善民生，推進生態文明建設，推動產業發展”等核心理念，打造宜居宜業的全國示范性小康村，以舒適的居住環境、全面的配套設施，助力高海拔地區的農牧民搬遷，讓搬遷群眾“住得下、能融入、可致富”。