混凝土种植屋面改造相关技术分析

王 蕾 王 勇 李泽宇 王钰莹 刘佳乐

（吉林建筑科技学院， 吉林 长春 130111）

水泥是构成建筑工程实体的关键组成要素，通过与其它材料的混合可制得混凝土，现阶段的水泥种类丰富，以民用建筑屋面结构为例，为保证其具有抗裂、抗渗的特性，在传统方式的基础上提出混凝土种植屋面的全新方案，以期彰显出其绿色环保的特性。在应用合适的混凝土介质后，有助于提高屋面的综合应用效果。

1 工程概况

某市房山区政府第三办公区种植屋面层高15.60m，面积约5000m2，为花园式屋顶绿化工程。根据功能需求，共规划为4 个区域，即心语园、喧嚣园、聆听园和游思园，分别在各区域构建景观工程，以融合成兼顾质量要求、审美要求及环保要求的综合型活动空间，改善建筑人居环境。

2 混凝土种植屋面的主体设计思路及具体材料

根据该工程既有建筑的结构特点，可知其原为混凝土平屋面，在采取改造措施后使其升级为种植屋面，包含多个层次，具体有：普通防水层，3mm+3mm 厚Ⅱ型SBS 改性沥青防水卷材，选择此类材料的原因在于其低温柔性较好，能够有效抵御温度所带来的不良影响；保护层，以M15 水泥砂浆为原材料，层厚30mm；耐根穿刺层，以聚氯乙烯防水卷材为主，经铺设后成型，厚度1.5mm；排蓄水层，采用的是HDPE 排蓄水板，在屋面紧密铺设到位，厚度20mm；过滤保湿层，采用的是规格为250g/m2的土工布材料，将其紧密铺设至屋面上；出于最大限度降低屋面荷载的目的，掺入草炭土、珍珠岩等种植基质，在降低自重的同时给植物的生长提供充足的养分支持；考虑到风力等级过高时易发生基质被风吹散的情况，增设KLD 屋顶绿化专用草毯，作为种植屋面改造领域的前沿材料，其具有保水、防风等多重应用效果；根据现场气候特点以及基质特性选择植被，以具有耐干旱、抗高温、耐寒特性的植被为主，主要为低矮地被与草坪，在此基础上辅以适量小型乔木等，形成具有层次化特性的植物体系。

3 混凝土种植屋面改造的主要问题及解决思路

根据种植屋面的实际特点，确定主要的问题并提出解决思路，具体有：

（1）防排水问题。种植屋面在强降雨天气下易发生雨水大范围聚集的现象，若缺乏行之有效的防排水措施，易影响植物的正常生长状况。对此，需以屋面结构为立足点，配套多道防排水系统，提高种植屋面的水分涵养水平。

（2）荷载问题。安全是混凝土种植屋面改造工作的首要追求目标，具体需考虑到屋面结构荷载问题，要求土壤具有容重小、疏松透气的特点；在创建景观小品时，宜选择轻型材料，并优先将其设置在梁、柱等承重结构的上方。

（3）抗风问题。因建筑高度的原因，屋面的风力普遍高于地面，易影响到植物的正常生长状态。对此，在确保原屋面防水结构维持完整的同时，还需考虑到构架间的稳定性问题，提高整体抗风水平。

（4）植物方面。植物在屋面环境中生长时易出现长势偏弱甚至枯萎的问题。对此，以现场气候环境为立足点，合理选择植物，要求其具有喜光、耐寒、抗风、适应能力强的特性。通常，草坪和花卉为优先选取对象，在该主体上增添适量的花灌木和小乔木，以丰富植被类型。

4 混凝土种植屋面改造的施工技术

4.1 铺设防水层

（1）基层处理。原屋面采取的是满铺屋面砖的方式，局部存在松动或破损的现象，需将该部分清理干净，根据砖缝的实际情况合理修补，以保证防水基层具有平整性与稳定性。各转角均设置成圆角形式，圆弧半径至少达到50mm；基层存在灰尘或油渍时，对其做全面的清理，保证其维持洁净的状态；后浇带裂缝宽度达到10mm 时，将其凿成宽30mm、深20mm 的u 形沟槽，再清理凿除施工期间产生的杂物，洒水润湿后喷防水剂，铺上水泥砂浆以达到找平的效果。

（2）Ⅱ型SBS 改性沥青防水卷材的施工。基层处理环节选择的是冷底子油，在刷涂时应保证各处具有均匀性。考虑到阴阳角及出屋面管根等区域易发生渗漏的情况，在处理时应对该部分采取加强措施，即设置宽度至少达到500mm 的附加层，不可出现空鼓现象。根据Ⅱ型SBS 改性沥青防水卷材的特性，可采取满粘法，长边、短边搭接量分别设为100mm、150mm；搭接缝较为薄弱，该处应有熔融状沥青溢出，以保证缝内沥青可填充密实；以卷材宽度为参照基准，要求两层卷材长边错开量达到该值的1/3 或适当增多，短边错开以1.5m 为宜。待卷材均铺设到位后，组织蓄水试验，要求实际蓄水高度至少达到20mm，持续时间至少达到24h，期间不可出现渗漏现象。若无误，则进入防水保护层施工环节，否则需视实际情况正确处理。

4.2 防水保护层施工

以M15 水泥砂浆为施工材料，设置厚度为30mm 的防水层，增设防裂钢丝网，表面出现泛浆现象后将其抹平，按6m×6m 的尺寸标准依次分格。

4.3 铺设耐根穿刺层

以聚氯乙烯防水卷材为施工材料，按从低到高的顺序紧密铺设，搭接宽度至少达到100mm，在采取热熔焊接工艺时所形成的焊接宽度应达到60mm或更多，以保证卷材具有稳定性。大面积焊接施工区域所用设备以自动热风焊接机为宜，细部可采用手持风焊枪。随屋面植物的生长，其根系易从女儿墙等立面结构的侧边深入至建筑物中，因此在立面施工时需上翻300mm。

4.4 铺设排蓄水层

以HDPE 排蓄水板为基础材料设置排蓄水层，排水板环状口朝上，通过扣合的方式将其搭接成完整且平顺的整体结构层。铺设到位后，应增设过滤层，目的在于避免水泥等杂物堵塞孔道的情况。

4.5 铺设过滤层

以土工布为施工材料，铺设到位后形成过滤层，能够隔绝基质，以免其进入排蓄水层。过滤层应设置在排蓄水层的上方，向建筑侧墙面适当延伸，保证其进入基质表层下方的深度达到50mm。在设置过滤层后，可在其上方铺设操作板，以便后续施工作业可高效开展。

4.6 铺装园路

铺装施工以防腐木栈道为主体结构，配套适量的花岗岩块石，采用与地面铺装相同的方法完成园路铺装作业。园路具有承担活荷载的作用，在铺设时需要使其贯穿整个铺面，同时宜设置在排蓄水层与过滤层间，以提高排水效率。

4.7 回填种植基质

种植基质可以达到稳固植物、提供营养的效果，保证植物可健康生长。本项目中选择的是草炭土、种植土、珍珠岩、蛭石等材料，将其按特定的比例混合于一体，形成轻质营养土，其在保水状态下的容重约650kg/m3。该混合营养土的质地较轻，有助于增加基质层的厚度，在部分区域其厚度可达到60cm，从而给小型乔木的种植创设了良好的条件，解决了因基质厚度不足而导致植物种类偏少的问题。

4.8 铺设屋顶绿化草毯

轻质种植基质虽然具有较显著的应用效果，但其质地较轻，在强风作用下易导致种植于该处的植物失稳。对此，引入屋顶绿化草毯，将其铺设到位后可有效缓解轻质营养土所存在的缺陷，保证植被具有较高的存活率。

屋顶绿化草毯集多重细分结构于一体，植物纤维为基底部分，还配置有定型网等材料，具体结构组成如图1 所示。

取适量屋顶绿化草毯，将其紧密铺设在基质层后，有助于提高抗风及防水的能力，在固化地表、涵养水分等方面均具有显著的应用效果。在铺设施工时，需要全面整理基层，将屋顶绿化草毯紧密铺设到位，用专用固定钉加固，为满足稳定性要求，每1m2的固定钉数量应达到1 个或更多。草毯的搭接宽度应达到5cm 及其以上，收边处可设置锚固沟（采取宽度和深度均为20cm 的控制标准），于该处回填原土并压实。

4.9 栽培植被

以低矮灌木和草坪为主体植物，配套适量的小型乔木等，构成较丰富的植物小系统。植物应具有抗风、耐高低温、适应性强等多重优势。在乔灌木种植工作中，需严格控制种植深度，较为适宜的是地上固定法或地下固定法。在草本植物种植过程中，需加强对根系的防护，以免因根系受损而影响植物的生长状态。高矮植物混种时，按照先高后矮的顺序依次种植到位。

4.10 养护管理

在草坪上播种，表土5cm 应维持湿润的状态，在此条件下使幼苗生长至3～5cm 且覆盖率达到50%或更高，随后可随着植物的生长而逐步减少浇水频率。根据植物的生长特性选择浇水时间，较为适宜的是10 时和16 时，在阳光照射强度较大时不宜喷水，否则易发生植物生理性缺水问题，反而影响植物的正常生长。

屋顶绿化草毯铺设到位后，不可随意揭开，以保证草坪能够自然生长。幼苗萌发过程中易滋生杂草，需由管理人员及时清理；成坪后适时修剪，使草坪维持平整状态。正常情况下无需追肥，使植被正常生长即可；若因特殊情况而需追肥时，则以氮肥为主。施肥时间也有所讲究，以夏末或秋季为宜，但在秋季施肥时不宜选择氮肥。施肥后定期浇水，以免烧苗。

5 混凝土种植屋面施工期间的注意事项

（1）屋面板浇筑后，采取双面养护措施，有效控制混凝土与外部环境的温度差和湿度差，以免因差值过大而出现裂缝等质量问题。

（2）屋面的防渗漏水平将直接影响到建筑的整体使用效果，是屋顶花园耐久性施工中的关键内容。对此，在屋面结构层经过28d 养护后，需组织至少48h 的闭水试验，分析屋面的抗渗漏水平，及时发现问题并正确处理。

（3）混凝土振捣过程中应控制好力度，不可出现漏振（引发蜂窝麻面等质量问题）或过振（混凝土离析等）的情况。

（4）结构层上应设置根阻层及滤水层，前者以沥青细石混凝土为施工材料，后者可选择商品塑料排水板。若屋面施工的工程量较小，可选用粒径30-50mm 的碎石，将其盲排至屋面檐沟处，此举可达到高效排水的效果。但施工期间应在屋面雨落管接口处预留集水井，目的在于避免土体堆积堵塞现象。

6 结语

在绿色、环保发展理念的引导下，城市进程中更加注重对建筑的优化，种植屋面成为重要的突破口，其彰显出显著的生态效益和经济效益，可以优化城市景观、改善城市环境品质，实现自然与人类文明产物的有效融合。具体至本工程中，自种植屋面改造工程竣工后，其在后续使用阶段无渗漏等异常现象，植被生长状况良好，符合预期要求，所提的方法具有可参考价值。