世界上最大覆土建筑群——衢州體育中心在10月迎來(lái)首秀。這座“隱身”建筑，以結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計(jì)精美著稱(chēng)，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(chǎng)館覆土實(shí)現(xiàn)建筑“隱”身
浙江衢州體育中心是一座“隱形”的體育場(chǎng)館。由“一場(chǎng)三館”組成：3萬(wàn)座體育場(chǎng)、1萬(wàn)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(huì)場(chǎng)承接將于10月22日舉辦的浙江省第四屆體育大會(huì)開(kāi)幕式。
建筑大師馬巖松運(yùn)用“山水建筑+運(yùn)動(dòng)主題+生態(tài)低碳”三者融合的設(shè)計(jì)理念，將體育場(chǎng)館“隱”于起伏的山丘下。山丘小路交錯(cuò)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(jì)了平臺(tái)或天窗使自然光直達(dá)室內(nèi)，也可實(shí)現(xiàn)建筑的自然通風(fēng)。
為實(shí)現(xiàn)建筑主體的“隱”身，設(shè)計(jì)師將整個(gè)“一場(chǎng)三館”都進(jìn)行了覆土綠化。覆土面積將達(dá)到28萬(wàn)平方米，是世界上最大的覆土建筑群。為達(dá)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(wèn)題。上海寶冶投資控制公司衢州項(xiàng)目公司總經(jīng)理董標(biāo)說(shuō)：“山體最大坡度將達(dá)到1:3，覆土最厚可達(dá)3米，如何防止這么大體量的覆土滑移，是一個(gè)世界性的難題。種植草的根系不發(fā)達(dá)抓不住土壤，容易造成水土流失，根系太發(fā)達(dá)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。”
為了克服難題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)深入剖析建造過(guò)程中技術(shù)和管理的重點(diǎn)與難點(diǎn)，通過(guò)草坡實(shí)驗(yàn)，在綜合落地性、可行性和經(jīng)濟(jì)性的前提下對(duì)土壤、草種、施工方式不斷進(jìn)行組合，確定最適合的土壤、草種。在施工階段，設(shè)計(jì)師駐場(chǎng)指導(dǎo)，對(duì)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(yùn)用BIM（建筑信息模型）建模將每個(gè)部位標(biāo)高測(cè)定，對(duì)材料進(jìn)行定尺加工，減少施工誤差，力求整個(gè)覆土草坡結(jié)構(gòu)所包含的13道工序按照?qǐng)D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(diǎn)以外，該場(chǎng)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(chǎng)中的60塊片墻、8個(gè)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(chǎng)館中，隨處可見(jiàn)天然去雕飾的“素顏”之美。
然而，為達(dá)到這來(lái)之不易的“素顏”效果，施工途中遭遇到不少“攔路虎”。該場(chǎng)館總工程師蔡鮮平介紹說(shuō)，該項(xiàng)目有60塊片墻，都是不規(guī)則的異形曲面。密肋梁由396個(gè)構(gòu)件組成，每個(gè)構(gòu)件尺寸、弧度都不一樣，其中單個(gè)最大的構(gòu)件重達(dá)70噸，都要求清水混凝土澆筑。體育館有8個(gè)異形出入口，最大的跨度達(dá)42米，遠(yuǎn)大于常見(jiàn)的6米跨度。
由于對(duì)清水混凝土配合比設(shè)計(jì)、施工工藝等接觸較少，為滿(mǎn)足施工要求，項(xiàng)目部成立了清水混凝土試配試驗(yàn)設(shè)計(jì)組，從基礎(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)開(kāi)始進(jìn)行試驗(yàn)，組織技術(shù)人員外出考察，外出做試驗(yàn)時(shí)一待就是一整天。從清水混凝土配合比設(shè)計(jì)開(kāi)始至確定樣板試驗(yàn)墻配合比，共耗時(shí)2個(gè)月，初步擬定C50清水混凝土配合比來(lái)制作試驗(yàn)塊。經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)單位交流溝通，該項(xiàng)目清水混凝土顏色擬定為淺青灰色。
在此基礎(chǔ)上，項(xiàng)目部進(jìn)行了5面試驗(yàn)墻的澆筑，旨在驗(yàn)證施工過(guò)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(qiáng)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(guò)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(jìn)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(gè)不規(guī)則的大面積異形曲面，對(duì)項(xiàng)目部清水澆筑的“繡花”功夫構(gòu)成巨大考驗(yàn)。蔡鮮平回憶道，在模板深化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，工作人員制造出兩塊高7.5米、橫長(zhǎng)12.5米、厚度分別為0.8米和2米的試驗(yàn)片墻。同時(shí)，充分考慮工程結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)等，并驗(yàn)算模板和支撐的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性。在施工過(guò)程中，以BIM技術(shù)進(jìn)行模型建模放樣，各種尖端設(shè)備齊上陣，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化排版，快速加工開(kāi)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(shí)現(xiàn)雙贏。
編織混凝土“鳥(niǎo)巢”穹頂
深入體育館內(nèi)部，其穹頂為跨度130米、重量達(dá)1.3萬(wàn)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(jìn)行包裹，呈現(xiàn)其自然的紋理效果，人們抬頭就能看見(jiàn)編織式的“鳥(niǎo)巢”結(jié)構(gòu)。光影從梁與梁之間的“縫隙”預(yù)留孔射進(jìn)場(chǎng)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(shí)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(diǎn)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與專(zhuān)家進(jìn)行了數(shù)輪探討，方案經(jīng)過(guò)數(shù)次推翻，最終敲定采用“雷達(dá)掃描”式滿(mǎn)堂胎架安裝與內(nèi)部吊裝的模式進(jìn)行密肋梁施工。蔡鮮平介紹說(shuō)，整個(gè)穹頂由468個(gè)密肋梁構(gòu)件組成，最重的達(dá)105噸，為此需要設(shè)置大量支撐胎架，同時(shí)利用大噸位的履帶吊進(jìn)行吊裝。為避免大量的支撐塔架與吊車(chē)碰撞，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將整個(gè)穹頂按經(jīng)線(xiàn)弧度分為36個(gè)單元，一個(gè)單元中由上至下的6個(gè)單元、一個(gè)單元中由上至下的6個(gè)構(gòu)件作為一個(gè)整體進(jìn)行驗(yàn)算復(fù)核胎架穩(wěn)定性，然后進(jìn)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(gè)單元的吊裝施工，如同雷達(dá)掃描一般編制完所有“鳥(niǎo)巢”結(jié)構(gòu)。
經(jīng)過(guò)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的反復(fù)推敲實(shí)驗(yàn)以及2年多時(shí)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(huì)開(kāi)幕式上精彩亮相。
摘自《中國(guó)建設(shè)新聞網(wǎng)》王婧
