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日本挖下88米巨坑,今天我们造成世界奇迹

来源:瞭望智库(zhczyj)    2018-11-26 16:33:17

我们见过许多豪华五星级酒店,建得往往是一个比一个高(酒店卫生状况暂且不表)。然而,上海一家酒店却反其道而行之,往地下延伸了80多米。11月15日,花12年建造的世界唯一“深坑酒店”成为上海又一地标建筑。
  我们见过许多豪华五星级酒店,建得往往是一个比一个高(酒店卫生状况暂且不表)。

  然而,上海一家酒店却反其道而行之,往地下延伸了80多米。

  11月15日,花12年建造的世界唯一“深坑酒店”成为上海又一地标建筑。

  什么?深坑?

  相信很多人看到这家全球海拔最低的酒店时,脑海中都是一串大大的问号,这样的酒店不会被河水倒灌吗?不会被洪涝淹没吗?能防震吗?

  既然能耗时耗力造出来,肯定考虑到了各种潜在风险,克服了各种困难,也足见我国建筑队的实力。尤其是,这里面还动用了很多黑科技,光专利就获得了14项,解决了5项首创难题,甚至被北美地理频道称为“世界建筑奇迹”。

  这样的建筑奇迹,绝对美得360度无死角。

  从空中看▽

  
日本挖下88米巨坑,今天我们造成世界奇迹


  从侧面看▽

  
日本挖下88米巨坑,今天我们造成世界奇迹


  从底部向上看▽

  
日本挖下88米巨坑,今天我们造成世界奇迹


  酒店对面的瀑布幕墙▽

  
日本挖下88米巨坑,今天我们造成世界奇迹


  酒店外围,还有一座名为“深坑秘境”精灵之城的主题乐园。

  很难想象的是,这里原来是日本人留下的一处采石坑,深达近百米、周长千米,足足有五个足球场大小。

  采石坑怎么变成了一座青山相伴的超五星级酒店呢?今天我们就来聊一聊。

  1、“疯子”设计师的又一疯狂之举

  “深坑酒店”位于上海松江区佘山旅游度假区的天马山深坑。

  有“上海后花园”之称的佘山,早在宣统年间,就有民众在这里零星开采石料,抗日战争期间,该采石场被日军占领,用来挖石料修筑碉堡等。后来矿坑越挖越深,收集雨水后形成深潭,坑底面积约5个足球场大小,最深处深度约为88米,成为地表的一块巨大“伤疤”。

  2006年,世茂集团拿到了包括深坑在内的一块地,以往,这样的废坑会被改造成垃圾回收厂,但这个废坑有点特别——地处佘山旅游度假区,建垃圾场肯定不行。

  那么,填平再开发呢?似乎又有点可惜,崖壁有很多不错的绿植,悬岸上的自然风光也很迷人。怎样尽最大可能利用这些资源呢?

  他们最后突发奇想——干脆干一票大的,建造一家世界上独一无二的酒店!这种奇思妙想万不能交给一般的设计师,于是,他们请来了鬼才设计师马丁·约克曼。

  这位英国人非常有意思,最大的爱好就是在犄角旮旯里设计房子。他曾参与过迪拜帆船酒店的设计,让遍地黄沙的不毛之地拥有了世界奇观,无数人因为它而对迪拜心生向往。帆船酒店与天空融为一体的迷人造型,让英国一位记者发出感慨:“我已经找不到什么语言来形容它了,只能用7星级来给它定级,以示它的与众不同。”  

  许多人称马丁·约克曼是“疯子”设计师,但他却认为“人必须要有点疯狂,才能做出让别人觉得不可思议的事情。”

  当看到天马山的废弃巨坑时,他毅然决定为这个深坑做设计。他认为迪拜帆船酒店的奇迹同样可以在深坑崖壁间复制, 他的团队很快就拿出设计方案——一座18层的建筑,其中顶部两层为空中花园,而底部两层则完全浸入水下世界,入住水景房的客人,透过玻璃窗,就能看到鱼群游弋。

  这个源自我国太极图形的大胆设计,让所有人都为之兴奋,但内行人一眼便能看出其中的超高难度,简单来说就是,这样的“反向建筑”毫无先例可循——没有哪栋楼是盖在坑里的。很多解决问题的办法必然要自己去创造,毕竟在建筑上,一处不同,就会处处不同。

  业界甚至对马丁的设计产生了质疑。深坑是这座建筑的精髓,但同样也是所有难点的所在,哪怕有一个克服不了,都可能导致最终的失败,沦为业界笑话,深坑里真能矗立起一座建筑吗?

  2、300多人怎么在近百米的深坑中频繁上下?

  马丁·约克曼的确是建筑设计天才,然而天才只负责出想法,这可苦了各领域的工程师们了,他们要负责将近乎疯狂的设计变成现实。我国建筑工程师初次来到深坑时,发现万难中的第一个问题就是:怎么下到坑底?

  按理说,这根本不是事儿,可仔细了解就知道:直达坑底的是一条“Z字型”栈道,有220多个台阶,一个单程大约需要15分钟,安全起见每次只能走12名工人。高峰期时,大概有300多名工人要下去,还有工人要频繁上下搬运工具材料等,这就导致,有人虽然早上8点就来了,但快到中午都没能下到坑底!

  这一点都不夸张,88米相当于近30层的楼房,栈道远不如楼房的楼梯稳固,单靠这个进行人员输送,效率可想而知。

  按照惯例,这种情况最常用的方法是架设升降电梯,建筑界有丰富的超高层建筑经验,垂直运输不算难题,可在深坑绝壁上能架设升降电梯吗?很遗憾,不能。

  因为深坑的坑壁不是直的,而是一个接近于80度的斜坡,这时,建筑工地上随处可见的塔吊给了大家启发,将塔身用作垂直电梯的立柱岂不两全其美?这意味着要想架设电梯,必须从坑底竖起80多米的立柱。

  
日本挖下88米巨坑,今天我们造成世界奇迹


  这是一个大胆的创意,风险自然很大,因为塔身作为塔臂的平衡支撑点,必须承受垂直向下的压力,如果再充当电梯的立柱,那么移动的电梯会给它带来向外的拉力,如果左右受力不均,就容易导致倾覆。

  为此,项目团队不仅把80多米的塔身安放在牢固的基座上,还同时用上下四道拉杆与岩壁相连,为“无依无靠”的电梯立柱作了稳固措施。

  塔身上附着的四座电梯轿厢一次可搭乘32人上下往返。

  3、深坑酒店能抗震吗?

  随着垂直电梯的投入使用,人员与物资也陆续到位,等深底全部“水落石出”后,他们发现要在这里完成一个天马行空的创意,难度着实不小。

  老矿坑形状不规则,坑壁围岩表面凹凸不平,崖壁间怪石嶙峋,与倾斜弯曲的设计存在严重冲突。只能把多余的部分爆破清除。

  但不是简简单单炸掉就可以了,爆破后的岩体上还要修建筑,必须坚硬如初。所以,爆破不能破坏岩石原有结构,否则依附坑壁修建的建筑安全得不到保障。此外,爆破还不能破坏坑中的已有结构。工程设计师们就像在打“截拳道”,要在方寸之间完成“闪展腾挪”,稍不留意就会四处碰壁。

  究竟要怎么进行爆破呢?这就要用到最新的黑科技了。

  以往提到建筑行业,很多人印象中都是这样:噪声轰鸣,尘土飞扬,破旧的板房,杂乱的现场,仿佛跟科技搭不上边。

  可事实上,建筑行业是科技运用较多的领域,材料学、信息技术、结构力学等时刻贯穿其中,很多新技术也悄无声息地渗透到了建筑业,其中最具代表性的就是建筑信息化模型(即BIM技术)。

  它能通过三维数字技术模拟建筑物所具有的真实信息,在工程开工前,先在电脑上模拟一遍施工过程,看看存在什么问题。

  要进行模拟就要有像钟表一样精密的数据,而采集数据的装备也必须非常先进,比如“放线机器人”,工程设计图都用数据的形式输入到这台放线机器人的终端,机器人也能迅速在岩壁上找到设计图对应的点。

  还有“三维激光扫描”,能获取岩壁表面各点的空间坐标,然后由获得的测量数据构造出三维模型。三维模型建立后,工程人员就可以精确选择崖壁爆破点,以及爆破量。

  BIM技术还用来评估抗震性,工程人员将地质勘探结果以及酒店工程结构设计输入计算机,然后进行一系列模拟测试,反复检查建筑设计的强度,前后经过了2年多论证,最终确保深坑酒店能扛住九级以上地震。

  此外,酒店的土建、机电、幕墙、装饰建模等都用到了这一技术。

  4、七万多方混凝土怎么运送到坑底?

  随着坑里的建筑开始向上生长,混凝土也开始向坑底输送,建深坑酒店大约需要七万方混凝土,这看似简单的输送,却让项目负责人十分头疼,因为向深坑输送这么多混凝土,国内外都没有可借鉴的技术。

  如果光靠塔吊运送,按照正常速度,差不多需要10年时间,但主体建筑的工期只有3年,如果这个问题无法解决,就没法正常推进。后来,深坑发生的河水倒灌,给了施工人员启发,能不能设计一个垂直管道,让混凝土从坑顶直接滑到坑底,来个“一溜到底”!

  可用这种方法输送混凝土的时候,吓了现场的施工人员一跳——沿80多米管道垂直坠落的混凝土,重力加速度几乎接近子弹出膛速度,就跟机关枪扫射一样,噼里啪啦!其实想想就知道,即便一枚石子从近百米高的地方扔下去,落到底部也会把几毫米的钢板打出坑。

  更糟糕的是,混凝土中的石子与砂浆在快速下降时完全分离,混凝土已经不是混凝土了,根本无法用于浇筑,“一溜到底”导致了飞沙走石,这样还如何实施?

  工程师们认为,解决飞沙走石的最佳方法也许是将直道改成之字形的弯道,通过弯壁阻力将高速下滑的混凝土缓冲下来,然而问题解决了吗?并没有。

  弯曲容易造成管道堵塞,而长达80多米的管道,一旦清理起来非常麻烦,一般会花费一个晚上,才能保证第二天工程的继续进行。

  工程师们接着想办法,也许混凝土下滑管道的设计已经达到极限,现在唯一可以调整的是砂石、水泥以及添加物的混合比例,既能保证混凝土顺利下滑,又不会降低其粘合性、抗压性。

  为了取得这个神奇的配比参数,材料工程师进行了3个多月马拉松式的试验,最终,重新配比的混凝土,从之字形的管道匀速滑落后,其强度、硬度完全符合最初设计要求,输送量也足以应付高峰期的使用。

  b]5、军事侦察的红外探测技术也用上了[[/b]

  混凝土的问题解决了,其他的问题又接踵而至。整个建筑由230根巨型钢柱做承重梁,中空钢管浇筑混凝土后形成庞大骨架,支撑起整个建筑,但深坑酒店是贴合不规则岩壁而建,算是一个异形建筑。

  这意味着,弯曲的钢管会给混凝土浇灌制造很大麻烦,即使里面有很微小的缺陷,也会严重影响钢管的支撑力。有什么方法能排除这致命的风险呢?

  按传统方法,工人会用榔头敲击钢柱,依靠声音虚实来判断钢柱内混凝土的密实程度,但深坑酒店有230根钢柱,肯定不能靠这样的方式来一一排除风险。

  新难题不仅考验着建设者的智慧,同时也促使工程装备的升级,于是,被广泛应用于军事侦察的红外探测技术,引进到了工程建设中。

  如果密实程度不同,混凝土表面的温度就会不同,从而导致散出来的红外线强度有较大区别。

  想法是好的,但在实际的操作中,这套高科技设备要与建筑工程匹配还是有一定差距。工程师们发现,受外界气温影响,钢管内部温度也会随之发生变化,同一根钢管,在不同时间、不同季节测出的热成像数据根本就不一样。

  就此,工程师们花了一年时间,进行了上百次数据推算,终于得出一套较为稳定的参数,用于检测后发现骨架合格。

  但挑战远没有结束,等到深坑酒店有了基本的全貌后,就差一座“空中花园”来封顶了。但这座8000多平方米、等同于一个足球场大的花园,只有矿坑顶部的一个支撑点。

  设计人员决定将另一支撑点搭在岩壁上,然而,这却引起了专家们的争议,因为地基受力后很可能产生位移、坍塌,这时岩土专家出场了。岩土专家认为,深坑酒店的垂直中心,几乎落在了垂直的岩壁上,这给下面的火山岩造成了巨大压力,可是坑底的岩石常年被水浸泡,早就软化了!

  这让加固方案变得更加艰难。岩土专家经过一系列压力测试,复制百年内能出现的最高地震的挤压力,最终发现,坑内硬度极强的安山岩可用作基石。

  6000多根锚索打入了安山岩中,建筑支撑点终于有了着落。

  像上面这样的难题,工程师们不知道解决了多少个,12年中很多人也从小鲜肉熬成了老腊肉。

  对于我们这些“门外汉”来说,很多问题乍一看没什么难度,其实是“隔行如隔山”,我们往往把问题想得过于简单了。

  由此我们也能看到我们的工程师们在建筑时,所进行的周密思考,以及不断的创新。

  外围的建筑是这样,内部的装潢设计更是像是绣花一样,精雕细琢。

  连设计师马丁都忍不住感慨起我们的设计师:“解决问题的方法让人惊叹,从我设计初稿的那天开始,我从来没有一刻怀疑过这个建筑最终将被完美建成,事实也证明我的判断是正确的。”

  6、这才是“深坑酒店”的最大意义!

  “深坑酒店”耗资大,建设周期长,有消息指出,酒店及其周边整体造价高达20亿元。

  有业内人士认为,靠着网红的标签,必然可以让“深坑酒店”一炮打响,但高投资就意味着回报压力大,当前一线城市高端酒店林立,网红“深坑酒店”的流量能持续多久,还有待观察。

  库叔认为,“深坑酒店”建成的最大意义,不是让上海多了一个地标,更不是多了一座炫酷的酒店,而是开辟了矿山修复的新途径。

  有数据显示,在我国,大大小小的废弃矿山大概有14万座,占地达数百万公顷,这些矿山曾为我们提供能源资源,却因破坏性开采而成为大地的“伤疤”。

  对于一个人多地少的地方来说,这样土地损毁现象让人痛心疾首。这些地方很多都不能再正常耕种,不宜人居,也很难绿化。如何治理废弃矿山的土地,就成了迫在眉睫且艰巨的任务。

  近几年,我国投入大量资金进行矿山复垦,有些地方也开始重视废弃矿山的修复。比如,2018年,山东推出3亿元奖励矿山治理;内蒙古自治区安排资金15亿,治理矿山地质环境破坏面积1.3万公顷。

  但一直以来,治理废弃矿山的模式都比较单一,无非就是利用矿山土地建矿山遗址公园、或改为仓库、进行简单绿化,或种植一些经济作物,然而实事求是地讲,效果并不明显。欧美的矿山土地复垦率已达70%以上,而我国只有20%左右。

  究其原因,除了资金不够、相关制度建设相对滞后外,思路和创意不高是一大因素。

  比如,外国人在矿山上建遗址公园,我们也依葫芦画瓢,大肆建起了矿山遗址公园,一度曾达到上百座,虽然其中不乏精品,但大多数却是投资巨大,公园设计乏善可陈,运营情况举步维艰。

  这说明,很多地方在治理废弃矿山问题上,着眼的是治“废”,而没有实实在在的创新。

  这一点也体现在技术上,近20年来,国外研发出很多相关前沿技术,包括利用微生物加速矿山废弃地植被建立、酸性排土场酸性水防治系统化技术、表土剥离和堆存工艺技术等。而我国的矿山复垦在这方面还是有差距的。矿区复垦不能对其只做简单修复,而应该最大化地提升矿区的利用价值。

  这样看来,“深坑酒店”算是将环保设计与旧工业区改造合二为一的经典案例。酒店设计者马丁也说:“地标建筑,不在于雄伟,而是融于自然。”

  的确,“深坑酒店”豪华又高档,不是谁都能去住上一晚的,但绿色发展的理念和创意却能实实在在造福万代,也会让越来越多的“疤痕”变成闪耀的“瑰宝”!认同请点下方大拇指(本文观点仅供参考,不代表中金在线立场)(来源:瞭望智库(zhczyj),作者库叔,获授权转载)

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