园林工程施工技术指南-瀑布工程施工指南

知识点:了解瀑布工程的基础知识,掌握瀑布施工的工艺流程和验收标准。

能力点:能根据施工图进行瀑布的施工、管理与验收。

任务描述

瀑布是一种自然现象,是河床造成陡坎,水从陡坎处滚落下跌时,形成优美动人或奔腾咆哮的景观,因遥望下垂如布,故称瀑布。

如图4.24、图4.25所示为某小区瀑布平面及立面图,根据图纸的设计要求完成施工任务。希望通过学习后能明确瀑布及跌水的形式及特点,熟悉瀑布及跌水的结构图,掌握瀑布施工流程及各种施工工艺特点。能够指导施工人员完成瀑布工程施工。

图4.24　某小区瀑布平面图

图4.25　某小区瀑布立面图(单位:mm)

任务分析

人工瀑布常以山体上的山石、树木组成浓郁的背景,上游积聚的水(或水泵动力提水)流到落水口,落水口也称瀑布口,其形状和光滑程度影响到瀑布水态,其水流量是瀑布设计的关键。瀑身是观赏的主体,落水后形成深潭经小溪流出。其施工步骤为:现场放线、管线安装、顶部蓄水池施工、承水潭施工、瀑布落水口处理、瀑布装饰及试水。具体应解决好以下几个问题:

①正确认识瀑布与跌水工程施工图,准确把握设计人员的设计意图。

②能够利用瀑布与跌水的知识编制切实可行的瀑布与跌水工程施工组织方案。

③能够根据瀑布与跌水工程的特点,进行有效的施工现场管理、指导工作。

④做好瀑布与跌水工程的成品修整和保护工作。

⑤做好瀑布与跌水工程竣工验收的准备工作。

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一、瀑布工程

(一)瀑布的构成和分类

1)瀑布的构成

瀑布一般由背景、上游积聚的水源、落水口、瀑身、承水潭及下流的溪水组成。人工瀑布常以山体上的山石、树木组成浓郁的背景,上游积聚的水(或水泵动力提水)汇至落水口,落水口也称瀑布口,其形状和光滑程度影响到瀑布水态,其水流量是瀑布设计的关键。瀑身是观赏的主体,落水后形成深潭经小溪流出。其模式图样如图4.26所示。

2)瀑布的分类

图4.26　瀑布构成及瀑布落差高度与潭面宽度的关系

瀑布的设计形式种类比较多,如在日本园林中就有布瀑、跌瀑、线瀑、直瀑、射瀑、泻瀑、分瀑、双瀑、偏瀑、侧瀑等十几种。瀑布种类的划分依据,一是可从流水的跌落方式来划分;二是可从瀑布口的设计形式来划分。

(1)按瀑布跌落方式分 瀑布有直瀑、分瀑、跌瀑和滑瀑4 种(图4.27)。

①直瀑:即直落瀑布。这种瀑布的水流是不间断地从高处直接落入其下的池、潭水面或石面。若落在石面,就会产生飞溅的水花四散洒落。直瀑的落水能够造成声响喧哗,可为园林环境增添动态水声。

②分瀑:实际上是瀑布的分流形式,因此又称为分流瀑布。它是由一道瀑布在跌落过程中受到中间物阻挡一分为二,再分成两道水流继续跌落。这种瀑布的水声效果也比较好。

图4.27　不同的瀑布形式

③跌瀑:也称跌落瀑布,是由很高的瀑布分为几跌,一跌一跌地向下落。跌瀑适宜布置在比较高的陡坡坡地,其水形变化较直瀑、分瀑都大一些,水景效果的变化也多一些,但水声要稍弱一点。

④滑瀑:就是滑落瀑布。其水流顺着一个很陡的倾斜坡面向下滑落。斜坡表面所使用的材料质地情况决定着滑瀑的水景形象。斜坡是光滑表面,则滑瀑如一层薄薄的透明纸,在阳光照射下显示出湿润感和水光的闪耀。坡面若是凸起点(或凹陷点)密布的表面,水层在滑落过程中就会激起许多水花,当阳光照射时,就像一面镶满银色珍珠的挂毯。斜坡面上的凸起点(或凹陷点)若做成有规律排列的图形纹样,则所激起的水花也可以形成相应的图形纹样。

(2)按瀑布口的设计形式来分 瀑布有布瀑、带瀑和线瀑3 种。

①布瀑:瀑布的水像一片又宽又平的布一样飞落而下。瀑布口的形状设计为一条水平直线。

②带瀑:从瀑布口落下的水流,组成一排水带整齐地落下。瀑布口设计为宽齿状,齿排列为直线,齿间的间距全部相等。齿间的小水口宽窄一致,相互都在一条水平线上。

③线瀑:排线状的瀑布水流如同垂落的丝帘,这是线瀑的水景特色。线瀑的瀑布口形状,是设计为尖齿状的。尖齿排列成一条直线,齿间的小水口呈尖底状。从一排尖底状小水口上落下的水,即呈细线形。随着瀑布水量增大,水线也会相应变粗。

二、瀑布设计

1)瀑布的设计要点

①筑造瀑布景观,应师法自然,以自然的瀑布作为造景砌石的参考,来体现自然情趣。

②设计前需先行勘查现场地形,以决定大小、比例及形式,并依此绘制平面图。

图4.28　水泵循环供水瀑布示意图

③瀑布设计有多种形式,筑造时要考虑水源的大小、景观主题,并依照岩石组合形式的不同进行合理的创新和变化。

④庭园属于平坦地形时,瀑布不要设计得过高,以免看起来不自然。

⑤为节约用水,减少瀑布流水的损失,可装置循环水流系统的水泵(图4.28),平时只需补充一些因蒸散而损失的水量即可。

⑥应以岩石及植物隐蔽出水口,切忌露出塑胶水管,否则将破坏景观的自然。

⑦岩石间的固定除用石与石互相咬合外,目前常以水泥强化其安全性,但应尽量以植栽掩饰,以免破坏自然山水的意境。

2)瀑布用水量的估算

人工建造的瀑布用水量较大,因此多采用水泵循环供水,其用水量标准可参阅表4.3。

表4.3　瀑布用水量估算表(每米用水量)

3)瀑布的营建

图4.29　蓄水池结构(单位:mm)

(1)顶部蓄水池的设计 蓄水池的容积要根据瀑布的流量来确定,要形成较壮观的景象,就要求其容积大;相反,如果要求瀑布薄如轻纱,就没有必要太深、太大,图4.29 为蓄水池结构。

(2)堰口处理 所谓堰口就是使瀑布的水流改变方向的山石部位。其出水口应模仿自然,并以树木及岩石加以隐蔽或装饰,当瀑布的水膜很薄时,能表现出极其生动的水态。

(3)瀑身设计 瀑布水幕的形态也就是瀑身,它是由堰口及堰口以下山石的堆叠形式确定的。例如,堰口处的整形石呈连续的直线,堰口以下的山石在侧面图上的水平长度不超出堰口,则这时形成的水幕整齐、平滑,非常壮丽。堰口处的山石虽然在一个水平面上,但水际线伸出、缩进,可以使瀑布形成的景观有层次感。若堰口以下的山石,在水平方向上堰口突出较多,可形成两重或多重瀑布,这样瀑布就更加活泼而有节奏感。

瀑身设计是表现瀑布的各种水态的性格。在城市景观构造中,注重瀑身的变化,可创造多姿多彩的水态。天然瀑布的水态是很丰富的,设计时应根据瀑布所在环境的具体情况、空间气氛,确定设计瀑布的性格。设计师应根据环境需要灵活运用,如图4.30所示。

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图4.30　瀑布落水形式

(4)潭(受水池) 天然瀑布落水口下面多为一个深潭。在做瀑布设计时,也应在落水口下面做一个受水池。为了防止落水时水花四溅,一般的经验是使受水池的宽度不小于瀑身高度的2/3。

(5)与音响、灯光的结合 利用音响效果渲染气氛,增强水声如波涛翻滚的意境,也可以把彩色的灯光安装在瀑布的对面,晚上就可以呈现出彩色瀑布的奇异景观。南京北极阁广场瀑布就同时运用了以上两种效果。

4)瀑布的构造(图4.31)

图4.31　瀑布构造(单位:mm)

任务实施

一、施工前的准备工作

(1)资料确认 在施工以前要认真阅读图纸,熟悉瀑布设计图的结构特点,认真阅读施工说明书的内容,对工程做全面、细致的了解,解决相关疑问。详细了解本任务中瀑布的高度、水面宽度、高差等数据,为后期施工打下良好的基础。

(2)现场准备工作 在施工前要做好详细的现场勘察,对施工范围内地上及地下的障碍物进行确认和记录,并确认处理方法。了解瀑布基址的土质情况,并制订相应的施工方案。

(3)施工人员、工具、材料的准备 施工前,对施工人员进行瀑布结构特点、施工工艺等内容进行培训,并由专人对其进行技术交底和任务分配,以保证施工的质量和效率。

根据图纸要求,选择符合要求的施工材料,并提供样品给甲方或监理人员进行检验,检验合格后按要求的数量进行购买。

二、瀑布施工

(1)现场放线 根据现场勘察,按照施工设计图样,用石灰在地面上勾画出瀑布的轮廓,注意落水口与承水潭的高程关系,同时将顶部蓄水池和承水潭用石灰或沙子放出。还应注意循环供水线路的走向。

(2)管线安装 管线安装应结合假山施工同步进行。

(3)顶部蓄水池施工 顶部蓄水池采用混凝土做法。

(4)承水潭施工 首先用电动夯机进行素土夯实,然后铺上200 mm 厚的级配砂石垫层,接着现浇钢筋混凝土,最后用防水水泥砂浆砌卵石饰面。另外,凡瀑布流经的岩石缝隙都应封死,以免将泥土冲刷至潭中,影响瀑布水质。

(5)瀑布落水口的处理 瀑布落水口的处理是关键。为保证瀑布效果,要求堰口水平光滑,可采用下列处理办法:

①将落水口处的山石作卷边处理。

②堰唇采用青铜或不锈钢制作。

③适当增加堰顶蓄水池深度。

④在出水管口处设置挡水板,降低流速。

⑤将出水口处山石作拉道处理,凿出细沟,使瀑布呈丝带状滑落。

(6)瀑布装饰与试水 根据设计的要求对瀑道和承水潭进行必要的点缀,如种上卵石、水草,铺上净沙、散石,必要时安装灯光系统。试水前应将瀑道全面清洁,并检查管路的安装情况。而后打开水源,注意观察水流,如达到设计要求,说明瀑布施工合格。

任务考核

巩固训练

某小区游园欲建一处假山瀑布,假山瀑布平面图、正立面图及剖面图如图4.42所示,试建造该假山瀑布。

一、材料及用具

假山瀑布平面图、假山瀑布正立面图、假山瀑布剖面图、水泥、中砂、毛石、块石、人工塑石材料、钢卷尺等。

二、组织实施

①将学生分成4 个小组,以小组为单位进行假山瀑布分段施工;

②按下列施工内容完成施工任务:

假山、瀑布口、水池。

三、训练成果

①每人交一份训练报告,并参照瀑布施工任务考核进行评分;

②根据瀑布设计要求,完成瀑布施工。

拓展提高

跌水工程

一、跌水的特点

跌水本质上是瀑布的变异,它强调一种规律性的阶梯落水形式,跌水的外形就像一道楼梯,其构筑的方法和前面的瀑布基本一样,只是它所使用的材料更加自然美观,如经过装饰的砖块、混凝土、厚石板、条形石板或铺路石板,目的是取得规则式设计所严格要求的几何结构。台阶有高有低,层次有多有少,有韵律感及节奏感,构筑物的形式有规则式、自然式及其他形式,故产生了形式不同、水量不同、水声各异的丰富多彩的跌水景观。它是善用地形、美化地形的一种理想的水态,具有很广泛的利用价值。

二、跌水的形式

跌水的形式有多种,就其落水的水态分,一般将其分为以下几种形式:

(1)单级式跌水 单级式跌水也称一级跌水。溪流下落时,如果无阶状落差,即为单级跃水。单级跌水由进水口、胸墙、消力池及下游溪流组成。

进水口是经供水管引水到水源的出口,应通过某些工程手段使进水口自然化,如配饰山石。胸墙也称跌水墙,它能影响到水态、水声和水韵。胸墙要求坚固、自然。消力池即承水池,其作用是减缓水流冲击力,避免下游受到激烈冲刷,消力池底要有一定厚度,一般认为,当流量为2 m3/s,墙高大于2 m 时,底厚50 cm。消力池长度也有一定要求,其长度应为跌水高度的1.4倍。连接消力池的溪流应根据环境条件设计。

(2)二级式跌水 即溪流下落时,具有两阶落差的跌水。通常上级落差小于下级落差。二级跌水的水流量较单级跌水小,故下级消力池底厚度可适当减小。

图4.32　多级跌水

(3)多级式跌水 即溪流下落时,具有三阶以上落差的跌水,如图4.32所示。多级跌水一般水流量较小,因而各级均可设置蓄水池(或消力池),水池可为规则式也可为自然式,视环境而定。水池内可点铺卵石,以防水闸海漫功能削弱上一级落水的冲击。有时为了造景需要,渲染环境气氛,可配装彩灯,使整个水景景观盎然有趣。

(4)悬臂式跌水 悬臂式跌水的特点是其落水口处理与瀑布落水口泻水石处理极为相似,它是将泻水石突出成悬臂状,使水能泻至池中间,因而落水更具魅力。

(5)陡坡跌水 陡坡跌水是以陡坡连接高、低渠道的开敞式过水构筑物。园林中多应用于上下水池的过渡。由于坡陡水流较急,需有稳固的基础。

三、跌水构造

跌水的构造如图4.33、图4.34所示。

图4.33　跌水结构及池底详图

图4.34　跌水结构局部详图