日本挖的88米巨坑,中国人砸20亿填平了,还成了世界奇迹!

2018-11-25信息快讯网

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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,

也足见中国建筑队的实力。

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,

甚至被美国国家地理频道称为“世界建筑奇迹”。

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这样的建筑奇迹,

绝对美得360度无死角。

从空中看▽

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从侧面看▽

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从底部向上看▽

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酒店对面的瀑布幕墙▽

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酒店外围,

还有一座名为“深坑秘境”精灵之城的主题乐园。

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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,

大概是这样子的。

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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。

(一)“疯子”设计师的又一疯狂之举


“深坑酒店”位于上海松江区

佘山国家旅游度假区的天马山深坑。

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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”。

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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

——地处佘山国家旅游度假区,

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。”

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▲迪拜帆船酒店(图源:视觉中国)

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。”

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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

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这个源自中国太极图形的大胆设计,

让所有人都为之兴奋,

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但内行人一眼便能看出其中的超高难度,

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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?

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(二)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。

中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?

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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,

中国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。

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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。

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塔身上附着的四座电梯轿厢

一次可搭乘32人上下往返。

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(三)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。

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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,

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甚至是这样,

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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此外,酒店的土建、机电、幕墙、装饰建模等

都用到了这一技术。

(四)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”!

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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?

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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。

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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,

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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。

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(五)军事侦察的红外探测技术也用上了


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,

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酒店设计图纸,整个呈弯曲状态

但深坑酒店是贴合不规则岩壁而建,

算是一个异形建筑,

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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。

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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。

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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。

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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,

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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!

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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。

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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。

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由此我们也能看到

中国工程师们在建筑时

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:

“中国设计师们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。”

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(六)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,

在中国,

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国家来说,

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,

国家投入大量资金进行矿山复垦,

有些地方政府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。

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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、

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重庆铜锣山矿山遗址公园,一块形似爱心形状的巨型水坑引人注目。

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。

欧美国家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”!

转载自瞭望智库(zhczyj)

作者:李浩然

编辑:卫中

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