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发表于2018-12-08     952人浏览     1人跟帖     总热度:41  

终于!日本挖的88米巨坑,中国人砸20亿填平了,还成了世界奇迹!

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”——上海佘山世贸深坑酒店宣布开业,成为上海又一地标建筑。
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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。
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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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。
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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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。

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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。
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”!

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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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5
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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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”!


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