园林建筑中喷泉施工技术的探讨
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摘要: 园林小品是指园林中供休息、装饰、照明、展示和为园林管理及方便游人之用的小型建筑设施。一般没有内部空间，体量小巧，造型别致。园林小品既能美化环境，丰富园趣，为游人提供文化休息和公共活动的方便，又能使游人从中获得美的感受和良好的教益。
前言
喷泉是理水的手法之一, 常用于公园, 广场作为园林小品或建筑。它可振奋精神, 陶冶情怀, 丰富城市的面貌, 不仅自身是一种独立的艺术品, 而且能增加局部窨的空气湿度, 减少尘埃, 大大增加空气中的负氧离子的浓度, 因而也有益于改善环境, 增进人们的身心健。正因为这样, 喷泉在艺术和技术上不断地发展, 被人们视为智慧和力量的象征。下面以杭州市某公园为例主要对喷泉中除管线设备外的配套构筑物―――喷水池、泵房及经、排水井的施工技法进行总结。
一 .喷水池
喷水池是喷泉的重要组成部分, 其本身不仅能独立成景, 起点缀、装饰、渲染环境的作用, 而且能维持正常的水位以保证喷水。因此, 可以说喷水池是集审美功能与实用功能于一体的动静相兼( 喷时动, 停时静) 的人工水景。
1.1 喷水池形状和大小: 园林中的喷水池分为规则式水池和自然式水池两种。规则式水池平面形状呈几何形, 如圆形、椭圆形、矩形、多边形、花瓣形等。自然式水池岸线为自然曲线, 如弯月形、肾形、心形、泪珠形、蝶形、云形、梅花形、葫芦形等, 现代喷水池多采用流线形, 活泼大方, 富于时代感水池的大小应根据周围环境和喷高而定, 喷水越高, 水池越大。为了防水水滴飘移而落到池外, 一般水池半径为最大喷高的1～1.3 倍。自然式水池宜小, 平均池宽可为喷高的3 倍。
水池深度不宜太深, 以免发生危险。一般水深为0.6～0.8 米.
1.2 喷水池结构与构造: 喷水池由基础、防水层、池底、池壁、压顶等部分组成。
1) 基础: 基础是水池的承重部分, 由灰土和混凝土层组成。施工时先将基础底部素土夯实( 密度不得小于85%) ; 灰土层一般厚度30（3 份石灰, 7 份中性黏土) ; C10 混凝土垫层厚10～15。
2) 防水层: 水池工程中, 防水工程质量的好坏对水池安全使用及其寿命有直接影响, 因此正确选择和合理使用防水材料是保证水池质量的关键。
目前, 水池防水材料种类较多。如按材料分, 主要有沥青类、塑料类、橡胶类、金属类、砂浆、混凝土及有机复合材料等; 如按施工方法分, 有防水卷材、防水涂料、防水嵌缝油膏和防水薄膜等。
①沥青材料: 主要有建筑石油沥青和专用石油沥青两种。专用石油沥青可在音乐喷泉的电缆防潮防腐中使用。建筑石油沥青与油毡结合形成防水层。
②防水卷材: 品种有油毡、油纸、玻璃纤维毡片、三元乙丙再生胶及603 防水卷材等。其中油毡应用最广, 三元乙丙再生胶用于大型水池、地下室、屋顶花园作防水层效果较好。603 防水卷材是新型防水材料, 具有强度高、耐酸碱、防水防潮、不易燃、有弹性、寿命长、抗裂等优点, 且能在―50～80℃环境中使用。
③防水涂料: 常见的有沥青防水涂料和合成树脂防水涂料两类。
④防水嵌缝油膏: 主要用于水池变形缝防水填缝, 种类较多。按施工方法不同可分为冷用嵌缝油膏和热用嵌缝胶泥两类。其中上海油膏、马牌油膏、聚氯已烯胶泥、聚氯酯沥青弹性嵌缝胶等性能较好, 质量有保证, 使用较广。
⑤防水剂和注浆材料: 防水剂常用的有硅酸钠防水剂、氯化物金属盐防水剂和金属皂类防水剂。注浆材料主要有水泥砂浆、水泥玻璃浆液和化学浆液三种。
水池防水材料的选用, 可根据具体要求确定, 一般水池用普通防水材料即可。钢筋混凝土水池也可采用抹5 层防水砂浆( 水泥加防水粉) 做法。临时性水池还可将吹塑纸、塑料布、聚苯板组合起来使用, 也有很好的防水效果。
3) 池底: 池底直接承受水的竖向压力, 要求坚固耐久。多用钢筋混凝土池底, 一般厚度大于20; 如果水池容积大, 要配双层钢筋网。施工时, 每隔20 米选择最小断面处设变形缝( 伸缩缝、防震缝) , 变形缝用止水带或沥青麻丝填充; 每次施工必须由变形缝开始, 不得在中间留施工缝, 以防漏水。
4) 池壁: 是水池竖向部分, 承受池水的水平压力, 水愈深容积愈大, 压力也愈大。池壁一般有砖砌池壁、块石池壁和钢筋混凝土水泥砂浆砌筑, 壁厚不小于240。砖砌池壁虽然具有施工方便的优点, 但红砖多孔, 砌体接缝多, 易渗漏, 不耐风化, 使用寿命短。块石池壁自然朴素, 要求垒砌严密, 勾缝紧密。混凝土池壁用于厚度超过400的水池, C20 混凝土现场浇注。钢筋混凝土池壁厚度多小于300, 常用150～200, 宜配ф8、ф12 钢筋, 中心距多为200。
5) 压顶: 属于池壁最上部分, 其作用为保护池壁, 防水污水泥沙流入池中, 同时也防水池水溅出。对于下沉式水池, 压顶至少要高于地面5～10; 而当池壁高于地面时, 压顶做法必须考虑环境条件。要与景观相协调, 可做成平顶、拱顶、挑伸、倾斜等多种形式, 压顶材料常用混凝土和块石。
完整的喷水池还必须设有供水管、补给水管泄水管和溢水管及沉泥池。管道穿过水池时, 必须安装止水环, 以防漏水。供水管、补给水管安装调节阀; 泄水管配单向阀门, 防止反向流水污染水池; 溢水管无需安装阀门, 连接于泄水管单向阀后直接与排水管网连接( 具体见管网布置部分) 。沉泥池应设于水池的最低处并加过滤网。在水池内设置集水坑, 以节省空间。集水坑有时也用做沉泥池, 此时, 要定期清淤, 且于管口处设置格栅, 为防淤塞而设置的挡板。
二、泵房施工技术要点
泵房是指安装水泵等提水设备的专用构筑物, 其空间较小, 结构比较简单。水泵是否需要修建专用的泵房应根据需要而定。在喷泉工程中, 凡采用清水离心泵循环供水的都应设置泵房; 凡采用潜水泵循环供水的均不设置泵房。
2.1 泵房的作用
1) 保护水泵: 泵房是用来给喷泉供水的, 水泵应固定且不宜长期暴露在外, 否则由于天长日久的风吹雨淋, 容易生锈, 影响运行。水泵固定在泵房内可防水由于泥砂、杂物等侵入水泵而影响转动和降低水泵寿命甚至损坏水泵。
2) 安全需要: 水泵多采用三相异步电动机驱动, 电动机额定电压为380 伏。因此, 为安全起见也应将水泵安装在泵房内。潜水泵虽不需设置泵房, 但也要将控制开关设于室内, 控制箱应安装在离地面1.6米以上的安全地方。
3) 景观需要: 喷泉周围环境应讲究整洁明快, 各种管线不得暴露。为此, 应设置泵房或以其他方法掩饰, 否则有碍观瞻。
4) 利于管理: 在泵房内, 各种设备可长期处于配套工作状态, 便于操作和检修, 给管理带来方便。
2.2 泵房的形式
泵房的形式根据泵房与地面的相对位置可分为地上式、地下式和半地下式三种。
1) 地上式泵房: 是指泵房主体建在地面之上, 同一般房屋建筑, 多为砖混结构。因泵房建在喷泉附近, 需占用一定面积, 影响喷泉景观,故不宜单独设置。一般常与办公房结合, 便于管理。若需单独设置时,应控制体量, 讲究造型和装饰, 尽量与喷泉周围环境协调。地上式水泵房应具有结构简单、造价低、管理方便的特点。
2) 地下式泵房: 是指泵房主体建在地面之下, 同地下室建筑, 多为砖混式结构或钢筋混凝土结构, 需做防水处理, 避免地下水浸入。由于泵房建在地下而不占用地上面积, 故不影响喷泉景观。但结构复杂, 造价高, 管理操作不便。地下式泵房适用于大型喷泉。
3) 半地下式泵房: 是指泵房主体建在地上与地下之间, 兼具地上式和地下式二者的特点。
2.3 泵房管线的布置
1) 动力机械选择: 目前, 最常用的动力机械是电动机。电动机因其转速与水泵转速较为接近, 且为直接传动, 效率高, 噪声小, 管理操作方便, 故障少, 寿命长。一般水泵生产厂家都为水泵配套安装了电机,故可免去选购的烦恼。
2) 管线布置: 为了保证喷泉安全可靠地运行, 泵房内的各种管线应布置合理, 调控有效, 操作方便, 易于管理。
一般泵房管线系统布置中与水泵相连接的管道有吸水管和出水管。吸水管是指喷水池至水泵间的管道, 其作用是将水从池中吸入水泵, 并设闸控制。出水管是指水泵至分水器之间的管道, 设闸控制。为了防水喷水池中水倒流, 需在出水管上闸阀后安装逆止阀, 其作用是只允许水沿出水管正向流出, 当水泵停止工作水沿出水管返向流回时, 逆止阀自动关闭, 防止倒流, 保持喷水池中水位。分水器的作用是将出水管的有压水分成几路( 由设计确定) 通过供水管送至喷水池中供喷水用。为了调节供水的水量和水压, 应在每条供水管上安装闸阀控制。由于季节所限, 当喷泉停止运行时, 为了防止管道冻坏, 需将供水管内存水排除。一般在泵房内供水管最低处设置回水管, 接入泵房内下水池中排除, 以截止阀控制。
为了便于操作和管理, 为喷水池补水的补水管( 给水管) 也可经过泵房以截止阀控制。为了防止泵房内地面积水, 应设置地漏排除积水。此外, 泵房内还应设置供电及电气控制系统, 保证水泵、灯具和音响的正常工作。
2.4 泵房施工注意事项
1) 水泵进、出水管管径的确定: 水泵在运行时, 其进、出口处流速较高, 可达到3～4m/s。由于管道的阻力与流速的平方成正比, 流速越高, 阻力越大。如果进、出水管的管径与水泵的口径相同, 由于流速较高, 势必造成较大的阻力, 从而降低了供水的稳定性。为此, 应将进、出水管的管径加大, 一般采用渐扩形式, 以降低流速、减少阻力, 使水流平稳。
实践证明, 进水管的流速不宜超过2.0m/s,出水管的流速不宜超过3.0m/s.进、出水管管径可按下式确定并进行调整。
2) 水泵与进出管的过渡: 当管径大于水泵口径时, 需在进、出口处配置渐变管, 使水泵与进出水管有过渡连接。渐变管长度可视其大小头直径确定, 一般取差数的7 倍可满足要求。
3) 泵房用电要注意安全: 开关箱和控制板的安装应符合规定。地下式泵房, 要注意机房排水, 通风。泵房内应配备灭炎器等灭火设备。
三.阀门井
3.1 给水阀门井: 喷泉用水一般由自来水供给。当水源引入喷泉附近时, 应在给水管道上设置给水阀门井。给水阀门井内安装截止阀控制, 根据给水需要, 可随时开启和关闭, 便于操作。给水阀门进一般为为砌圆形, 由井度、井身和井盖组成。井底一般采用C10 混凝土垫层, 井底内径不小于1.2 米( 考虑下人操作) ; 井身采用100# 红砖M5.0 水泥砂浆砌筑, 井深不小于1.8 米( 考虑人员站立高度) , 井壁应逐渐向上收拢, 且一侧应为直壁, 使于设置铁梯上下。有地下水浸入时, 应做防水处理。井口圆形, 直径为600 或700。井盖采用成品铸铁井盖( 含井座) 。
3.2 排水阀门井: 排水阀门井的作用是连接由水池引出的泄水管和溢水管在井内交汇, 然后排入下水管网。为了便于控制, 在泄水管道上应安装闸阀, 溢水管应接于阀后, 确保溢水管排水通畅。
4.结论
无论是普通装饰性喷泉, 还是与雕塑结合的喷泉、水雕塑或自控喷泉, 其配套构筑物的施工技术都是通用的。具体施工时, 要结合当地的地质条件和具体环境条件, 力求与喷泉所处的环境气氛相协调。如位于闹市区的广场喷泉, 在设计和施工方法就要满足其新颖活泼、水姿层次丰富、配光和谐得体、造型效果奇特的需求。在管线布置方面,要力求简洁清楚, 水泵进出水管上设有柔性接管, 各种管过池壁时均用止水环, 以防漏水。总之, 喷泉构筑物施工的技术要求很高, 这就要求施工技术人员要熟悉图纸, 做好技术交底, 力求出好精品, 美化人们的生活空间。