2001年,在迪拜的茫茫沙漠中,誕生了一座堪稱(chēng)世界奇跡的海島帝國——棕櫚島。放眼世界,還有紐約長(cháng)島、卡塔爾珍珠島,而我國在人工島嶼的開(kāi)墾上鮮有作為。如今,中國“世界名島為零”的紀錄終結在2015年,位于青島的萬(wàn)達東方影都“星光島”將閃耀綻放。
一座海島,如何將海洋的精彩和陸地的絢爛囊括其中?從地基到地面建筑,從防風(fēng)到防浪,從實(shí)驗室到千畝海島的實(shí)踐,萬(wàn)達人在用執著(zhù)嚴謹的科學(xué)精神讓建筑與自然融合,打造璀璨的“海洋之星”。
海島建筑地基如何打?
當萬(wàn)達從政府手中接過(guò)這片相當于250個(gè)標準足球場(chǎng)大小的填海地塊時(shí),專(zhuān)家團隊發(fā)現,要保證海上建筑的安全、舒適、防水、防潮,島上建設面臨的復雜程度,要遠超陸地作業(yè)。
海底淤泥是能伸能縮的“麻煩先生”。盡管最外圍的巨型開(kāi)山石能夠有效抵擋住海潮來(lái)襲,但圍堰內的淤泥包如不及時(shí)處理,將會(huì )短期內造成嚴重的土地沉陷問(wèn)題。確保安全的同時(shí),還要兼顧環(huán)保,這讓研究者一度陷入僵局。經(jīng)過(guò)13輪探討和三輪專(zhuān)家聯(lián)席會(huì )議,終于確定了“三步驟終極解決方案”:先用開(kāi)山石回填淤泥,把多余的淤泥擠出來(lái)并清理掉,對淤泥上方的10米厚度的回填碎石進(jìn)行強夯,完美解決淤泥包潛在的沉降隱患。此外,還要根據海洋潮汐表及相關(guān)資料,精確計算高水位疊加百年一遇波浪的最不利因素,達到“抵御百年一遇風(fēng)與浪”的硬性指標。
海上建筑穩定性如何保證?
要確保島上建筑的穩定性,必須打樁至海底基巖,所以入海的承重樁成了關(guān)鍵。和陸地上的建筑施工方式不同,海上建筑的承重,不是靠腳下的土地,而是依賴(lài)于深入基巖的承重樁,此番移師海上作業(yè),“入海樁的承載力”成了盤(pán)踞在萬(wàn)達人面前的新難題。
2014年冬天,冒著(zhù)嚴寒,萬(wàn)達聯(lián)合多家有資質(zhì)的試驗檢測機構,完成了一項實(shí)地測驗。這項“大直徑樁”的靜載檢測得到了專(zhuān)業(yè)人士的一致肯定,有專(zhuān)家提議,將這組試驗數據形成的過(guò)程,做成專(zhuān)項論文為日后的海島工程設計提供理論依據。
接下來(lái),承重樁的實(shí)施怎么做?它必須穿過(guò)回填層,穿過(guò)大的開(kāi)山石塊,最終伸入到海底基巖中風(fēng)化巖層。幾個(gè)方案不斷推敲,試驗,否決,最終歷時(shí)8個(gè)月調研、試樁,選用的工藝是沖孔——沖擊成孔,作業(yè)效率并不是很高,但能充分確保樁的品質(zhì)。
堤岸如何保障人工的安全?
隨著(zhù)土體沉降和建筑承載等問(wèn)題的完美解決,這項“海上超級工程”迎來(lái)了第三個(gè)難題:將外圍的堤岸,由斜坡改為直立堤岸。懂海的人知道,海浪襲來(lái),如果是斜坡,它的能量會(huì )被漸次消耗。而如果是直立堤岸,則意味著(zhù)它像一面無(wú)處借力的墻,自然界潮汐的能量,將會(huì )全額負載在這面“墻”上……為確保直立堤岸的安全性,萬(wàn)達就“海浪返沖入海”展開(kāi)了多次專(zhuān)家會(huì )議。
無(wú)奈席上各方意見(jiàn)相左,在施工方式難有定論的情況下,萬(wàn)達力邀中國水利行業(yè)資深院士謝院士綜合權衡了直立堤岸的利弊,結合其數十年作業(yè)經(jīng)驗,就岸線(xiàn)改造工程做了風(fēng)險可控的全新方案,最終全票通過(guò)、一錘定音:用沉箱造直立堤岸——拋石入海成基床,然后放入水泥預制的沉箱,往沉箱內填石塊及四周加固處理。
看起來(lái)簡(jiǎn)單,可是沉箱該多大、該多深,才能保證應對百年一遇的風(fēng)浪?結構是否穩定?浪涌量是多少?國內并無(wú)先例參考,每個(gè)環(huán)節都要有強有力的數據驗證。結合諸多數據,經(jīng)過(guò)多次嚴謹的數模、物模論證和研究,整個(gè)后方陸域的穩定性得到了強力改善。這個(gè)堤岸將如古代的長(cháng)城一樣,成為一道有力屏障,確保整個(gè)星光島的安全。