为波士顿市政厅打造可持续的市民广场 / Sasaki

摘要：波士顿市政厅广场不仅是一个著名的市民空间，也是解决密集城市环境中复杂市政工程挑战的研究实例。广场的设施中隐藏着改善其性能的、或外显、或隐蔽的可持续设计实践。近期，广场设计获得了波士顿土木工程师学会颁发的奖项。

新建的“汉诺威步道”协调了整个场地的高低差变化

波士顿市政厅广场不仅是一个著名的市民空间，也是解决密集城市环境中复杂市政工程挑战的研究实例。广场的设施中隐藏着改善其性能的、或外显、或隐蔽的可持续设计实践。近期，广场设计获得了波士顿土木工程师学会颁发的奖项。

本文原文由 Sasaki 董事及土木工程师 Zach Chrisco (PE)、Weston & Sampson 土木工程实践负责人 Tulin Fuselier (PE)、和 Simpson Gumpertz & Heger 结构工程师 Nathan Boutin (PE)为波士顿土木工程师学会撰写。

五十年来，波士顿市政厅广场承载了城市从体育庆典、政治集会，到季节性文化节等各式各样的大规模活动。然而，场地缺乏人性化的尺度，设施有限，地面不透水，也缺乏无障碍的可达性。

Sasaki 在与波士顿市领导层合作并结合数千名波士顿市民的意见后，让翻新过的市政厅广场成为欢迎所有人、属于市民的城市前院。广场的改造着重于提升无障碍可达性、建立可持续性与环境韧性的空间、修复这一重要的波士顿地标文化遗产，并为未来举办各类项目提供灵活的可能。

左图：改造前。右图：改造后

改造后的广场包括一条全新的“汉诺威步道”，协调了整个场地的高低差变化，并以无障碍漫步道将国会街和剑桥街连接起来。广场新增了一座1,115平方米的儿童游戏区。新的植栽，座椅和聚会空间分区减小了原广场粗野主义风格的尺度感；新建的市民馆坐落在国会街与美国总务管理局之间的坡道上。这些便利设施中整合了可见与阴藏的改善广场性能的可持续设计实践。

波士顿市政厅广场平面图

挑战：不透水地表将加剧下游洪涝，将地表污染物冲入波士顿港，并且加剧严重的城市热岛效应

解决方法：设置绿色雨水基础设施

设计团队与波士顿公共设施部、给排水署合作，优先使用绿色基础设施来管理雨水，为波士顿未来的项目树立典范。

项目中超过 60% 的地表采用种植或透水铺装等材料形成可渗透环境，以过滤雨水并补充地下水。大约 35% 的雨水会被收集到一个约38,000公升的地下储水箱中，用于灌溉场地中的所有植物。

其余落在场地表面的雨水将经由处理链系统进行处理。该系统包括透水铺装、容量36万公升的地下填石渗透室、与地下水质处理装置。处理后的雨水最终将流入波士顿市的雨水管道系统排入波士顿港。广场内设有环境科普标识，向市民讲述这个新绿色基础设施故事。

项目中的植栽策略包括：新增250 棵乔木、3,000 棵灌木和 10,000 棵多年生和草本植物。这些新增的植被总共能为场地50%以上面积提供遮荫，减少热岛效应，每年固碳超过5.5万吨，创造一个绿植丰富的多样化环境以支持城市生态系统。

挑战：原广场位于美国最古老的地铁隧道上方，地势高差高达8公尺，缺乏可达性

解决方法：地质工程助力韧性的未来

市政厅广场改造需要改变地形、地表和地下结构。原广场以多组台阶来应对南北向的5公尺高低差与东西向的8公尺高低差。这不仅让场地变得难以抵达，也妨碍了紧急车辆的通行。

在台阶之下，全美最古老、建于1898年和1902年的两条地铁仍在场地正下方穿梭。1960年代时为了当时广场的建设，场地地形已被支撑在隧道墙体上的结构板抬升过，并在地面与隧道顶部之间形成了一个空隙。

设计团队提出的广场规划要求在特定区域降低或提高坡度，并让紧急车辆能够进入广场，甚至需要直接停放在地铁隧道上方的地面。隧道本身和其下方的可压缩土壤则带来了特殊设计、施工与维护的挑战，在整个项目过程中都需被谨慎处理与管理。

为了适应提议的改进措施，隧道与地面之间的空隙结构被拆除，由预制的隧道保护甲板梁替代，并根据预测的场地负荷需求，使用以回收玻璃制成的轻质泡沫玻璃填料进行填充。在隧道沿线的特定部分，树木和绿色雨水基础设施的设计负载量不适用轻质填料，因此设计团队打造了横跨隧道并由隧道墙支撑的新结构板。

虽然这样的设计方法需要预先进行隧道调查、荷载评级与分析以及隧道修复等前置作业，但最终帮助节省了六百万美元的建设支出并缩短了超过六个月的项目工期。在跨度较大的隧道通风结构周围的屋顶以及场地荷载无法由隧道墙支撑的特定区域，结构板将以微型桩在隧道两侧提供支撑。

该结构系统位于波士顿市内最古老的隧道沿线和上方，因此需要工程师和设计团队的密切合作；我们规划和协调了每个部分的施工，以及重型施工设备在隧道上方和其周围的移动。隧道中配有可以连续监测移动情况的仪器，确保地铁在整个项目施工期间能够安全运行。

挑战：市民馆和屋顶露台不能对其下方的历史基础设施施加任何负荷

解决方法：分阶段建造、由结构材料制成的悬挑设计

新的市民馆激活了国会街，内部设有卫生间、广场互动水景的机械支持设备，以及可供各种社区活动使用的充足空间；建筑室内与顶部的屋顶露台都可通往癌症希望花园。这座占地306平方米的建筑通过玻璃幕墙面向国会街，提供了可能容纳150人的多功能空间。

市民馆的结构性框架采用两层楼高的深层混凝土大梁，悬臂跨越现有轨交隧道。项目要求避免在隧道的任何部分施加永久负荷。场地受限于东边的隧道与西边的水景，混凝土大梁的悬挑部分较背跨部分较短，并由严格场地限制条件下安装的深基础作为支撑。大梁的规模及其结构要求进行深梁、支撑-拉结分析以确保加固有效，否则就需要使用更规范性的设计方法来进行控制。

悬挑设计还采用了项目团队开发的两阶段施工方法，以限制隧道顶部的重型临时施工负荷。第一根大梁由现有隧道支撑，达到所需的最低高度。一旦达到足够的强度，第一根大梁即可作为上部第二根梁柱的支撑梁，两根梁柱共同作用，形成全高度的永久性结构。