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欲与天公试比高——首届全国超高层建筑工程奖评审揭晓首届全国超高层建筑工程奖评审揭晓

2013-01-31吴学松

建筑机械化 2013年6期
关键词:建筑施工建筑工程混凝土

本刊记者 吴学松

近年来,我国城市发展速度与经济发展水平不断加快。全国各大中城市在现代化、国际化进程中相继涌现大量超高层建筑。据统计,世界超高层建筑60%集中在亚洲,亚洲超高层80%矗立在中国。中国,正以多样化、现代化的超高层建筑,展现大国实力,缔造令世界仰望的中国高度。

不但摩天大楼的数量在急剧攀升,近年来我国在超高层建筑的现代施工技术水平也明显提升。面对复杂的建筑结构和超高层的挑战,我们需要在长期实践与经验总结中寻找更为有效合理的方法,完善施工工艺,提高工程质量,降低施工成本。为了促进全国超高层建筑施工技术的交流、推广,提高超高层建筑施工技术及管理水平,中国建筑学会建筑施工分会组织开展了首届全国超高层建筑施工案例征集评审活动。自2012年11月正式启动以来,案例征集活动得到了中建各工程局、上海建工等施工企业的大力支持,汇集了近年完成的一批整体水平较高、具有典型性的超高层建筑施工案例。

中国建筑学会建筑施工分会2013年5月17日组织来自全国超高层建筑施工领域资深专家召开评审会议,对这些案例从施工新技术应用与创新、项目管理、项目成果与效益等方面进行了客观、公正的评审,共评出中国超高层建筑工程金奖6项、中国超高层建筑工程银奖12项、中国超高层建筑工程优秀奖10项(名单见文后表1)。获奖的超高层建筑高度在300m以上的8项,200~300m的11项,100~200m的9项。本文简要介绍获奖的几个工程案例。

超高层建筑施工意味着一场艰巨的挑战,有着普通高层无法比拟的刺激,对施工企业是难得的机会,更是施工企业实力的象征。

南京紫峰大厦工程

获得“中国超高层建筑工程金奖”的南京紫峰大厦工程,主楼总高度450m,混凝土结构高度380.95m,为江苏省第一高楼。上海建工四建集团有限公司技术人员在施工过程中,对技术难点进行了攻关,不仅借鉴以往超高层施工所取得经验,更在桁架层应用整体钢平台体系、复杂多变的结构外立面脚手架及围护体系、C70高强混凝土一次泵送至182m的高度、大吨位塔机高空转换移位以适应复杂结构体系施工需求、超长超重钢结构高空安装等关键环节提出新的思路并取得突破,有力地保证了工程得以顺利实施,产生了良好的社会效益和经济效益。这些创新成果的取得,有的填补了行业或者地区施工技术的空白,有的进一步拓展和提升了超高层建筑施工固有技术的应用范围和水平,为今后类似工程积累了宝贵经验。

南京紫峰大厦

紫峰大厦桁架层示意图

紫峰大厦主楼塔机移位前后位置图

紫峰大厦主楼核芯筒平面变化5次,外框复杂多变,对核心筒模板脚手体系的设计及塔机的布置提出了很高要求。施工中选择一台M440D和一台ZSL650内爬塔机进行结构安装。在塔机的布置方面,首次采用塔机原位内爬转外挂技术,解决了剪力墙收分所带来的塔机布置难题,通过前期的精心设计和组织,达到不用移动塔机即可进行塔机的附墙形式转换的目的,简化了核心筒平面变化时塔机的转换工艺。通过简化塔机固定、爬升、附着自升式的施工技术措施,并在塔机各个施工阶段设计多样化的支承形式,有效地解决了整个钢结构施工阶段的吊装难题。塔机的原位内爬转外挂技术是对塔机爬升技术和形式转换的一次创新,不用移动塔机即可实现塔机的附墙形式转换。通过对外挂式塔机附墙形式的创新设计,大大提高了塔机工作时的稳定性和安全性,同时使塔机爬升与结构施工之间的工况设计更加灵活。

紫峰大厦施工中首次采用了钢平台整体穿越桁架层施工技术,这是对整体提升钢平台施工工艺的一个改进和创新,解决了以往无法利用钢平台进行桁架层施工的技术难题,大大提高了桁架层施工的效率和安全性。由于钢平台是一个全封闭系统,与常规的使用脚手架和木模板施工相比具有较好的安全性,节约了模板及支撑体系的一次性投入,较大幅度地降低了工程造价,紫峰大厦每个桁架层可节约成本约8万~10万元。使用本工法只需4天就能完成一个分段层施工。

天津津塔工程

由中建一局集团建设发展有限公司承建的华北第一高楼天津津塔工程(建筑高度336.9m),大量采用了节能、节水、降噪等方面的新技术,积极推广“建筑业10项新技术”,并在新技术的应用中有所突破创新,总结形成了具有代表意义的6项关键创新技术,其中有两项技术达到先进(领先)水平:一是312.8m高钢管混凝土柱泵送顶升施工技术,研究解决了超高层钢管混凝土柱顶升浇筑模拟试验(复杂节点柱的浇筑全过程模拟),高强度、高流动性、和易性好、收缩率低、500m以上超长泵送顶升混凝土配合比,钢管柱顶升可调接口及钢管柱复杂纵横项隔板的顶升预留孔洞设计,超高钢管混凝土柱内混凝土顶升泵压确定,钢管柱混凝土顶升施工过程质量控制,该技术达到了国际先进水平;二是超高层纯钢板剪力墙结构施工技术,研究解决了封闭框架内全焊接纯钢板剪力墙焊接过程应力和残余应力监测与控制,带十字纵横向隔板钢管柱及纯钢板剪力墙分段分块加工详图优化,带钢板剪力墙的伸臂桁架安装精度控制,该技术达到了国际领先水平。天津津塔工程获“中国超高层建筑工程金奖”。

天津津塔

面对诸多难点,津塔施工项目团队以“主动的、超前的、充满策略的做事;进取的、务实的、谦和自律的做人”团队文化为指导,在津塔项目总包管理过程中,不仅突破了自施范围钢结构工程传统的承包管理模式,还针对津塔工程专业划分细、专业性强等特点,进行精细化的过程管理,采取一体化的超高层钢结构综合管理、精细化的过程总承包管理和工程信息化管理,构建起代表行业最高水平的信息化体系,顺利地完成了津塔工程的施工。

广州太古汇工程

由中国建筑第四工程局有限公司承建的广州太古汇工程被评为“中国超高层建筑工程银奖”。总建筑面积达457788m2的广州太古汇工程包括一座大型购物中心、两幢甲级写字楼、一座五星级酒店,是集休闲娱乐、商贸活动和文化欣赏于一身的广州新亮点,是香港太古地产有限公司在广州投资的第一个发展项目,是广州的又一地标性建筑。该工程塔楼一为钢筋混凝土核心筒-混凝土框架结构,高211.95m,40层;塔楼二为核心筒-框架结构,高165.75m,29层。其结构复杂、科技含量高、施工难度大。施工中认真贯彻执行了节能、节水、节地、节材以及环境保护的理念。大量选用节能、节水、降噪等方面的新技术,积极推广“建筑业10项新技术”,并在应用中有所突破创新,总结形成了一些具有代表意义的关键创新技术,其中超深超大基坑综合施工技术研究解决了超深超大基坑中心岛法开挖技术,地下室结构半逆作法施工工艺、钢支撑与混凝土支撑组合内支撑施工技术及钢栈桥应用技术,对同类工程的施工具有重要的参考价值;绿色环保及节能设计与应用,为大型综合体项目设计、施工过程中的绿色环保应用提供了重要参考价值。该工程曾荣获2010年广东钢结构金奖“粤钢奖”、2010年广州市结构优良样板工程,2011年广东省安全、文明施工优良样板工地,LEED金奖。

广州太古汇项目

卓越皇岗世纪中心工程

卓越皇岗世纪中心

江苏省华建建设股份有限公司承建的深圳卓越皇岗世纪中心2号楼工程被评为“中国超高层建筑工程金奖”。该工程建筑高度268m,建筑面积13.1万m2,是一座集五星级酒店、高档写字楼、高级公寓、健身娱乐等于一体的多功能现代化智能建筑,是深圳市又一标志性建筑。该工程已获得鲁班奖。主楼为现浇框架-筒体结构,塔楼外立面设计新颖,由4类大小、形状、倾角各不相同的平面排列成钻石切割面组合外形,立体感强,体现了强烈的现代建筑效果。工程施工中积极推广应用“建筑业十项新技术”,并不断创新突破,大量采用节水、节能、节材、降噪技术,总结创新技术15项,获得省级工法3项,“预制螺母式型钢混凝土组合柱模板固定装置的施工方法”获得国家发明专利,解决了我国组合模板安装加固的技术难题,对混凝土的垂直度控制、提高施工功效、降低工程成本都有重要的参考价值。

卓越皇岗世纪中心基坑开挖面积达9000m2、开挖深度15m,最深处达22.1m,基坑外6m处为交通要道。采用钻孔灌注桩加预应力锚杆体系支护,过程中采用信息化监测基坑变形,基坑变形均小于控制值,施工安全。此外,其268m高型钢混凝土框架-核心筒结构,工程主体结构型式多样,既有圆钢管混凝土组合柱(-3层至27层外围框架柱),又有钢筋混凝土梁、柱、楼面、筒体,还有钢结构梁、柱(52层以上框架)和压型钢板混凝土组合楼面,施工前精心策划、科学配置资源,施工中各分部项均编制专项方案并严格管理,实现全过程质量控制。

广州利通广场工程

中国建筑第八工程局有限公司承建的广州利通广场被评为“中国超高层建筑工程银奖”。

广州利通广场建筑面积15.9万m2,地下5层,地上58层,建筑高度303m,是一栋绿色、智能的超甲级写字楼。主体结构采用“十字核心筒+对角钢斜撑”设计,结构用钢量仅为周边相近高度建筑的60%~70%。核心筒为薄壁筒体,核心筒与外框钢结构的刚度比仅为3:7,无法满足大型塔机与液压爬模系统的安装要求。

广州利通广场

在施工中将核心筒内部砖墙改为钢筋混凝土墙,同时研发了一种塔机爬升架铰接支座,巧妙地解决了核心筒无法满足大型塔机安装和运行的难题。为解决爬模架与结构楼板间人员上下通道难题,在爬模架下方设计了一部10层高可跟随爬模架同步爬升的液压爬升楼梯。采用“压型钢板+钢筋桁架模板”的组合无支撑悬挑模板体系,同时在外侧安装一部10m高的爬升式单排防护架,攻克了常规方法无法实现的难题。

中山国际金融中心工程

中山国际金融中心由一栋51层酒店(建筑高度为209m)、一栋45层办公楼及6层商业裙楼组成,总建筑面积288432m2,是中山市标志性工程建筑,由中国建筑第五工程局有限公司承建,该工程设计新颖、结构复杂、科技含量高、施工难度大,裙楼有多处大跨度型钢混凝土梁(最大跨度29.9m,凌空28.3m),两栋塔楼柱均为型钢混凝土柱,混凝土强度最高为C70,最大输送高度为209m,本工程施工完成对高大支模体系、钢-混组合结构、高强混凝土、混凝土超高泵送的应用起到了推动和引领作用,被评为“中国超高层建筑工程银奖”。

中山国际金融中心

中国平安金融大厦工程

中国平安金融大厦工程

中国平安金融大厦位于浦东陆家嘴核心商务区,建筑高度211m,地上38层,总建筑面积163958m2,地上总建筑面积114082m2,由上海建工五建集团有限公司承建,被评为“中国超高层建筑工程优秀奖”。超高层钢结构穹顶吊装施工、钢管混凝土(CFT)施工和罗马柱施工为本工程关键技术,国内尚无同类工程参照,其科研项目“超高层仿古罗马柱及穹顶结构的关键施工技术研究”获得2010年上海建工集团科技奖二等奖。

中国平安金融大厦整体以欧洲古典风格为设计基调,6至36层共设计了1000余根罗马柱,罗马柱不仅是装饰构件,同时也是构成本工程外筒的结构构件,在超高层建筑中需要施工数量如此巨大的罗马柱,对施工工艺是个很大的挑战。在施工前,施工方分别用三种工艺制作了试验柱样板,最终确定采用钢模板浇筑罗马柱柱身。罗马柱施工采用钢模板施工的工艺不仅便于施工,确保了工程进度计划的实现,还降低了工程成本,较其他施工工法每根罗马柱节省了近3万元,整个工程的罗马柱施工费因此节省了2600万元左右。中国科学院出具的查新报告认为,该工程的罗马柱施工技术的成果研究与应用具有新颖性、创造性和良好的市场应用价值。钢管混凝土采用立式振捣冲填法施工。

小 结

首届中国超高层建筑工程获奖项目,针对各自工程独特新颖的复杂结构体系,通过施工新技术的应用与科学系统的项目管理,成功解决了超大基坑、超高层混凝土泵送、复杂结构体系的主体施工难题,提高了施工效率,提高了工程的质量,增强了工程的安全可靠度,有效控制了工程造价,保障了工程的顺利进行,提升了企业形象,同时为企业自身创造了可观的经济效益与社会价值。略感遗憾的是,作为首次开展全国超高层建筑施工案例征集评审活动,部分已竣工但很有影响的超高层建筑工程(如上海环球金融中心、广州西塔等)因为各种原因没有参与申报,未能足够全面地反映我国超高层建筑施工取得的巨大成就,希望在以后的活动中有更多的顶尖级超高层建筑工程施工企业积极参与。中国建筑学会建筑施工分会将每两年组织开展一次超高层建筑施工案例征集评审活动。

超高层建筑工程的施工技术直接影响到建设工程的施工质量和使用安全,关系着人民群众的生命财产安全。目前国内对超高层建筑还有许多争议,在以后的建设中需要针对建筑节能、环保、安全等进行更深入的研究和探讨。建设企业和施工单位必须加强高层建筑工程的施工技术规范和操作水平,积极的探索和寻求提高施工技术的途径和措施,从而有效的提高超高层建筑工程的施工技术质量水平,保证高层建筑工程的可靠性、安全性和舒适性。

目前,我国城市建设超高层建筑的热情持续高涨。未来,中国建筑将不断突破常规,以崛起的姿态展示中国超高层建筑的新高度。

表1 首届中国超高层建筑工程获奖项目

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