上海中心大厦结构工程建造关键技术

上海建工集团股份有限公司 上海 200080

1 工程概况

1.1 地理位置及周边环境概况

上海中心大厦工程位于上海市陆家嘴金融贸易区核心地带（图1）。东临东泰路，与上海环球金融中心毗邻；西近银城中路，与太平金融大厦毗邻；南接陆家嘴环路，与盛大金磐住宅楼毗邻；北靠花园石桥路，与金茂大厦隔路相望。

1.2 地质概况

本工程地基土在150 m深度范围内的土层主要由饱和黏性土、粉性土和砂土组成。其中第⑧层缺失，第⑦、⑨层土连通。土层深部第⑦层属上海地区第一承压含水层，承压水水位埋深为8.50～10.60 m, 11月～4月水位较高，5月～10月水位较低。

1.3 建筑概况

本工程总建筑面积约57 万m2，地上总建筑面积约41 万m2，地下室建筑面积约16 万m2，地下室占地面积约3.4 万m2。主楼地下5 层，地上121 层，主楼高度为632 m。

其竖向分为9 个功能区，1 区为大堂、商业、会议、餐饮区，2～6 区为办公区，7 区、8 区为酒店和精品办公区，9 区为观光区，9 区以上为屋顶皇冠，其中1～8 区顶部为设备避难层。外墙采用双层玻璃幕墙，内外幕墙之间形成垂直中庭。裙房地下5 层，地上5 层，高37 m。大厦主要功能为办公、酒店、商业、会议、观光[1,2]。

1.4 结构概况

本工程为桩筏基础，桩基采用钻孔灌注桩，主楼基础底板厚6 m，裙房基础底板厚1.6 m。主楼为钢筋混凝土结构和钢结构组成的混合结构体系(图2)，裙房地下为框架结构，地上为钢结构。主楼竖向结构包括核心筒和巨型柱，水平结构包括楼层钢梁、楼面桁架、带状桁架、伸臂桁架以及组合楼板。

图2 结构体系概况

核心筒为钢筋混凝土结构,在设备避难层的核心筒墙体内暗埋内伸臂桁架，内伸臂桁架通过外围伸臂桁架与巨型柱连接。钢筋混凝土巨型柱内含劲性钢柱，沿高度向建筑中部呈88°倾斜，包括8 根超级柱SC1和4 根角柱SC2。非桁架层水平结构由楼层钢梁和组合楼板组成；1 区和3 区桁架层的水平结构设有楼面桁架和带状桁架；2 区和4～8 区桁架层的水平结构设有伸臂桁架、楼面桁架、带状桁架。各区设备避难层之间，钢框架外围的玻璃幕墙支撑钢结构采用悬挂结构形式，每个楼层面设置1 道。屋顶皇冠钢结构位于整栋建筑顶部，由内外八角钢框架、帽桁架、竖向鳍状桁架、水平桁架组成。

2 地下结构施工难点

（a）地下⑦层和⑨层承压水相互连通，水量极其丰富，承压水头高。主楼开挖深度达31.1 m，因此，超深基坑安全施工以及对周边环境的保护难度大。

（b）主楼基坑开挖深度须进入号称“铁板砂”的⑦1粉砂层内2.3 m，由于该土层降水固结后非常坚硬，所以开挖难度特大。

（c）主楼基础底板厚度为6 m，强度等级为C50，混凝土方量约为60 000 m3。建筑工程中一次连续浇筑混凝土60 000 m3在世界上尚无先例，混凝土施工组织难度大。

（d）主楼基础底板C50高强超大体积混凝土施工裂缝控制、基础底板和大量剪力厚钢板强力约束下的高强地下室墙板混凝土裂缝控制难度极高。

（e）超大超重倾斜巨型钢柱截面尺寸大，钢结构安装过程中的机械选型、吊装方法以及吊装过程对超深基坑的安全保护技术难度大。

（f）超大截面厚板的现场焊接工作量大，其中SC1巨型钢柱厚100 mm的钢板对接焊缝长度达20 m，超厚钢板现场焊接的质量控制难度大。

（g）主楼地下钢筋混凝土结构中，劲性钢结构含量大，剪力墙结构中又设置了大量剪力厚钢板，翼墙中也设置了2 道厚钢板，剪力墙结构裂缝控制难度大。

3 上部结构施工难点

3.1 钢筋混凝土结构工程施工难点

（a）主楼核心筒结构沿高度方向有4 次体形变化，墙体内暗埋多达6 道伸臂桁架，超高空脚手模板体系选择以及立体作业安全防护难度大。

（b）主楼核心筒混凝土高度达574 m，顶部为C60高强混凝土；巨型柱混凝土高度达546 m，顶部为C50高强混凝土；高强混凝土一次泵送到顶施工难度大。

（c）主楼非标准层核心筒墙体内暗埋了大量剪力厚钢板、钢结构暗柱和暗梁，钢结构和钢筋工程相互位置关系复杂。在厚钢板强约束下的结构裂缝控制以及混凝土浇筑密实性的控制难度大。

3.2 钢结构工程施工难点

（a）工程钢结构总质量约100 000 t，安装高度达632 m。在主楼钢结构安装过程中，裙房地下室同步施工，主楼重型钢结构堆场受外围环形后浇带影响，施工组织难度大。

（b）主楼钢结构造型复杂，巨型钢柱、钢桁架等钢板厚、截面大、构件重，钢结构安装的机械选型及吊装方法极为重要，测量校正及精度控制难度大，高空焊接作业要求高。

（c）高空作业点多面广，桁架层悬臂端、外幕墙支撑钢结构和屋顶皇冠钢结构悬空安装工作量大，安全控制难。重型起重机械设置对结构整体及局部的影响，增加了安全施工难度。

3.3 结构工程施工控制难点

（a）主楼钢筋混凝土结构超高，受混凝土收缩徐变、压缩变形、环境影响，结构竖向变形预控制难度大。主楼钢结构超高超大，受压缩变形、安装工艺、环境影响，钢结构竖向变形预控制难度大。

（b）主楼核心筒先行施工，核心筒外围的钢框架以及组合楼板后续施工，核心筒的变形预控制和核心筒外围的钢框架变形预控制产生的竖向变形差异，将对结构产生有害内力，所以变形差异控制难度大，要求高。

（c）主楼超高结构受风荷载、日照等因素影响大，垂直度控制难度大。

3.4 人货垂直运输施工难点

本工程外立面呈垂直旋转状，外边缘随高度不断变化，若在建筑物外边缘设置施工电梯，对后续工程建设影响巨大，且投入费用高，人员和货物垂直运输施工难度大。

4 主体结构总体施工流程

（a）地下室采用主楼顺作裙房逆作施工，主楼结构出±0.00 m开始裙房逆作法施工。

（b）上部结构中，屋顶“皇冠”结构以下的主体结构施工在竖向共分3 个流水节拍，首先进行核心筒墙体结构施工，其次进行核心筒外围钢框架结构施工，最后进行钢筋混凝土巨型柱以及楼板结构施工。

（c）核心筒外围钢框架在非楼面桁架层和非伸臂桁架层中的吊装，首先根据分节方案吊装巨型钢柱，其次吊装楼层钢梁，依次进行楼层钢梁焊接及螺栓连接，然后进行压型钢板铺设以及栓钉施工，最后进行组合楼板中的钢筋混凝土楼板施工。

（d）在设备避难层顶面组合楼板混凝土浇筑完毕后，首先进行下部幕墙钢支撑安装，根据进度计划要求适时进行外玻璃幕墙安装，然后进行内玻璃幕墙安装。

（e）屋顶“皇冠”钢结构吊装，首先吊装帽桁架以下的八角框架结构，安装相应楼层钢结构，完成核心筒区域混凝土浇筑，然后安装帽桁架钢结构，最后依次吊装竖向鳍状桁架以及水平桁架。

5 主楼区域基坑工程顺作法施工方案

5.1 概况

主楼围护墙为厚1.2 m、内径121 m的环形地下连续墙，设置6 道环形围檩，地下连续墙深50 m。基坑开挖深度31.1 m，土方开挖总量约36 万m3，在第1道环形围檩标高位置设置4 个挖土栈桥平台。

5.2 地下连续墙施工[3-5]

由于地基土⑦2层比贯入阻力Ps平均值26.91 MPa，深50 m、厚1.2 m的地下连续墙采用抓铣结合的成槽工艺。上部30 m土体（⑥层及以上土层），用真砂成槽机直接抓取；进入30 m深度以下（⑦1层粉砂土）后，用宝峨BC32和BC40液压铣槽机铣削。同时地下连续墙选用锁口管结合V形钢板接头，有效减少起拔阻力和防止混凝土绕流。裙房地下连续墙深48 m，采用相同施工工艺。

在主楼圆环形地下连续墙中做了部分套铣接头并获得成功（图3），其工艺为先行施工一期槽段，然后在两个一期槽段中间插入二期槽段，利用铣槽机直接切削已成槽段的混凝土形成接头，接头止水效果良好。采用此工艺取消了接头箱，可彻底解决可能产生的混凝土绕流质量隐患。

图3 地下连续墙套铣施工工艺示意

5.3 管井井点减压降水施工

5.3.1 减压降水井点布置及停井

通过减压降水单井及多井抽水试验分析，并经群井抽水试验验证确定方案。基坑内设置深55 m的减压降水井12口，深45 m的观察井3 口；基坑外深65 m和55 m的减压降水井各14 口，间隔设置，裙房两墙合一地下连续墙内侧设置深45 m的观察井4 口，裙房两墙合一地下连续墙外侧设置深45 m的观察井3 口。减压降水井点封井部分采用垫层施工前进行，部分采用基础底板完成后停止降水，待裙房施工时继续使用。

5.3.2 减压降水井点运行

基坑开挖至－17.5 m后开启降压井，先陆续开启坑内的12 口井；开挖至－28.8 m之后开启坑外降压井，最终坑外共开启23 口井。主楼基坑内12 口减压井在基础底板垫层施工前全部封闭，底板混凝土浇筑完成后7 d所有降压井停井。减压降水过程中采用信息化施工，按需降水，随时调整减压降水运行方案，以满足保护周边环境的要求，采用多电源保障措施确保安全。

5.4 管井井点疏干降水施工

基坑内设置深25 m的真空管井井点疏干降水井42 口，观察井4 口，疏干降水井每250 m2设置1 口。

5.5 基坑工程土方开挖总体施工

主楼基坑平面开挖分4 个区域同时进行，每个挖土栈桥平台负责1 个区域土方开挖（图4）。主楼基坑采用岛盆结合方式开挖，根据环形围檩位置分7 层土进行，盆边分层土体高度大于3.5 m时采用2级放坡开挖。

在挖土栈桥平台上布置挖土机械的作业场地，用于土方的主要出土口，采用反铲挖掘机、长臂挖掘机、伸缩臂挖掘机、抓头挖掘机进行土方装车挖运。4 个挖土区域内分别布置相应数量的反铲挖掘机，用于土方的开挖以及土方的驳运。

图4 主楼土方开挖场景

5.6 基坑工程环形围檩施工

由于基坑深大，每道环形围檩须进行分段、对称、流水施工，每段长度控制在50 m左右。第1道～第5道环形围檩底模及侧模采用木模，第6道环形围檩直接利用混凝土垫层做底模。因第6道环形围檩埋在底板之下不予拆除，第1道～第5道环形围檩按爆破方案设置爆破预留孔，便于后续爆破拆除。

5.7 截桩、桩顶处理、垫层施工

截桩采用人工开凿和空压机开凿相结合的方法，根据土层开挖厚度，按2～3 m进行分段开凿截断，并由履带吊直接吊运出基坑外运。在桩顶区域，采用人工开凿进行桩顶处理，清理桩顶钢筋。土方开挖至设计标高后，及时分块浇筑混凝土垫层。在基坑底高低坡的底部区域，沿环向均匀设置8 个集水井，在坑中坑位置再设置一定数量的集水井，用于基坑内明水的排除（图5）。

图5 主楼基坑全景及桩顶处理

6 主楼区域基础底板施工方案

6.1 概况

主楼基础底板混凝土总方量约61 200 m3（其中坑中坑1 200 m3），混凝土强度等级为C50，抗渗等级P12。先浇筑完成坑中坑混凝土，剩余60 000 m3混凝土采用一次连续浇筑方案。

6.2 基础底板钢筋和模板工程施工

底板垫层浇筑后，2 台80 t履带吊先行进场，布置在南、北挖土平台，随后在东、西挖土平台上安装2 台QTJ60Ⅱ塔吊，并机动进场2 辆50 t汽车吊，以满足主楼底板钢筋垂直运输以及底板钢筋绑扎的要求，待钢筋绑扎完成后 4 台塔吊退出场地。

钢筋支架按立柱、顶部横梁、中部连杆和竖向剪刀撑杆件分别进行设计，在立柱中部设置2 道连杆，钢筋支架立柱的纵向和横向设置竖向剪刀撑。基础底板圆环端部与地下连续墙接触部位钢筋预留接驳器，设置2 条膨润土止水带用于防水。基础底板内的钢结构地脚螺栓和M1280D塔吊基础等埋件按设计和施工要求预埋。

6.3 主楼区域基础底板超大体积混凝土施工

6.3.1 原材料要求

采用中低热定制水泥、大掺量粉煤灰和矿物掺合料；采用专门复配的聚羧酸系高效减水剂。

6.3.2 混凝土配合比

在混凝土配合比设计中，主要考虑降低水化热和减小收缩，以从源头上控制温度收缩裂缝的产生。为获得更真实有效的数据，进行了尺寸为6.0 m×8.0 m×3.0 m的C50大体积混凝土中试模拟试验（图6）。经试验对比，对混凝土配合比进行了优化设计，即水胶比≤0.38，掺合料比例≥50%，砂率≤42%。根据设计和施工要求，本工程大体积混凝土采用C50R90后期强度，坍落度采用160 mm±30 mm。在施工中，要求混凝土经时坍落度1 h损失≤20 mm，2 h损失≤30 mm，初凝时间为12～14 h，终凝时间为16～18 h。

图6 大体积混凝土中试现场

6.3.3 超常规混凝土供应方案

混凝土供应采取主供加备供的方式，选定平均距离本项目21 km范围内的6 家搅拌站作为主供单位，1 家搅拌站作备供单位，6 家主供搅拌站供料可达1 000 m3/h。按此供料能力配备405 辆混凝土搅拌车无间歇运输。

6.3.4 裂缝控制措施

优化大体积混凝土配合比，采用90 d设计强度，采用双掺技术，增加矿粉和粉煤灰的掺量，减小水泥用量。在混凝土初终凝阶段，采用两次抹面技术，防止表面裂缝产生。采用蓄热保湿方法满足养护温控要求，在混凝土终凝前，表面及时覆盖2 层麻袋和2 层塑料薄膜，尽快形成保温保湿养护环境。

6.3.5 混凝土测温施工

采用大体积混凝土多点温度微机测量系统实时监测混凝土的温度分布。根据圆形底板的对称性，在主楼基础底板内部取2 个代表性的剖面上进行布点测温，共布置84 个测点，另在设薄膜温度测点3 个，及大气温度测点1 个、室内温度测点1 个，共计89 个温度测点。

6.3.6 混凝土一次连续浇筑施工

混凝土采用由中心向四周退捣方案，在圆形基坑边间隔布置8 台48 m汽车泵和6 台固定泵，取土平台上布置4 台56 m汽车泵（图7）。

图7 主楼大底板混凝土浇筑全景

为保证混凝土质量，在每个泵车的布料杆或硬管端部设置混凝土窜筒用于混凝土下料，防止混凝土产生离析。安排足够的振捣人员和设备。

7 主楼区域地下室楼层结构施工方案

7.1 概况

本工程主楼地下室钢筋混凝土结构由核心筒、巨型柱以及梁板结构组成。核心筒外墙厚1.2 m，内墙厚0.9 m；巨型柱最大断面为3.7 m×5.3 m，角柱最大断面尺寸为2.4 m×5.5 m，巨型柱和角柱内含劲性钢柱。核心筒与巨型柱相连的翼墙墙体厚度为2 m，内设双层钢板，最厚为105 mm。核心筒墙体内设单层钢板，最厚75 mm。

7.2 大型垂直运输机械使用方案

大底板完成后在栈桥平台上停履带吊，进行巨型柱下节劲性钢柱安装。利用履带吊在大底板上安装2 台M1280D塔吊，利用2 台M1280D塔吊完成地下室楼层钢筋混凝土结构和钢结构的垂直运输及安装工作（图8）。

7.3 主楼区域地下室楼层超大超重钢结构安装施工方案

7.3.1 巨型柱劲性钢柱安装

图8 主楼地下室大型机械配置

巨型柱和角柱内的劲性钢柱分2 节施工，下节采用1 台400 t履带吊停于地面栈桥平台上进行安装，安装时1 台250 t履带吊配合卸车及起吊。上节钢柱安装时，采用定位连接钢板与下节钢柱临时连接固定，然后进行钢柱对接精度校正。下节柱标高采用柱底设置标高块的方法进行控制，在柱脚处另设置专用钢牛腿作为反力架，采用千斤顶进行精调。上节柱的标高误差通过接柱焊缝间隙调整，尔后采用双作用千斤顶进行精调。每个巨型柱焊接完成后，须进行100%超声波探伤，焊接质量满足规范和设计要求后，方可进行后续工程施工（图9）。

图9 地下室巨型柱劲性钢柱安装

7.3.2 墙体劲性钢柱及剪力厚钢板安装施工

利用2 台M1280D塔吊进行安装，安装时在地面另配1 台150 t履带吊进行钢构件卸车和辅助起吊作业。

墙体内的剪力钢板安装1 层，钢筋混凝土结构施工1 层。钢板上开设Φ150 mm、间距1 500～2 000 mm的混凝土流淌孔，以梅花形布置，对钢板截面的削弱控制在15%以下，在开设流通孔部位须采用加劲环进行补强。墙内下节钢柱标高采用地脚螺栓标高调节螺母控制，上下节钢柱对接采用定位连接板临时连接。标高与定位调整工艺同巨型钢柱，焊接工艺同巨型柱。

7.4 主楼区域地下室楼层钢筋和模板工程施工

钢筋由2 台M1280D塔吊吊至坑内，施工作业场地采用人工搬运绑扎的方法进行施工。巨型柱、角柱、墙体模板采用胶合板配制，由于对拉螺栓无法避开劲性钢结构，采用将螺栓套筒焊接于钢结构上用于对拉螺栓连接。

7.5 主楼区域地下室楼层混凝土工程施工

7.5.1 复杂约束条件下超长高强混凝土裂缝控制技术

混凝土采用粉煤灰和矿渣双掺取代部分水泥，降低水泥水化热。采用聚羧酸系外加剂，降低高强混凝土的收缩，使混凝土龄期90 d内的收缩低于450微应变，极限收缩低于500微应变。尽可能缩短底层柱、墙体与底板混凝土浇筑的时间间隔，减少下层混凝土结构对上层混凝土结构的约束。

7.5.2 混凝土浇筑及养护施工

楼板采用汽车泵结合固定泵逐层浇筑（图10）。地下室柱、墙断面尺寸小于1 m时，混凝土采用带模养护的方法，带模养护时间不宜少于3 d；带模养护结束后继续采用直接浇水、覆盖麻袋浇水养护方法。地下室柱、墙断面尺寸不小于1 m时，混凝土采用带模养护方法，带模养护时间不宜少于7 d；带模养护结束后继续采用直接浇水、覆盖麻袋浇水养护方法。梁板混凝土养护采用浇水养护、覆盖麻袋浇水养护方法。混凝土养护时间不少于14 d。

图10 主楼地下室楼层混凝土浇筑

8 裙房区域基坑工程逆作法施工方案

8.1 概况

裙房基坑开挖面积约2.3 万m2，开挖深度26.70 m，裙房地下室共5 层。

8.2 管井井点减压降水施工方案

8.2.1 减压降水井平面布置与封井

主楼基坑外布置的28 口减压降水井在主楼区域使用后停止工作，裙房施工时作为裙房基坑减压降水使用。裙房基坑施工时另外增加井深为45 m的减压降水井18 口。裙房基坑施工共布置井深为45 m的减压降水观察井7 口，其中坑内4 口，坑外3 口。裙房减压降水井封井时间安排在裙房各分区基础底板完成后进行。

8.2.2 减压降水井点运行方案

基坑开挖至－19.7 m时开启减压降水井，随挖土部位及深度变化逐步增加开井数量，最终共开启32 口井。各区域底板混凝土浇筑完成1个月后陆续停井，其过程中根据监测随时调整减压降水运行方案，以满足按需降水和保护周边环境的要求。

8.3 管井井点疏干降水施工

基坑内设置深25 m的疏干真空管井井点61 口，观察井4 口，疏干降水井每250 m2设置1 口。

8.4 基坑土方工程施工

基坑采用土方分区同步开挖、结构分块同步施工的原则，先行完成十字对撑体系(见图11)，再开挖4 个角部，有效控制地下连续墙变形以及对周边环境和管线的影响。土方开挖采用盆式挖土，根据基坑的特点分6 次进行。盆边土体采用1级放坡开挖。裙房基坑第1次土方开挖采用明挖法，第2次～第6次土方开挖采用暗挖法。 每个挖土分区土方开挖应按规定顺序进行。每一层土方先开挖盆中的土方，然后抽条分块开挖盆边土方，分块开挖间隔进行。本分区土方开挖的条件，应满足本开挖区域上层楼板结构达到100%强度、同时相邻区域上层楼板结构达到50%强度的要求。

图11 裙房分区开挖及分区结构施工

8.5 地下室结构施工

8.5.1 钢筋和模板工程施工

成型钢筋由汽车吊通过取土口吊运至施工面，由人工搬运进行绑扎施工。裙房梁板结构模板采用胶合板，模板支架采用Φ48 mm钢管。模板支撑时采用短排架和高排架相结合的方式，支架基层的垫层亦应达到一定的强度。裙房柱墙结构模板采用胶合板。

8.5.2 地下室结构混凝土浇筑施工

梁板结构及底板各分区混凝土浇筑均采用固定泵，固定泵停放在首层楼板上，泵管通过主楼与裙房间的后浇带临时板上预留的400 mm×300 mm的洞口向下布置直至浇筑位置。为防止混凝土向下浇捣出现堵泵现象，混凝土竖向泵管每隔10 m增加一个弯管减缓混凝土的冲击力。

裙房柱墙采用顺作法，分别自地下5 层浇筑至地下1层。混凝土浇筑时通过梁板结构混凝土浇筑预留孔向下浇筑混凝土，采用自密实混凝土浇筑。

8.6 主楼临时地下连续墙及环形围檩爆破拆除施工

主楼临时地下连续墙爆破采用强松动爆破；环形围檩爆破采用分离爆破。由于爆破施工时危险性较大，现场根据爆破进程分阶段搭设防护棚。

8.7 裙房与主楼间后浇带施工

主楼和裙房楼层结构之间的后浇带水平支撑采用混凝土楼板（见图12），在主楼和裙房侧均设置楔口式环梁，裙楼区采用钢板隔离，主楼区采用薄膜隔离后和相应区域结构分块一起浇筑。为防止局部楼层结构悬挑过大，在桩基施工时增设了临时格构柱。考虑到裙房南侧地下连续墙与主楼地下连续墙的间距较小，该部位支撑体系则利用裙房及主楼区域的混凝土梁板，主楼裙房混凝土梁板分开浇筑，且钢筋全部断开，在其梁板中间留设1 条竖向的沉降缝，采用钢板断开。

待两侧结构沉降趋于稳定后，凿除原后浇带临时换撑板，接通原预留钢筋，浇筑永久结构梁板。拆除从下向上逐层分区进行，分区原则上同土方开挖分区相同。

图12 主楼与裙房楼板后浇带节点

基础底板后浇带区域采用H型钢支撑，构造节点设计应能抵抗地下承压水的作用力，故在后浇带区域设置加强垫层（见图13）。为不影响后浇带区域基础底板的正常沉降，临时地墙应凿至裙房基础底板下一定的位置。

9 主楼上部结构钢筋混凝土核心筒施工方案[6-8]

9.1 概况

核心筒总高度574 m，墙体内暗埋厚钢板形成钢板剪力墙：13层以下全部设置钢板；13～18层、23～34层、50～51层局部设置钢板；墙体厚度随高度上升而递减，平面有4 次变化，原有的九宫格最终变为十字型五宫格筒体。在设备避难层的核心筒墙体内暗埋伸臂桁架，通过外围伸臂桁架与巨型柱连接。

9.2 核心筒1～13 层墙体施工

核心筒1～13 层墙体采用常规方法施工，其内楼板后做。利用M1280D塔吊进行材料垂直运输，先行吊装核心筒墙体内劲性钢柱，钢板2 层1 吊，然后进行钢筋绑扎。混凝土逐层浇筑，采用2 台固定泵接2 台布料机进行。施工脚手架采用落地结合悬挑的方式，1～9 层采用落地脚手，9～13层采用悬挑脚手。模板1～12层采用常规胶合板模板，13层采用芬兰维萨胶合板定型大模板。

9.3 核心筒14～125层墙体施工

核心筒13～125层墙体采用筒架支撑式动力内置整体顶升钢平台模架装备进行施工，其内楼板随外围结构组合楼板同步施工。钢筋、钢结构件由M1280D塔吊运输。

筒架支撑式动力内置整体顶升钢平台模架装备（图14）由支撑系统、动力系统、钢平台系统、脚手架系统和模板系统组成。采用整体设计方法，承载力大，侧向及底部防护严密。顶部的钢平台可用于放置整层钢筋、布料机、电箱、工具箱、常用材料等。悬挂脚手架挂于平台下方，为施工人员的上下通道和钢筋绑扎、模板安装的操作空间。采用滑移式设计方法，解决墙体收分施工需要。钢平台围档形成的整体全封闭空间，操作环境适宜，安全有保证。脚手架底部的封闭式构造设计可防止高空坠物，满足立体施工需要。采用双层设计方法，在伸臂桁架层施工时，可将钢平台连续顶升2 层，直到超过伸臂桁架层，在钢平台下方完成核心筒内6 道伸臂桁架的吊装、钢筋绑扎和混凝土浇筑。该技术解决了伸臂桁架层施工的难题，大大加快了伸臂桁架层的施工进度。

图14 整体构架平台装备

该装备通过支撑系统支承于核心筒墙体上，每浇一次混凝土，构架平台爬升一次，模板随平台同步提升。

核心筒13～18层，23～34层，50～51层墙体内置钢板，施工时通过钢平台联系梁的拆解和合并来完成钢板的吊装，然后进行钢筋绑扎和混凝土浇筑。在构架平台上对称固定布置2 台特制混凝土布料机（图15），设置固定串筒，布料机通过串筒将混凝土浇至所需部位。

考虑竖向结构变形与控制，采取核心筒和巨型柱标高补偿等措施，并采用弱时变效应高性能混凝土，减少混凝土的收缩变形和压缩变形。

图15 混凝土布料机

10 主楼上部结构钢框架梁柱结构安装方案

10.1 概况

主楼上部结构的外钢框架由巨型钢柱SC1、角柱SC2、周边钢框架柱、楼层钢梁、组合楼板等构件组成。巨型柱SC1共8 根，高度约547 m，劲性钢柱为双箱全焊接截面构件；角柱SC2共4 根，高度约319 m，SC2内劲性钢柱为型钢焊接截面。周边钢框架柱采用H型截面构件，截面尺寸相对较小。2区分布有16 根，3～5区为8 根，6～9区为12 根。楼层钢梁在标准层呈放射状布置，在设备避难层呈环形布置。组合楼板由压型钢板和钢筋混凝土楼板组成，由楼层钢梁支承。

10.2 巨型钢柱及楼面钢梁安装

外框架梁柱钢结构安装采用4 台M1280D塔吊，平面分4 个区域对称吊装；巨型钢柱按2～4 层1 节划分吊装单元，单机吊装。考虑竖向结构变形与控制，施工中采取巨型柱标高补偿等措施。

每层钢结构框架首先安装巨型钢柱（图16），然后安装其它钢结构部分。为确保巨型钢柱稳定，安装后及时吊装巨型钢柱之间和巨型钢柱与核心筒间的楼层钢梁，然后向两侧对称安装其余周边楼面钢梁结构。

由于受核心筒顶部钢平台体系遮挡，核心筒内部钢梁采用在构架平台体系底部设置吊点，利用电动葫芦悬挂起重机作为吊装机械进行吊装，原则上与外框架梁柱同步吊装，钢梁散件利用已完外框架结构进行水平运输。

图16 巨型钢柱吊装

11 主楼上部结构钢筋混凝土巨型柱施工方案

11.1 概况

主楼巨型柱内设有箱型型钢劲性柱，型钢劲性柱外伸牛腿与楼层钢梁、楼层桁架、环带桁架及伸臂桁架劲性结构连接。混凝土强度等级37层以下为C70；37～83层为C60；83层以上为C50。SC1型柱竖向靠主楼外侧的3 个截面共向内收分7 次。SC2型柱竖向靠主楼外侧的3 个截面共向内收分4 次。

11.2 钢筋混凝土巨型柱施工

钢筋混凝土巨型柱与楼层混凝土结构同步施工，由于其位于外围结构边缘，结构倾斜、逐渐变小的同时还连接多根楼面钢梁，遇到设备层还连接伸臂桁架、环带桁架、楼面桁架，模板采用散拼散拆施工，采用芬兰维萨木模板提高翻转次数。

1～9层采用常规落地脚手架；10层以上，当组合楼板结构边界距离巨型柱较近时，采用悬挑脚手施工，当距离逐步增宽时采用落地脚手施工。

1～4层巨型柱混凝土浇筑采用2 台56 m汽车泵和2 台固定泵（另设1 台备泵）接硬管相结合的形式进行施工（图17）；5层及以上巨型柱混凝土浇筑采用2 台固定泵（另设1 台备泵）接硬管的方式进行施工。

图17 4 层巨型柱的混凝土浇筑

12 主楼上部结构组合楼板施工方案

12.1 概况

主楼楼板均为压型钢板与钢筋混凝土组成的组合楼板，组合楼板最高至580 m，混凝土强度C35。标准层组合楼板厚度为155 mm，其中压型钢板波纹高75 mm，板厚为1.2 mm，混凝土厚为80 mm。设备避难层楼板厚为200 mm，压型钢板波纹高75 mm；板厚为1.2 mm，混凝土厚为125 mm。高区桁架层局部设置钢板。

12.2 组合楼板施工

核心筒外侧压型钢板由M1280D塔吊直接吊运至施工楼层进行安装，核心筒内侧压型钢板由核心筒外侧向核心筒内侧进行驳运安装。钢筋由M1280D塔吊吊运至施工楼层卸料钢平台内，由人工驳运至绑扎位置进行施工[9]。

组合楼板和巨型柱同时浇筑混凝土，采用固定泵接硬管方式。巨型柱边缘设置钢板网施工缝，先浇筑巨型柱高标号混凝土，在巨型柱混凝土初凝前完成组合楼板混凝土浇筑。原则上核心筒内楼板应与外围楼板同步浇筑。

13 主楼楼面桁架安装方案

13.1 概况

在设备避难层中，核心筒外围的梁柱框架结构中增设了楼面桁架，楼面桁架径向设置，高度为1 层楼高。

13.2 楼面桁架安装

楼面桁架内段采用整体吊装（图18），完成后进行楼层钢梁安装；楼面桁架外段悬挑部分也采用整体吊装，在设备避难层上层钢框架结构形成后进行，利用设置在上层钢框架结构上的钢丝绳及辅助侧向支撑进行临时固定，并及时补缺安装斜腹杆。

图18 楼面桁架内段施工

14 主楼环带钢桁架安装方案

14.1 概况

在设备避难层中，核心筒外围梁柱框架结构中增设了环向带状桁架，桁架由内环和外环构成，用于连接外框各巨型钢柱，内环和外环带桁架的上下弦杆分别在重心位置用厚30 mm钢板连接。

14.2 环带钢桁架安装

根据环带钢桁架的节点构造形式，考虑现场和运输条件，巨型钢柱之间的环带钢桁架整体安装，巨型钢柱与角柱之间的环带钢桁架按单元划分为下弦杆、直腹杆、斜腹杆、中层梁、上弦杆等构件。在构件制作时，将内外环向带状钢桁架的上下弦杆分别拼装成组合构件，运输至现场，由塔吊根据单元划分，采用内外同步左右对称进行安装（图19）。

图19 环带钢桁架施工

先整体吊装内外环带桁架的下弦杆，连接环带桁架内侧的楼面钢梁；然后吊装直腹杆，并由两端向中间分别安装斜腹杆和中层梁；最后整体吊装内外环带桁架的上弦杆。为便于校正和调整安装偏差，在每段带状桁架吊装时，先临时固定，合拢后整体校正、最后终固。

15 主楼伸臂钢桁架安装方案

15.1 概况

伸臂桁架分2部分，设置在2区和4～8区的设备避难层中。内伸臂桁架设置在核心筒腹墙和翼墙内，外伸臂桁架设置在核心筒与巨型柱之间。

15.2 伸臂钢桁架安装

内伸臂桁架随核心筒墙体先施工，构件安装在钢平台下方进行，焊接与连接操作全部在钢平台脚手架上完成：先吊装下弦杆，墙体混凝土浇筑完成后，再吊装劲性钢柱、腹杆和上弦杆，最后依次吊装核心筒周边墙体内的伸臂桁架。

外伸臂桁架随外围钢框架安装后施工：先吊装下弦杆，然后依次吊装巨型钢柱，伸臂桁架斜腹杆、中层梁、上弦杆。

考虑变形预控制，对核心筒外伸臂桁架的特定部位采用临时连接措施，在变形稳定后择时进行最终连接。本工程伸臂桁架终拧设定在本桁架层以上2 道桁架层施工完成之后进行。

16 主楼玻璃幕墙支撑钢结构安装方案

16.1 概况

各区设备避难层之间，钢框架外围的玻璃幕墙支撑钢结构由径向水平圆杆构件、外边缘曲梁圆杆构件、钢棒吊杆组成。水平向通过径向水平圆杆构件支撑于楼板上，外边缘曲梁圆杆上设置8 处伸缩节点；垂直向通过悬挂于该设备避难层底部的吊杆加以固定，9区玻璃幕墙钢支撑通过悬挂于屋顶“皇冠”钢结构鳍状桁架底部的吊杆加以固定。

16.2 幕墙钢支撑安装

由于幕墙钢支撑有着严格的变形控制要求，且外幕墙安装与之密切相关，因此幕墙钢支撑必须与外幕墙同步深化设计，本工程运用BIM技术进行模型整合一体化实施，是保证安装精度的前提。在施工中将幕墙钢支撑分成3 个区域，在施工区段上部外挑桁架层的顶部，设置动臂小吊车，在上部外挑桁架层的底部，设置可升降的安全操作平台，幕墙钢支撑通过动臂小吊车吊运，并在安全操作平台中进行安装固定。先安装竖向钢棒吊杆，再安装径向水平圆杆构件和外边缘曲梁圆杆构件。每区幕墙钢支撑随安全操作平台逐层下降，从上往下安装完成。然后用M1280D塔吊将动臂小吊车及安全操作平台运至上一个区段进行施工（图20）。

图20 幕墙钢支撑施工

17 主楼屋顶“皇冠”钢结构安装方案

17.1 概况

屋顶“皇冠”钢结构由八角框架结构、帽桁架、竖向鳍状桁架和水平桁架等构件组成，该部位还有大型水箱、风力发电机、阻尼器、擦窗机等大量设备和装置。

17.2 屋顶“皇冠”钢结构安装

8区桁架层施工完成拆除南塔，吊装126～130层八角框架结构（穿插阻尼器等设备安装）、119～121层南北两侧转换层施工，然后安装M900D塔吊拆除东西塔吊，进行转换层钢结构补缺，尔后再开始鳍状桁架及水平桁架钢结构施工。鳍状桁架钢结构及水平桁架施工完成，安装擦窗机、风力发电机等设备，最后完成幕墙板块施工。

18 上部结构大型吊运机械施工方案

18.1 塔吊选型及布置

本工程钢结构总质量达10 万t，在施工中结合大楼高度及塔吊吊装速度、正方形核心筒平面及场布特点，最后确定主楼采用3 台澳洲产的M1280D法福克塔吊和1 台国产的SZL2700D中昇塔吊（图21），塔吊最大起吊半径52.5 m，最大起重量达100 t。采用该方案可减少钢结构高空吊运量，提高安装效率。塔吊采用外挂内爬形式布置在核心筒翼墙外侧中部，每台塔吊负责1/4区域的钢结构吊装；在地面布置2 台300 t履带吊进行辅助吊装。塔吊支撑装置采用桁架式支撑系统，爬升框架由斜撑杆和斜拉索共同支承。

图21 主楼塔吊平面布置

18.2 大型塔吊使用

根据塔吊性能及不同爬距对结构作用荷载分析，主楼4 台塔吊爬升距离均不小于20 m，实际爬升过程中，先爬升2 台塔吊，完成后再进行另2 台塔吊爬升。塔吊一般5 层或4 层爬升1 次。为满足核心筒墙体向内收的安全要求，塔吊进行5 次空中平移。

18.3 大型塔吊拆除

塔吊拆除工序较为复杂，拆除时先利用东西2 台M1280D塔吊拆除北南2 台塔吊，然后用M1280D在南侧结构609.9 m标高位置安装M900D塔吊，再利用M900D塔吊拆除M1280D塔吊，利用M900D塔吊在鳍状桁架顶部基础上安装2 台ZSL380塔吊，利用ZSL380塔吊拆除M900D塔吊，以1 台ZSL380塔吊拆除另1台ZSL380塔吊，最后安装1 台屋面吊，用屋面吊拆除ZSL380塔吊，再用擦窗机拆除屋面吊。

19 上部结构垂直运输电梯施工方案

19.1 施工电梯设置的总体方案

应对建筑外形旋转收小及双幕墙影响，本工程主楼施工用人货两用电梯全部布置在核心筒永久电梯的井道内，但结构封顶后人货两用电梯的使用将对永久电梯安装造成巨大影响，必须在前期策划时就考虑人货两用电梯与永久电梯的适时转换。

19.2 施工电梯及永久电梯布置方案

结合各施工阶段垂直运输需求分析与统计，本工程共使用11 台人货两用电梯，并提前安装9 台永久电梯为施工期间使用。

1 台电梯用于核心筒墙体施工，直接停靠在钢平台顶部；1 台电梯用于核心筒外钢框架、钢筋混凝土巨型柱、组合楼板施工；其余电梯按低区、中区、高区布置，分别满足两结构、设备安装及装饰工程施工。

提前使用的永久电梯在不同施工阶段介入，以满足电梯接力转换和施工用电需要。永久电梯使用期间采取安全保护措施，交付前再进行整修和部分构件更换。

为了使人货两用电梯能够到达构架平台上方，本工程采用在构架平台侧向设置人货两用电梯专用附着设施，构架平台设计中考虑相应荷载作用。

20 上部结构固定泵垂直输送混凝土施工方案

20.1 概述

本工程钢筋混凝土结构包括核心筒、巨型柱、组合楼板。混凝土强度及泵送高度分布见表1。本工程混凝土采用一泵到顶的施工方案，为了确保混凝土泵送能满足施工要求，应从混凝土泵送设备、混凝土布管工艺和混凝土性能3 个方面制定具有针对性的施工方案。

表1 混凝土强度随高度变化分布表

20.2 泵送设备及布管工艺

20.2.1 泵送设备

在地面布置2 台固定泵（另设1 台备用），采用2 路泵管（另设1 路备用）进行混凝土输送。200 m高度以下采用HBT90CH—2135D型固定泵，200 m高度以上采用泵送出口压力50 MPa的世界最大的HBT90CH—2150D型固定泵。该固定泵可以高低压自动切换，无需停机。双动力结构大大提高了工作可靠性。

20.2.2 泵管及布管工艺

针对高强混凝土一次泵送高度高的特点，将常规Φ125 mm的混凝土泵管改为Φ150 mm的超高压泵管。泵管采用O形密封圈结构，泵管之间采用活动法兰螺栓进行紧固连接，承载压力在50 MPa以上。泵管在拖泵出口附近、在竖向管和水平管转换处的水平管上设置单向截止阀，竖向立管在立面布置上采用转向弯管布置方式降低垂直压力。

20.3 混凝土配合比设计及施工技术措施

应对核心筒墙体、巨型柱内钢结构特点以及泵送高度要求，采用精品石和聚羧酸系外加剂配置工作性能良好的超高泵送自密实混凝土。混凝土配合比根据泵送高度不同分别配制，分为3 个区段：0～65.8 m（1～14层）采用自密实混凝土，65.8～93.3 m（14～84层）采用高流态混凝土，393.3 m以上（84 层以上）采用自密实混凝土。

21 超高建筑垂直度控制应对措施

针对大楼高度达632 m，受风荷载、日照等因素影响大特点，本工程测量设置了三级控制网。主楼钢筋混凝土核心筒、钢框架、巨型柱及裙房结构分设4 个三级控制网；为保证主楼3 个控制网的整体性，在楼层转换层进行联测，核心筒控制轴线每层进行校核，巨型柱和楼面控制轴线在转换楼层进行校核。在施工过程中对主楼垂直度随时进行监测，并根据垂直度在日照、风荷载、施工荷载等作用下的变化规律进行控制。

22 结语

本文结合工程实践，详细阐述上海中心大厦工程主体结构建造关键技术，其中的基坑支护技术、基础底板大体积混凝土一次连续浇筑技术、剪力厚钢板约束下的高强混凝土裂缝控制技术、高强混凝土超高泵送综合技术、竖向结构整体构架平台装备技术、复杂体形大型钢结构预变形安装控制技术、楼层内临时电梯与永久电梯合理转换技术等方面均取得了显著的示范效应，有些已达到了世界先进水平，对同类工程具有很好的借鉴作用。