某综合体工程的绿色施工应用实践

马 辉

1. 上海外高桥集团股份有限公司森兰置地分公司 上海 200137；

2. 上海城市非开挖建造工程技术研究中心 上海 200433

1 工程概况

1.1 工程概况

背景工程位于上海浦东新区森兰外高桥D1-4地块，北邻洲海路，西邻张杨北路。场地西北侧为轨道交通6号线高架区间，西南侧距6号线洲海路站约100 m（图1）。工程总用地面积51 073 m2，总建筑面积293 602 m2，其中地上建筑面积205 477 m2，地下建筑面积88 125 m2。工程拟建设2栋集餐饮、商业、办公于一体的商业办公综合体，地上塔楼17层，高80 m；地上裙房4层，高25 m；地下结构2层。工程建成后将成为森兰外高桥地区标志性建筑。

1.2 钢结构概况

本工程主楼采用内筒外钢框结构，总用钢量达16 000 t。办公楼A核心筒外设42根劲性外框柱、办公楼B核心筒外设40根劲性外框柱，外框柱内的劲性钢柱为十字型钢，从基础底板延伸至屋顶（－12.10～79.10 m），最大钢柱截面为不对称十字型钢1 000 mm×350 mm×28 mm×28 mm/500 mm×150 mm×20 mm×28 mm。主楼楼面钢梁为H型钢，最大钢梁截面H1 500 mm×300 mm×25 mm×30 mm，相对应的钢梁最大跨度13 m。

图1 基地平面

裙房主要为钢框架结构，框架柱主要为十字劲性钢柱，型钢截面统一为400 mm×150 mm×16 mm×24 mm。裙房楼面钢梁为H型钢，最大钢梁截面H1 400 mm×300 mm×24 mm×36 mm，与之相对应的钢梁最大跨度为18 m。

1.3 基坑概况

基坑总面积约44 200 m2，总延长约为1 028 m，普遍开挖深度11.85 m，地下2层。本工程采用顺作法施工，采用排桩结合止水帷幕进行围护，基坑水平向设置2道水平支撑系统。工程以2座塔楼与中间4层裙楼的界线为分区线，将基坑由北向南分为A区、B区、C区，土方总开挖量约530 000 m3。

1.4 工程难点

本工程基坑大且深，开挖土方量巨大，容易造成扬尘污染；基坑邻近地铁高架线，环境保护要求高；工程高峰期施工人数达1 400人，管理难度较大；工程所需要的各种材料数量巨大，进出管理困难大。

2 绿色施工特色技术

2.1 地下室外墙保温板保护层优化

原地下室外墙节点中厚50 mm挤塑聚苯板（XPS）外侧需砌筑厚90 mm普通混凝土小型空心砌块保护层。经研究并征得设计同意后，取消了小型空心砌块保护层。通过该节点的优化，节约费用约13万元。

2.2 地下室外墙后浇带支模优化

根据设计图纸，地下室外墙后浇带外侧先设置厚240 mm砌体砖胎膜，再施工附加防水层。经研究并征得设计同意后，取消了砖胎膜，直接用木模代替，与旁边外墙模板一致。在拆模之后，再统一做外墙防水。通过该节点的优化，不仅解决了无施工操作面的问题，还节约了砌体材料，并且在工序搭接上更合理，节省了约10 d工期。

2.3 重型塔吊基础做于大底板之中

本工程共设置4台重型塔吊，塔吊位于基坑内。通过对塔吊基础承载力、抗倾覆、配筋及相关计算，调整基础的尺寸及配筋，将塔吊基础埋入大底板中，与底板共同受力，经与设计的多次协调、复核，最终确认重型塔吊基础做于大底板中的施工方案。该方案在安全可靠的前提下，为工程节约了混凝土约320 m3、钢筋35 t，节约成本约23万元。

2.4 基坑回填土优化

根据设计图纸，本工程地下室四周回填材料为级配砂石。经研究并征得设计同意后，用绿色环保的混凝土再生料来替代级配砂石，混凝土再生料回填的相关参数按照回填砂相关参数执行。此项回填土优化方案可推广并实现混凝土支撑破损料的回收利用，有一定的推广价值。

2.5 底板钢筋优化

承台顶面所实配钢筋小于柱墩最小配筋时应予以补足，补足方式为等面积等效代换，代换时板的附加钢筋一并考虑，可节约钢筋20 t，节约成本约6万元。

底板钢筋施工中，以往钢筋支架上的水平钢筋照常布置。我们在施工规范允许的情况下，钢筋支架水平钢筋利用板筋代替，可节约钢筋75 t，节约成本约22万元。

2.6 分区桩处结构补缺节点优化

分区桩节点处，原设计为3个区中板结构均需顶至分区桩，在分区桩拆除时需将3个区的中板结构凿开1 m并将钢筋剥出来后进行结构补缺。

经研究并征得设计同意后，对该节点进行了优化，B区中板不再顶至分区桩，而是将结构补缺部分进行钢筋的预留。

通过该节点的优化，可以避免对B区中板的凿除，避免了噪声及扬尘污染，并且大大节省了工期及费用，节约工期约20 d、费用约10万元。

2.7 新型移动式标养室应用

1）本标养室基于标准集装箱改装成试件养护室，实现混凝土养护室的便于移动、标准化和在施工项目之间的运输。

2）采用光伏发电供电技术，充分利用太阳能资源，节能环保。

3）采用喷雾养护，节约水资源。

4）通过温湿度控制器和温湿度传感器能够实现试件养护室内的温湿度自动调节。

5）后续发展中温湿度传感器还与一服务器或移动智能终端无线连接，可在电脑和手机APP等移动客户端实时查看检测数据，并且还配有预警系统，对于超过养护温度和湿度范围的进行预警，使混凝土试件处于标准养护条件下，实现了对于混凝土养护室的智能监控。

2.8 二维码信息技术的应用

本工程尝试利用二维码信息技术对现场实施质量监督。将制作好的二维码标识贴于实体构件上，通过手机扫码即可得到构件的位置、混凝土强度等级、钢筋型号、浇筑时间等信息，便于施工现场精细化管理。

2.9 BIM技术应用

本项目在施工过程中采用了BIM技术，在BIM建模过程中发现建筑结构问题250个，机电问题95个，均提前通过设计修改进行了调整，最大程度地避免了施工过程中的返工，为项目赢得了显著的经济效益、工期效益。

2.10 钢结构悬挑梁节点优化

在考虑到柱的构件运输宽度以及现场吊装起重量可行的情况下，悬挑梁尽量直接以牛腿的形式与钢柱焊接（图2），而不再进行短梁的分段，以利于减少钢结构现场拼装和现场钢结构焊接量，有效地减少焊接产生的烟尘污染和现场焊接的人力投入。经测算，该项优化节约钢材5 t，节电50 000 kW·h，节约人工100工日。

2.11 钢筋搭接方式优化

土建与钢结构配合的节点优化，混凝土梁主筋与柱的连接形式采用接驳器而非钢牛腿形式（图3），减少了钢材的用钢量，同时也节约了成本。经测算，该项优化节约钢材60 t，节约焊材20 t，节电100 000 kW·h，节约人工400工日。

2.12 材料备料及采购优化

根据深化详图对主要构件的材料进行统计汇总，根据构件的规格尺寸进行钢厂定尺采购钢材。对钢板的宽度和长度进行定尺，减小了对钢材边角余料的损耗浪费，同时也减少了长度方向的拼接量，节约了焊接材料，降低了烟尘的排放。

图3 钢筋搭接方式优化

2.13 零部件放样下料优化

零部件放样采用最优秀的排版套料软件——Act/cut软件，主要应用于平面材料的切割，不仅在几分钟之内就能完成原本需要几个小时或者几天的工作量，同时还能获得最优的套料结果，并且还可以在此基础上人工进行一些必要的优化，可以将整体材料利用率提高5%～10%。

2.14 塔吊置换及钢柱分段措施

本工程合理考虑塔吊选型，在基础底板施工完成后进行塔吊转换，拆除原先支撑阶段用的小塔吊，安装4台重型塔吊，以满足地下室劲性钢柱和上部钢柱、钢梁吊装要求。重型塔吊最大起重量为18 t，在不改变用电量的前提下，大大提高了吊装性能，并足以将钢柱分段为2层一节进行吊装，钢柱现场拼接接头减少了约1 600个，减少了焊接工作量和焊接操作平台周转次数1 600次，每次周转占用塔吊时间15 min，节省40 d吊装时间。经测算，该项措施节约钢材96 t、焊材32 t，节约人工800工日，减少焊接烟尘量120 kg。

2.15 焊接方式选择

原工程设计图总说明规定，现场对Q235和Q345钢材的焊接方式为焊条焊。会同设计、总包、监理等单位商议后，决定选用药芯焊丝二氧化碳气体保护焊的方式进行施工，该方式有以下优点：

1）焊接成本低。其成本只有埋弧焊、焊条电弧焊的40%～50%。

2）生产效率高。其生产效率是焊条电弧焊的2～4倍。

3）操作简便。明弧，对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且可以向下焊接。

4）焊接飞溅小。当采用药芯焊丝时，可以降低焊接飞溅。

经测算，该项措施节约焊材20 t，节约人工500工日，节电150 000 kW·h，减少焊接烟尘量75 kg，减少焊渣飞溅30%～50%，减少发光量40%～50%。

2.16 钢结构加工工厂化

钢结构加工全部在加工厂完成，钢板下料均采用全自动数控火焰机切割，保证了下料的尺寸精度及切边质量，避免了原材料的浪费。

3 绿色施工措施

3.1 环境保护措施

1）噪声控制方面，我们在施工中采用封闭的木工加工棚、低噪声施工机械，并尽量不安排夜间施工，用手持设备对噪声进行测试并加以控制。

2）扬尘控制方面，我们采用扬尘监控设备进行扬尘监测，确保扬尘控制在要求范围内。施工场地硬化，堆场设置防尘网，裸露土方区域种植草坪绿化，每天洒水、清扫。

3）光污染控制方面，我们对电焊作业采取遮挡措施，避免电焊弧光外泄。控制施工照明照度，同时避免施工灯光直接照射到居民楼中。

4）水污染控制方面，施工中设置三级沉淀池，每周进行pH检测。对施工现场及生活区设置的隔油池、化粪池，实行清污分流。施工现场污水排放达到国家标准要求。

5）本工程设置了专门的涂装车间和室外移动涂装车间，车间内配置涂装支架供摆放构件，避免了油漆喷涂过程中漆雾随风扩散，基本杜绝了对周围环境的影响。

3.2 节材与材料资源利用措施

1）钢材方面，大底板采用定长钢筋，钢筋采用直螺纹连接，废钢筋作钢筋支架，植筋采用短钢筋，高强度螺栓梅花头回收，钢结构连接板、牛腿、预穿螺栓重复利用。

2）混凝土方面，用余料制作垫块、过梁，并进行施工便道的修复。

3）砌块方面，进行预排版，优化切割方案。

4）周转材料方面，临时设施拆除后，岩棉板运至下一个工地继续使用。

5）人货电梯基础设在消防通道主梁上，减少加固措施。

6）用绿色环保的混凝土再生料来替代级配砂石进行回填，实现混凝土支撑破损料的回收利用。

7）本工程大量使用工具化、定型化、标准化产品。

3.3 节水与水资源有效利用措施

现场建立非传统水源使用系统，包括采用雨水回收再利用装置、深基坑降水回收再利用装置、洗车槽循环水装置，并使用节水型龙头。

3.4 节能与能源有效利用措施

节电措施方面：采用变频塔吊及人货电梯、逆变直流电焊机；生活区安装限电分流器、USB电源接口；使用节能型灯具及太阳能热水器。节油措施方面：优化土方开挖流程，减少土方驳运量；优先选用性能佳、能耗少的施工机械；定期对耗油设备进行维修保养。

3.5 节地与土地资源保护措施

现场因地制宜，合理搭设临时设施，节约用地；严禁使用黏土砖；有毒有害废弃物分类、回收；施工面积控制在基坑面积的130%以内。现场总平面布置紧凑合理，并根据基础施工、主体施工不同阶段实行动态布置和管理，合理规划材料存储、堆放区域，有效利用场地空间。

4 实施成效

截至结构封顶，施工总产值41 827.20万元，其中基础阶段22 943.91万元，结构阶段18 883.29万元。各项目标、指标均顺利实现。

新技术应用取得经济效益418万元，节能、节水取得经济效益107.359 1万元，节材取得经济效益114万元，绿色施工投入成本250万元，合计直接经济效益389.359 1万元。项目已获得中国建筑业协会“全国建筑业绿色施工示范工程”、上海市“文明工地”、区“优质结构”、钢结构“金钢奖”等奖项。本工程一直秉承绿色、环保的理念，扎实做好绿色施工管理工作，特别是注重对施工不同阶段的节能减排数据的收集和分析。后续将继续致力于大力推行绿色施工，采取各类措施，切实做到保护环境、节约能源与生产经营相统一。

5 结语

通过本次实践，我们对绿色施工、节能降耗工作有了新的认识：要做好绿色施工宣传培训，使绿色施工理念和绿色施工技术深入人心；要重视基础数据的收集和分析，了解企业的控制水平，优化企业控制目标；要做好绿色施工相关设备及机具的开发与改进，推广“四新技术”运用[1-3]，全面提升绿色施工技术含量，做好推广工作；要和绿色设计相结合，争取各参建方的支持。通过精心策划与精细管理，本工程在绿色施工方面取得了一定的成绩，为今后同类工程项目的绿色施工积累了经验。