每天1米,创世界超高层混凝土结构施工纪录
设计上的完备仅仅是一个开始,更为巨大的挑战是在将蓝图变成实物的过程。在整个施工过程中,诸如超大、超深人工挖孔桩施工与巨型、超复杂环境基坑支护施工挑战,超大底板混凝土连续浇筑施工、巨型钢骨、钢桁架吊装施工国际技术挑战,超高、高强混凝土结构泵送、浇筑施工管理挑战等一系列超高层施工中的行业尖端难题,无一不在挑战着中建一局人的智慧、能力与胆魄。
1、超大桩基施工技术
深圳平安金融中心项目为了建造这座总重达68万吨的超级工程,在基坑底部设计了8根垂直开挖深度达30米、总深度达60米的基础桩,中建一局为解决柱群开挖相互影响、成孔过程自身稳定问题及对支护体系与周边环境的巨大影响,通过精心施工部署和技术创新采用跳桩法开挖、预钻孔钢管注浆加固措施,并采用能够大幅度降低产生噪音和土体振动绿色施工技术——大直径超深钻孔灌注桩后注浆工艺,共完成了8根直径8米桩长30米、239根桩孔直径达1.1-1.35米、桩长达40米-61米的工程立柱桩施工。这些巨型桩成功埋置,展示了中建一局集团在深基坑设计、施工中的雄厚技术力量。
2、超厚底板施工技术
深圳平安金融中心主塔楼底板厚度4.5米,总方量为28285立方米,强度C40,抗渗等级P12,其底板体量之大、厚度之深为国内罕见;同时,底板混凝土性能必须满足低水化热、低收缩、低钙、高工作性、高抗裂性、高强度的标准,设计难度、施工浇筑技术难度极大。中建一局针对此项技术难点研究出“超高层建筑大体积混凝土底板连续无缝施工技术”,开发适用于大体积基础底板的高性能混凝土配制技术,并且探索出一种足尺模型试验与有限元计算对工程结构进行高精度模拟和分析的方法,研究出了在大体积混凝土施工中使用溜槽工艺的快速浇筑技术。最终在经过90个小时、2900车次、1800人次共同奋战下,成功将底板混凝土一次连续浇筑成型,其实际底板混凝土温度控制低于65℃,这一混凝土浇筑工艺经过专家鉴定,一致认为达到了民用建筑工程技术领域的国际领先水准。
3、超高液压自动爬模施工技术在超高层施工过程中,混凝土施工的模板体系是一个关键技术挑战,中建一局通过技术创新,成功将液压自动爬模系统应用于平安金融中心项目,不但适应了该项目的复杂多变的结构体系,更加实现了核心筒结构的流水施工,使得平均施工速度达到1米/天,创造了世界超高层混凝土结构施工的世界纪录。
核心筒结构墙体厚度变化巨大,其厚度由最大的1500mm变化至500mm;针对墙体的连续由薄变厚、由厚变薄的变化的特性,本项目在爬模施工过程中创造性提出了连续变截面斜爬工艺,在巨柱爬模实现了4.41°长距离、大角度连续爬升施工,解决了在超高层施工过程中面临的墙体厚度变化以及巨柱倾斜引起的爬模倾斜爬升的难题。针对项目墙体转换为斜梁的特征中建一局集团创造性了提出了爬模空中解体改造工艺,将台梁式爬模架体改造成三角架式爬模架体,创造了超高层爬模施工中的一个新高度。
4、超高泵送混凝土施工技术
深圳平安金融中心项目混凝土核心筒剪力墙混凝土泵送高度555.5米,强度均为C60,巨柱强度为C70,主塔楼混凝土总量共约18万立方米,该体量混凝土将可以填满86个奥运会比赛标准游泳池。中建一局针对混凝土泵送的难点,通过定制先进的泵送设备,实现了将C60高强混凝土一次泵送至555.5米的创举。
承担输送功能的血管共由四套超高压泵管组成。泵管全部使用150A超高压管,采用耐磨合金钢复合材料(45Mn2)制作而成。承担输送动力源泉的为3台最高出口压力为48Mpa的超高压泵。核心筒上安装2台臂长18米的全液压遥控式布料机,随爬模一同提升,犹如两支笔杆360°无死角在核心筒上一层层用混凝土绘画,筑成一个擎天的巨人。
5、超复杂钢结构施工技术深圳平安金融中心项目结构最终用钢量约为10万吨,大约可建14个法国埃菲尔铁塔,2.5个“鸟巢”,设计复杂,在现场施工中面临着双向倾斜拼接、高空作业、双机抬吊、高空翻转的挑战,施工难度极大。
中建一局针对钢结构的施工难度首先在塔吊的吊运能力上给予了充分考虑,在核心筒上外挂部署了四只强有力的支撑铁臂-4台动臂塔吊,并且成功解决了结构的整体构造、墙体附着节点设计、高效拆卸周转等施工技术难点。面对塔吊在爬升过程中支撑杆改装这一技术难题时,中建一局人设计出悬挂式改造技术,加快拆卸进度90余天,行业专家一致认为此项技术达到国际尖端水平。中建一局对于钢桁架与巨柱钢骨精确吊装的难题,中建一局人革命性地使用BIM技术进行模拟预拼装,精确到毫米地在空中进行定位、拼装、焊接。面对长度达到16.33米的超长立焊, 16名工人同时、对称、等速作业挑战,实现了UT探伤合格率达到98%以上……
绿色施工, 成就企业品牌
绿色施工作为建筑全寿命周期中的一个重要阶段,是实现建筑领域资源节约和节能减排的关键环节。平安金融中心项目作为国内新型超高层建筑的代表,中建一局在投标开始阶段即对项目的绿色施工进行了全方位的筹划,不论是材料的选用亦或施工方法的确定,都确保绿色施工的理念贯穿于项目施工的始终。
中建一局在施工管理中注重在环境保护、节材、节地、节能、节水即“四节一环保”5个方面,对整个现场进行绿色管理,同时针对专项污染源如噪声污染、水污染、光污染、扬尘等进行包括隔离、封闭贮存、遮挡等经济、有效的传统处理方式,更加注重在技术上选用绿色施工工艺如先进混凝土输送泵、先进塔吊等先进设备和自密实混凝土等绿色设备与材料。
在选用原材料厂家时中建一局将绿色施工要求作为筛选的重要指标,对混凝土、钢材、砌体、铝型材等主材提出有明确的可循环利用成分要求;在节能方面,中建一局所选用大型机械设备均为绿色节能型设备,且项目所有灯具全部使用节能LED灯,并有专人对项目每月能源消耗进行统计分析;在节水方面,设立废水贮藏池及雨水收集池,将日常可利用废水用于降尘、养护、机器降温、清洗等用途,大大降低了项目用水量。
经过几年的坚持与努力,中建一局的绿色施工管理已从方案规范深入到了现场的每个角落,荣获了“全国绿色施工示范工程”并即将完成LEED金级认证,将绿色施工作为了公司发展的战略方向与企业品牌。基于信息化革命和大数据的时代背景下,中建一局将BIM信息管理技术用于本项目的全寿命周期管理,将其作为实现项目集成化管理思想的一个工具,形成了一个集全寿命周期管理、集成管理、工程项目管理理论为一体的管理模式。创建了基于BIM技术项目的各项数据与信息为基础的动态的联动的项目动态多维数据模型,实现了在策划、设计、施工、以及后期运营等各阶段对项目进行分析、可视化、模拟、造价计量等方面的工作。将BIM技术作为建筑信息传递载体方面的应用,也做出了创新和尝试,通过整合 BIM 与先进的数据获取技术,如 3D 激光扫描和 FRID 技术,实现了建设项目的数字化。同时将BIM技术与绿色施工标准结合,将其作为绿色施工的一个技术手段,为绿色施工提供了基础。
超高层建筑的安全文明防护施工,是贯穿于整个施工周期的重中之重,也一直是超高层施工领域重点与难点。为满足工程的安全文明施工,中建一局共投入数千万元进行相关设施的采购安装以及进行相关的教育宣传。根据现场施工作业面,在传统的四口五临边的安全区域划分基础上,根据超高层项目的特殊的施工工艺及安全防护标准定位,建立起了一套又上至下包括核心筒钢构、核心筒墙体混凝土、外框钢构、外框楼板混凝土、内筒楼板核心筒等五个施工作业面以及后续的装修及机电安装施工作业面安全防护结构,建立起了一整套全方位的空间立体防护体系,在整个施工过程中未出现一例安全事故,荣获了AAA安全文明标准化工地、安全生产与文明施工优良工地、深圳市优质样板工地等等奖项。
平安金融中心项目通过一个多面的立体的安全防护体系,完善的管理教育制度,软件和硬件相结合将整个现场的安全文明施工纳入可控的范围之内,创立国内超高层建筑安全防护的典范,缔造了一个超高层施工的安全、文明传奇。
结语不辱使命,续写传奇
深圳平安金融中心在555.5米核心筒结构封顶后,还将继续塔楼外框结构施工以及整个项目的“皇冠”——塔冠部分钢结构施工,项目预计全部竣工将在2016年,其建筑总高度将突破600米。深圳平安金融中心也将发展为一个包括办公、商业、会议、观光、交易等功能的大型商业综合项目及国际金融中心。
在中建一局人看来,项目封顶只是新的起点,他们将牢记责任、不辱使命,一如既往奋战在这一片土地上,努力攀登着这一神州大地中国建筑的高峰,不断续写着一个个属于中建一局人的传奇篇章。(深圳特区报记者马强 通讯员 徐靖凯 杨迪成/文 深圳报业集团记者 王小可/图)