论文摘要

 

 
文/中建三局集团有限公司 何有林 潘春龙 陈思明 洪 旭 王高飞
 
沈阳宝能环球金融中心项目是目前国内在建规模最大的城市综合体,总建筑面积106万m2,集大型商业、超高层住宅、办公、酒店及配套设施于一体,其中,T1塔楼高568m,为东北亚第一高楼,塔冠明珠璀璨夺目,又称“北方明珠”。
沈阳宝能环球金融中心项目位于沈阳市沈河区金廊沿线核心地段,青年大街与文艺路交汇处,由大型商业、5栋超高层豪华住宅、2栋超300m塔楼组成,其中T1塔楼(主楼)高568m,为世界第九、东北亚第一高楼,又称“北方明珠”(见图1)。
 
 
筑牢根基 618根超长桩稳扎厚土
 
T1塔楼共计618根桩,桩径为1m,最大有效桩长为52m,基顶标高-24.65m。为保证桩基成孔质量,采用泥浆护壁旋挖钻孔灌注桩技术,52m超长钢筋笼分两段进行吊装,纵筋采用分体式套筒进行连接,配合灌注桩后注浆技术,有效提高桩基承载力,减小桩基沉降(见图2,3)。桩基工程施工完成后,运用自平衡桩基检测技术对工程桩进行检测,检测结果为全部合格。通过以上技术应用保质保量地完成了T1塔楼桩基施工,使得568m高的摩天大楼站稳了“脚跟”,为后续工程施工打下基础。
 
节地省时 钢管桩锚支护坡道
 
项目原施工坡道占地面积大,占据了T1塔楼桩基施工场地,导致桩基施工无法开展。为此,在基坑东南角紧邻防护部位设置一条长70m、高24.6m的无边坡钢管桩锚支护坡道。创造性地采用边填土边支护的新型支护形式施工坡道,有效地将原有基坑护壁桩与钢管支护桩结合,形成一个结构稳定的坡道。施工完成后,坡道紧邻基坑支护桩,不占据现场主要施工区域,大大节约了施工场地。同时,该坡道施工周期短,能够达到提前通车的效果(见图4,5)。
 
 
检测修补 基坑超期使用保安全
 
基坑支护采用排桩+预应力锚索的锚拉式支挡结构,开挖总土方量约158 万m3,直径 800mm 支护桩25091.5 延m,预应力锚索92378 延m,腰梁6475 延m。该基坑在使用过程中,历经4个寒冬的冻融、冻胀,基坑原计划设计使用期限为18个月(自2013年9月至2015年3月),但由于现场各种因素影响,并没有如期完成回填,直至2016年7月才完成回填,在超期使用的1年多时间里,每日对基坑支护桩位移进行监测,对监测数据进行记录和分析,在基坑经历冻融期后,实地踏勘,通过物理检测法,对桩间、桩身混凝土脱落情况及基坑侧壁渗水情况进行检查和记录,检测预应力锚索受力状况,采用地震横波勘探技术、地质雷达探测技术对基坑消融后空洞的准确位置及尺寸大小进行检测。
根据检测结果,对基坑进行维护与修补。采用QM锚具、YC-100型穿芯式千斤顶、电动油泵加荷锁定对锚索进行加固,张拉值需达到预定设计值。修补桩间保护层及空洞,对保护层脱落的支护桩及桩间土采用喷射混凝土方式,将拌好的混凝土通过压浆泵送至喷嘴,利用压缩空气进行喷射。对支护桩之间的空洞采用钢筋及木板封闭,用聚氨酯填实形成受力体系,防止桩后土体位移。加固后,对基坑进行持续监测,直至2016年7月东南角最后一块基坑回填完成,基坑连续使用时间近3年,历经4个寒冬,未发生任何事故,为施工安全、工期进度提供了保障。
 
鏖战严寒 7天7夜连续浇筑
 
T1塔楼底板厚6m,局部最厚可达11m,总方量3.6万m3。底板浇筑时,已进入2015年11月,日均气温达-5℃以下,进入冬期施工。之前预计施工周期为180h,最低气温可能低于-20℃,并伴有雨雪天气,在此条件下,项目采取多项措施保证底板大体积混凝土浇筑质量:①优化配合比,提高混凝土和易性,通过试验绘制温升曲线,确定最终配合比,保证混凝土在养护期间绝热温升低于50℃;②从源头升温,采用热水搅拌、泵罐车保温等多项措施,提高混凝土出机温度,降低运输过程热传导系数;③采用具有保温升温功能的超高(24.6m)、超长(约72m)溜管,减少混凝土浇筑过程热量散失;④覆盖养护,经热工计算,需覆盖7.88cm厚保温材料,实际施工中在混凝土表面覆盖1层塑料薄膜、1层彩条布、2层保温岩棉被(错缝搭接)、1层防火彩条布,隔绝混凝土内外与大气温度,保证混凝土内外温差在25℃以内(见图6);⑤加强监控,过程测温。通过在底板内预埋的测温线测得距地面0.5m、表面0.5m处温度,最上部到最下部之间每隔1m布设一个测温点,底板平面共布置48处测温点,24h不间断测温。经过7天7夜共计148h连续不间断浇筑,顺利完成了3.6万m3混凝土浇筑,为T1塔楼的工程进度提供了保障。2016年对冬季施工底板进行了专项检测,各项指标全部达到要求,为568m的T1塔楼拔地而起筑牢了基础。
 
 
优化部署 施工电梯分段接力
 
超高层建筑垂直运输尤为关键,结构高度越高,垂直运输越紧张,施工电梯作为施工现场主要的人员、材料通道,其选型和布置对超高层建筑施工的重要性不言而喻。
T1塔楼核心筒呈“九宫格”布局,核心筒为正式电梯井道,共布置正式电梯78台(见图7,8)。考虑到施工电梯占用正式电梯通道,结合楼层电梯布置方案,为使正式电梯井道得到最大化利用,将T1塔楼垂直运输需求由下至上划分为5个阶段,分别对土建、初装、精装、幕墙、机电、钢结构等过程,从材料运输需求和施工人员数量两方面进行统计。
 
幕墙单元板块18642块,最大尺寸为1750mm×6000mm, 轿厢最大尺寸为6400mm×2500mm(L1~L78)、6400mm×2200mm(L78~L109),高度为3m。T1塔楼砌体材料为AAC砌块,根据图纸预估量,砌体总量为51234.39m³,标准层砌体约449.44m³/层,计划6d/层,运输量约88.24m³/d。机电材料运输16.16次/层,精装修材料运送837.82次/层。人员高峰期集中在40层至屋顶层施工阶段,该阶段主体结构、二次结构、幕墙、初装、精装劳动力投入预计1099人/d。综合上述数据,进行施工电梯运力计算,除去2台可直接抵达顶层的施工电梯外,其他电梯分段接力,确保人、材、机的垂直运输需求(见图9)。
 
 
一泵到顶 解决混凝土输送难题
 
T1塔楼混凝土最大泵送高度562m。为满足一泵到顶需求,项目部采用HBT9050CH-5M型超高压混凝土输送泵进行超高泵送,严控混凝土配合比,并进行盘管试验,以确定混凝土具备良好的可泵性。在泵管布设方面,结合中建三局在天津117大厦、北京中国尊、武汉绿地、广州东塔等项目的工程经验,优化水平泵管设置,免设水平缓冲层,降低清洗难度,施工作业面水平管采取变径“150mm→125mm”,每次浇筑两根外框巨柱,在其中一根巨柱上布置立管,两根巨柱间搭设可移动钢栈桥,泵管可通过栈桥由一根巨柱连接另一根巨柱浇筑点。核心筒竖向结构采用HGY24型液压布料机进行浇筑,该布料机可实现360°回转,最大半径24m。核心筒施工共配置布料机2台、截止阀7套、液压泵站7套。
 
磁力缓降 守护安全生命通道
 
通过对国内外建筑逃生装置的研究(国外主要为逃生梯、逃生滑道、逃生舱及楼梯转座椅等,国内公共建筑的大型逃生设备,如逃生舱、柔性滑道、救生气垫等),发现存在以下问题:①当前种类繁多的逃生装置大多数只适用于中低层建筑,超高层建筑逃生技术不够成熟;②用于超高层建筑的逃生装置大多需要外部能源输入,而事故发生时往往伴随断电,其稳定性没有保障;③现有的高层建筑逃生装置使用前需经过专业培训,以克服高空恐惧,难以大范围推广应用。
针对上述问题,以楞次定律为原理,创新研发了一种磁力缓降安全逃生装置,该逃生装置具有多重优点:①无需电能,依靠磁力实现匀速下滑;②操作简单,无需专业培训;③导轨依附建筑物架设,逃生高度不受限制;④可在任意楼层进入,下降速度可调、可控,逃生效率高。该装置灵活高效地解决了建筑人员疏散与应急逃生的难题(见图10)。
 
此外,对磁力缓降逃生系统载重效率进行反复研究,通过分析管径、材料、磁铁尺寸和组合方式、磁极分布和形状、磁铁屏蔽等,得出平均下落速度控制在1.5m/s的情况下,载重效率可达到磁铁自重与负载之比为1:15。同时,对载人装置进行优化,考虑人体工程学,设计从最初的背包式发展为站立式和骑乘式,实现装置可从任意位置进入管路。试验证明,两种装置下落速度基本相同,并配备锁定装置。在核心筒内、外框中引进该技术,不仅用于逃生,还可用于垃圾清运等。
 
智慧工地 质量安全齐抓共管
 
沈阳宝能环球金融中心项目通过应用广联达劳务实名管理系统、VR安全教育体验馆、24h全天候360°无死角实时监控、BIM技术、3D打印、安全管理APP等,全力打造智慧工地。门禁可自动识别人员信息,在电脑终端实时查看人员姓名、所属队伍、工种级别,并自动关联LED,便于现场施工人员信息掌控;VR安全体验馆让工人身临其境,体验重物打击、塔机倾倒、土方坍塌、火宅等8大事故全过程,提高安全生产意识(见图11);现场监控设备全天360°无死角监控,并可在手机等移动端下载APP,随时随地查看现场情况;通过BIM技术建立项目模型,进行管线综合布设、碰撞检查分析、深化设计、施工进度模拟、可视化交底及安全危险源管控等应用,提高项目管理水平;将结构模型、复杂钢节点、管线综合节点、集成平台等BIM模型进行3D微缩实体打印,用于展示和交底,加深管理人员和施工作业人员对复杂结构的认识,保障工程质量。
 
 
科技创新 集成平台助力拔高
 
承载力达4600t、可抵御14级飓风的集成平台是中建三局具有自主知识产权、技术达到国际领先水平的大型装备集成设备。在T1塔楼建设过程中,可通过112次爬升助力T1塔楼核心筒施工至498m,为混凝土养护、合模加固、钢筋绑扎、钢结构施工等提供作业面。内有操作机房、焊机房、中控室等设施,顶部为小型钢构件、钢筋及其他材料临时堆场,是目前国内最先进、承载力最强、集成度最高的超高层建筑施工装备集成平台。该平台于2017年5月顺利实现首次顶升(见图12)。
 
截至目前,沈阳宝能环球金融中心T1塔楼已全面进入主体结构施工阶段,中建三局的建设者们秉承“敢为天下先,永远争第一”的企业精神,在东北大地上沐炎炎夏日,浴寒风白雪,30年前辽塔立于侧,30年后宝能环球金融中心将再次问鼎东北亚天际线。
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