9月17日,天津117大廈主塔樓核心筒第84層混凝土澆筑完成,標高達到416.91米,超越高415.2米的天津廣播電視塔,成為中國北方最高建筑物。
乘施工電梯至樓頂,天津旖旎風光盡收眼底。中建三局天津117大廈項目執行總經理侯玉杰告訴記者,目前,主塔樓正以最快兩天一個結構層的速度攀升,預計明年主體結構封頂,屆時將以597米的高度成為中國結構第一高樓。
“危樓高百尺,手可摘星辰。不敢高聲語,恐驚天上人。”這原本是古代詩人瑰麗的想象。中建三局,將這美麗詩文又一次變為現實。
創11項中國和世界之最
天津117大廈,地下4層,地上117層,高597米,總建筑面積84.7萬平米,系一幢集甲級辦公、酒店、旅游觀光和精品商業于一體的特大型超高層摩天大樓。
在高聳入云的樓頂,侯玉杰如數家珍,向記者介紹了該工程自2008年9月10日開工建設以來,作為天津117大廈的總承包方,中建三局在6年時間里攻克了無數施工難題,創造了一項項令人嘆為觀止的中國“之最”、世界“之最”:
597米——中國結構第一高樓;
120米——國內房建領域最長樁基;
210噸——國內單根最重防屈曲鋼支撐;
84.7萬平方米——創摩天大樓建筑面積世界之最;
6.5萬方——超高層建筑混凝土底板世界之最;
578米——全球最高通道塔;
594米——單井道運行高度世界之最;
3兆帕——超高層建筑水管壓力世界之最;
45平方米——超高層巨型柱截面尺寸世界之最 ;
564米——全球最高室內游泳池;
579米——全球最高觀景平臺。
“云梯”送我上青云
垂直運輸,是超高層摩天大樓施工的一大難題。
天津117大廈主塔樓需混凝土19.1萬立方米、鋼筋4萬噸、鋼構件14.3萬噸,高峰期施工人員多達2500余人,垂直運輸壓力巨大。尤其是將來塔式起重機拆除后,大量的建筑材料、施工垃圾和作業人員都靠“華山一條路”——施工電梯,導致“下面上不去,上去下不來”,排隊等候動輒一兩個小時。
為此,項目在中國內地率先研發通道塔技術,采取“工廠預制、現場拼裝、整體吊裝”的流水作業,裝配效率極高,后期拆除也很方便。該通道塔平面尺寸為5米×9米,一面與主樓相連,另外三面附著5部雙籠施工電梯,統一調度指揮,實現“人貨分離、分層停靠、分時上下”,極大提高運輸效率。坐上通道塔電梯,不到3分鐘時間,記者就來到250多米高空。據了解,一般中速施工電梯速度每分鐘50米,而通道塔電梯最高速度可達90米。打開每層安全門,一條寬5米的通道搭接在通道塔與主塔樓各層樓面上。如果說通道塔是運輸主動脈,那么連接通道就是毛細血管,人、機、料最終由這里進入大樓。
除了高效運輸,與傳統施工電梯布置相比,通道塔電梯集中布置,不但可節約材料和機械設備的堆場,破解繁華地段超高層建筑施工場地有限的制約,而且減少了傳統室外電梯分散布置對施工的影響。
“空中樓閣”現云端
進入天津濱海高新區津靜公路,記者立刻被117大廈纖細的身姿所吸引。遠遠望去,一座高20米左右的“金剛罩”包裹著大樓核心筒頂部,仿佛一座“空中樓閣”橫亙云端。
“117大廈沒有像一般建筑物那樣搭設腳手架,到了400米以上的高空,工人是如何施工的?”面對記者的疑問,中建三局117項目部總工程師余地華解釋道,這個“空中樓閣”是由中建三局自主研發、獲國家發明技術二等獎的全國面積最大的核心筒頂升模架系統——“模塊化低位頂升鋼平臺模架系統”,由鋼平臺、掛架系統、液壓支撐系統、模板系統、防護系統、安全監測系統組成。這個長35米、寬32米、最大高度21米、重約1100噸的“龐然大物”有4層樓高,可同時進行3層核心筒立體施工,實現流水作業、無縫對接。該系統將隨117大廈主塔樓頂推至597米高空,創“中國北方第一頂”。
鋼平臺每平方米最大承重1噸,可放置機械設備、建筑材料等,成為一個偌大的“空中堆場”。此外,平臺上還配有液壓系統控制室、設備房、休息室和衛生間,可供施工人員休息使用。
掛架系統是工人作業平臺,采用鍍鋅鋼板網全封閉,杜絕了高空墜落的危險。
4個大行程液壓油缸是整個模架頂升的引擎,通過4根鋼立柱撐住整個模架系統,立柱高達19米,擴大了立體施工的樓層數,破解了超高層核心筒結構快速施工難題。
為了保證模架系統更加安全有效運行,中建三局對模架主要桿件進行應力監測,可有效掌控模架的“身體狀態”,確保模架使用安全。
冬季為泵管“穿棉襖”
高強度、高耐久、高流態、高泵送混凝土技術在天津117大廈施工中大顯身手,刷新了連續82個小時澆筑主塔樓底板6.5萬方混凝土的世界房建領域新紀錄和中國北方地區混凝土一次泵送至400多米的新高度。
北方冬季氣溫低,該工程頂模平臺與地面溫度相差6度左右,因此冬季施工中混凝土超高泵送成為項目首當其沖需要解決的難題。
項目常務副總經理李干椿告訴記者,117大廈高597米,要把混凝土“打”到樓頂,確實要費不少心思。早在2011年,項目部就開始從混凝土原材料、配合比、泵送設備選擇與布置、超高泵送試驗、混凝土超高泵送管理手冊等多方面入手,解決混凝土超高泵送難題。
泵送過程中,混凝土不能凝固,于是他們想方設法在混凝土中加入一些“外加劑”。國內600米左右的超高層建筑混凝土外加劑均為進口,項目獨辟蹊徑,反復試驗,自主研發出一種新型外加劑,既不影響質量,又能讓混凝土延緩凝固,打破了國際壟斷,提升了混凝土的綜合性能。
北方冬季氣溫低,環境對混凝土泵送能否順利實施及混凝土澆筑質量影響很大,項目與商品混凝土公司根據氣候變化及時通過試配調整各種環境下的配合比,還在夏季及冬季分別模擬800米泵送試驗,為混凝土超高泵送配合比的優化提供了第一手數據。
在泵管方面,項目對泵管采用低壓電伴熱技術,及時為泵管補充熱量;為防止熱量散失過快,項目為泵管穿上一層厚厚的“棉襖”,較好解決了混凝土低溫泵送帶來的常見問題。
從“二維平面”到“四維管理”
BIM(即建筑信息模型)是近年來引領建筑數字技術走向更高層次的新技術,其推廣應用必將為中國建筑業帶來一次巨大的變革。早在8年前,中建三局就開始探索及應用BIM技術,在117大廈項目BIM技術得到更加深入的應用及發展。117大廈施工中需協調處理大量專業之間的交叉工作,通過BIM技術的應用,項目實現全過程控制圖紙質量,重點解決專業管線綜合碰撞問題,從而優化設計,達到提高現場施工方案的合理性,提高生產效率,有效控制施工進度,提高工程整體施工質量。
智能碰撞檢測:記者走進117大廈項目BIM信息中心,BIM技術人員正在進行模型碰撞檢測工作。呈現在記者面前的是117大廈的三維模型:密密麻麻的設計線條、一幅幅彩色三維圖,準確勾勒出117大廈的“脈絡筋骨”。圖中有一些顯眼的“紅色”,技術人員解釋說這是軟件檢測出的模型存在的一些專業碰撞點,比如機電管道與結構鋼梁碰撞等……這在以往的二維圖紙上只能靠人工一一核對辨別,而在117項目BIM信息中心,這些專業碰撞點均可通過服務主機智能檢測出來,同時在三維模型里自動標注并導出碰撞報告,深化設計人員據此進行優化調整,從而提高圖紙設計質量。
三維模型可視交底:117大廈項目核心制冷機房五大專業設備縱橫交錯,共有5層管道,每層管道中有10余根空調主管,最大的直徑1米,在現場施工中普通二維CAD圖紙很難清晰表達。針對上述情況,項目利用BIM技術建立三維模型,對管線進行優化,對勞務施工班組進行形象直觀的三維可視化技術交底,交底效率大大提高,效果顯著。
實時四維管理:打開項目BIM管理系統,記者看到項目施工全程中的質量、技術等各項參數和資料,同時項目還將進度管理納入BIM管理系統,實現四維集成管理。通過三維模型,輕點鼠標即可查看大廈任何一個部位的施工參數及其當前施工進度情況。據BIM信息中心人員介紹,該系統實現權限管理,云端存儲,各個專業系統均將當天的施工數據上傳至云端,實時更新,需要查詢隨時提取,工作效率明顯提高,也使大廈后期運營、管理更加便捷。
遠程同步驗收“火眼金睛”
坐在項目質量部遠程驗收會議室電腦前輕點鼠標,在會議室即可對現場工程質量隨時進行驗收,小至鋼構件上的螺栓及焊縫都清晰可見。項目質量總監胥光告訴記者,這得益于項目開發的遠程質量驗收系統,該系統系首次在中國北方房建領域使用。
超高層摩天大廈質量驗收點多面廣,尤其是人員上下耗費了大量時間。以前驗收一上一下至少需要4個小時,現在坐在辦公室就可實現香港(業主)、上海(監理)、天津(項目)三地遠程視頻同步驗收,整個過程僅需1個小時,節約了大量時間。
據介紹,該驗收系統可實現如下功能:對結構施工一線進行監控,質量驗收時驗收組人員不必到現場,遙控指揮現場作業人員對工程驗收部位進行查看,根據需要直接留存照片、音頻或視頻,并實現了與電子版圖紙、驗收表格的關聯,驗收記錄準確、及時、可追朔。
項目已經建立無線基站,無線信號覆蓋整個頂模系統。目前正在進行4G網絡改造測試,以實現對現場所有區域的信號覆蓋。另外,項目準備將BIM技術與遠程質量驗收系統相結合,使質量驗收在高效、嚴謹的基礎上更加系統、科學。
工地勁吹綠色風
6月10日,項目順利通過“第三批全國綠色施工示范工程”中期驗收,綠色建筑目標直指美國LEED金獎。
在節材方面,項目通過應用BIM技術進行機電綜合管線設計、鋼結構深化設計,解決了構件、管線等碰撞問題,極大提高了工效、節約了材料。項目還自主研發了鋼板剪力墻可回收加固螺桿、自動降水控制系統等新技術,通過科技創新降低材料消耗。
在節能方面,該工程變風量空調達5000多臺,為國內最大的變風量空調系統,可根據室內負荷變化或要求參數的變化,自動調節到最適宜人類生活工作的溫度和濕度,溫度偏差僅為1度。照明燈具全部采用LED節能燈,并對非生產供電采用定時供電,極大避免了人為浪費,有效節約了資源。
在節地方面,項目鋼構件、風管等采用工廠化加工,鋼筋采用現場自動化集中加工,統一配送,不僅提高了加工效率和質量,而且有效節約了現場施工臨時用地。
在節水方面,項目地下降水抽取持續進行,項目沒有將這些地下水直接排入市政管網,而是作為現場降塵用水、消防用水和沖洗用水,大大降低了自來水的使用量。
總承包管理引領行業
天津117項目是我國首個真正意義上實行PC總承包管理模式的超高層項目, 工程的成功實施將進一步提升我國建筑業總承包管理水平。
據中建三局天津117大廈項目執行總經理侯玉杰介紹,PC總承包管理模式是國外大型建筑商常見的一種管理模式。提升總承包能力,有助于我國建筑企業占領高端市場,大大提升我國建筑施工企業參與全球競爭的核心競爭力。
2012年12月26日,天津117項目正式實施總承包管理,著力提升五種核心能力,即設計管理能力、計劃管理能力、合約管理能力、招標采購能力、施工協調能力。經過近一年多的探索,形成了一套具有中建三局特色的矩陣式總承包管理體系,目前,項目品牌效應和產業升級引領作用開始顯現。
在總承包管理模式下,項目管理的合約范圍、種類等都與傳統模式發生了重大變化,項目迅速轉變觀念,熟悉和掌握合約條款,強化合約意識,積極學習國際工程總承包管理的經驗和做法,結合實際情況靈活運用,實施內部模擬總分包管理、時空一體化管理,為項目順利實施打下了堅實基礎。
“只有你懂,才能更好地管理。”在總承包管理實踐中,117項目員工都有這樣一個共識,就是要主動學習,盡快提升綜合管理能力。項目對分包的管理,不僅是傳達、管控,還主動了解分包單位的運營模式、企業文化特點,真正做到了解到位、管理到位、效果到位。
汗水澆筑摩天樓
一座建筑,一座城池,讓數以千計的建設者聚集到這里,他們擁有一個共同的特質——“奉獻”,他們擁有一個共同的名字——“117”。
2011年7月下旬,一場持續26個小時的特大暴雨襲擊天津,117大廈基坑積水深達1.5米,由于鋼筋密集,抽水泵不能下達基坑底部。面對深不見底的基坑,項目電工班長張歡自告奮勇請戰:“我來上!”他順著綁扎好的鋼筋下到基坑,當時積水沒過了他的膝蓋,因水下地形不清,尖硬的鋼筋劃破了他的小腿,但他沒有退縮,一把接過鉗子,挽起袖口,雙手在水中摸索,費了九牛二虎之力,才將綁扎鋼筋的鐵絲剪斷,騰挪空間放置水泵,積水最終順著排水管慢慢被抽完,大家懸著的心終于放下了。
2011年11月7日,天津異常寒冷,滴水成冰,大底板鋼筋綁扎卻如火如荼。直徑50毫米鋼筋單根長12米、重185公斤,需要12人喊著號子一起肩扛手抬才能就位,大家的手一不小心就會被冰冷的鋼筋粘掉一塊皮。就是在這樣艱苦的條件下,項目48天內綁扎鋼筋15000余噸,為澆筑大底板混凝土做好了充分準備。12月26日,凜冽的寒風中,項目拉開大體積底板混凝土澆筑的序幕。18個標準足球場大小的基坑,3000余名施工人員迅速集結就位,255臺混凝土罐車魚貫而入,30臺輸送泵猶如一條條蛟龍24小時不間斷澆筑。歷經82個小時鏖戰,6.5萬立方米混凝土一次性澆筑成功,創世界超高層建筑大體積底板混凝土施工之最。
2013年2月2日, 項目堪稱國內巨無霸的兩臺ZSL2700和兩臺ZSL1250動臂式塔機安裝就位。來不及回家過春節的曹建忠來到項目開始塔吊調試工作,并進行頂升模架體系吊裝作業。“117項目裝有4臺塔吊,12個人開,我干這行20年了,算是國內第一批會開這種特大型塔吊的司機”,曹建忠驕傲地對記者說。曹師傅是項目塔機的機長,說是機長,他也給自己排班,而且給自己排的班還要多些。曹建忠是工地最早上班的人之一,每天清晨5點天還沒亮,曹師傅就和工友乘坐施工電梯,再爬上10幾米,到達塔吊的頂端,一頭鉆進不足兩平方米的操作室,開始一天的工作,馬不停蹄地吊裝鋼板、鋼筋、氣瓶、鋼構件等。曹師傅中午12點才下來吃飯,下午只休息幾個小時,晚上6點又開始他的“云端生活”,一直到第二天清晨5點才休息。在塔吊操作臺上,有一張10年前曹建忠的全家福,轉眼10年過去,他都沒回老家過一個春節。
史雙林和百余名焊工負責117大廈四根截面尺寸世界之最的巨型柱焊接。該巨型柱由鋼構件拼接而成,內部為巨大的腔體,就像一個巨大的“鐵房子”。每到夏天,他們還得身著厚厚的工作服,戴著手套,全副武裝作業,每天耗費焊絲20公斤,全身的衣服就沒干過。史雙林自豪地對記者說:“整個117大廈焊絲長度可繞地球600圈,看著117大廈在自己手中一點點‘拔高’,成為北方第一高樓,我們再苦再累也值得!”
2013年3月24日,117項目頂模系統第一次頂升成功。由方圣鋒“領銜”的5人頂模小組,一人常駐操控室,其余4人每人負責一個液壓千斤頂,相互配合,順利實現頂模爬升86次,使大廈目前順利施工至第84層。今年端午節一大早,方圣鋒和同事們把100個粽子及豆漿帶到頂模平臺,因為當天要頂升,他們不能下來和項目同事們共度佳節,只能在“云端”過節。如果遇到大風,塔吊電梯將全部停運。頂模小組曾多次因大風被困在頂模平臺,一困就是兩三個小時,無法下來就餐,項目只得通過塔吊將盒飯吊至平臺,熱騰騰的飯菜吊上來后就冷冰冰了。“雖然工作辛苦點,但是一想到項目這么多人中只有我們5人才能操控國內最大的頂模系統,自豪感便油然而生。”方圣鋒對記者說。
筑夢云端,圓夢津門。不久的將來,以天津117大廈為核心的高銀金融中央商務區將成為可與香港中環商務區媲美的天津全新商務區,更將成為中國京津地區城市的全新地標和天津市的靚麗“名片”。
(程超 江敏 范宗臣)
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