我國首例全逆作法300米超高層施工告捷

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      □本報(bào)記者 張華 通訊員 王占奎 薛先楚 毛治軍
   
     逆作法施工技術(shù)的優(yōu)越性備受工程界青睞。而今，在南京市建鄴區(qū)河西CBD中央商務(wù)區(qū)，正在建設(shè)的2014年第二屆世界青奧會(huì)配套工程——南京青奧中心300米超高層雙塔樓，采用塔樓、裙房上下同步均衡全逆作法施工技術(shù)，近日，順利完成地下室大底板封底及地上17層施工標(biāo)志著——
   
   
     逆作法是相對(duì)于建筑物施工的常規(guī)順序而言的。利用地下室的樓蓋結(jié)構(gòu)、梁、板、柱和外墻結(jié)構(gòu)作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)施工的支撐結(jié)構(gòu)，在坑內(nèi)的水平支撐體系和圍護(hù)體系由上而下進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)的施工，與此同時(shí)可進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的施工，所以其施工順序是自上而下進(jìn)行。實(shí)踐證明，逆作法適用于基坑較深，建筑場地狹小，周邊環(huán)境對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變形有嚴(yán)格限制的情況，具有縮短工程施工的總工期；基坑變形小，相鄰建筑物的沉降少；可節(jié)省支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐等有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
     南京青奧中心雙塔樓均為鋼框架勁性核心筒結(jié)構(gòu)，總用鋼量約6.5萬噸。該項(xiàng)目是全國首例全逆作法超高層施工工程，施工精度要求極高，尤其是地下鋼柱下插校正、地下環(huán)板的焊接要求非常嚴(yán)格。自2012年6月10日地下室首根鋼立柱開吊后，整個(gè)施工項(xiàng)目拉開了工程逆做法施工的大幕。地下室鋼柱218根，第一根鋼柱下插校正由于首次接觸，整整用了36個(gè)小時(shí)最后一根鋼柱校正36分鐘完成，并且垂直度偏差控制在1/500之內(nèi)。南京青奧中心雙塔工程總承包是中建三局建設(shè)工程股份有限公司、鋼結(jié)構(gòu)施工單位中建鋼構(gòu)有限公司均召集項(xiàng)目的骨干精英組成攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)，并多次整編施工計(jì)劃，及時(shí)調(diào)整施工方案，為今后逆作法施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
    倒插鋼柱難定位 垂直控制是關(guān)鍵
     近日，記者在工地上采訪了中建鋼構(gòu)南京青奧中心雙塔及群房項(xiàng)目技術(shù)總工羅哲，他說，逆作法以前已經(jīng)有不少成功的例子，但是本工程的逆作法施工太特殊，這么一個(gè)超高層全逆作施工是史無前例的。
     一般常規(guī)是主樓順作裙房逆作，而南京青奧中心雙塔主樓、裙房全逆作，按照常規(guī)象這樣的超高層施工要3～4年，而我們采用的逆作法施工將縮短三分之一的工期，充分發(fā)揮逆作法施工的優(yōu)越性。逆作法是通過鋼管打樁的辦法先把豎向結(jié)構(gòu)插入地層。由于樓高有300多米，鋼柱的口徑較粗，對(duì)鋼柱的吊裝、起重設(shè)備定位，以及樁基施工場地泥濘等不利因素使現(xiàn)場的施工難度加大。樁基有80多米要入巖十米放鋼筋籠，對(duì)鋼柱的定位垂直度都無法控制。鋼柱插下去很容易碰到鋼筋籠的固筋，加上鋼柱的栓釘很容易把固筋鉤掛掉，使鋼筋籠變形鋼柱就插不下去，也就是豎向支撐結(jié)構(gòu)不成功，逆作法也就失敗。所以要保證每一根鋼管樁安裝成功要100%，安裝成功還有一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)就是垂直度。樓有300多米，所有的力都是通過鋼柱傳遞下來，這樣對(duì)鋼柱的垂直度要求非常高，設(shè)計(jì)要求1/500。而且下懸臂比較多，地下室有三層有20多米都是隱蔽的地層，露在地面就那么一點(diǎn)，我們就用一種專業(yè)儀器把測向頭放在鋼柱的側(cè)面兩個(gè)同心位來測量垂直度，用測向管反映的數(shù)據(jù)來校正然后打混凝土。倒插鋼柱做到四心合一：鋼柱的中心、鋼筋籠的中心、樁的中心、套架的中心，施工精度達(dá)到很高的標(biāo)準(zhǔn)。
     對(duì)此，中建三局華東公司南京青奧中心項(xiàng)目經(jīng)理高級(jí)工程師朱惠清也深有感觸，他說：南京青奧中心雙塔地下基礎(chǔ)工程采用的是一柱一樁，對(duì)鋼柱的精度要求很高，同時(shí)方柱的方向性很強(qiáng)。鋼柱的最大截面1.6米，板厚50毫米、圓管柱0.9米，板厚35毫米，方管柱有1.6米、1.4米、1.3米三種，最重的鋼柱有65噸，用260噸的帶吊吊裝。60多噸的鋼柱要從頂上插下去到柱子里面，像穿針一樣，如果樁打得不好，那么鋼筋籠就下不去了。總共有218根不同尺寸的方柱和圓柱，深度淺的在22米，深的在26、27米，從地面下去，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)加工的精度，現(xiàn)場施工以及同土建交叉作業(yè)提出很高的要求。底板到正負(fù)零之間有20多米是靠鋼柱來支撐，要控制它的垂直度，靠一個(gè)點(diǎn)倒垂還要受到鋼筋籠的影響可想其難度之高。
    上下同步均衡施工 大底板撐起上結(jié)構(gòu)
     針對(duì)南京青奧中心雙塔高難度逆作法施工工程，上海建科工程咨詢有限公司高級(jí)工程師劉春佳這位有著30多年施工監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)的專家對(duì)記者說：南京青奧中心塔樓、裙房全逆作施工而且在超高層應(yīng)用更是首例，世人矚目的上海中心塔樓是順作裙樓采用逆作施工。逆作法是涉及到底板還沒有完成，上部結(jié)構(gòu)要上去，靠什么來支撐上部結(jié)構(gòu)的荷載，就是靠樁和底板。南京青奧中心雙塔地上、地下同時(shí)進(jìn)行施工，大大地增加施工難度，在地下開挖的狹小空間之中，鋼結(jié)構(gòu)施工首先需要處理好特大鋼構(gòu)件進(jìn)入施工場地的問題，然后就是避開土建施工過程中大作業(yè)面的鋼筋綁扎和混凝土澆筑，快速準(zhǔn)確地安放鋼構(gòu)件，焊接環(huán)板，校正鋼柱的垂直度等，最后就是需要規(guī)劃合理鋼筋埋件和蓋板的施工排布。
     據(jù)介紹，好多鋼結(jié)構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)都是到現(xiàn)場做的，鋼梁的環(huán)板都是現(xiàn)場焊接，一個(gè)環(huán)板有2～3噸，逆作法的成功與否要看在地下20多米的大底板，大底板做不好豎向結(jié)構(gòu)的能量就傳遞不到底板，那么主樓就做不到設(shè)計(jì)的標(biāo)高。314米高的樓大底板的厚度在4.1米，局部6.5米平面積在3000平方米，大約用2萬立方米的混凝土澆灌。逆作法的大底板是很關(guān)鍵的，它對(duì)正負(fù)零以上部分的施工至關(guān)重要，施工時(shí)要地上地下同步、受力均衡，地上部分樓層標(biāo)高必需要適合地下部分對(duì)地上部分荷載的承受力。否則就會(huì)出現(xiàn)不均衡沉降，導(dǎo)致整個(gè)工程的失敗。南京青奧中心雙塔正負(fù)零以上鋼結(jié)構(gòu)雖然沒有伸臂桁架、帶狀桁架等，但核心筒與鋼立柱的沉降系數(shù)是不一樣的需要進(jìn)行監(jiān)測。南京青奧中心雙塔鋼結(jié)構(gòu)工程對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)要求很高，中建鋼構(gòu)在工程施工過程中，對(duì)進(jìn)度、質(zhì)量、安全以及施工協(xié)調(diào)都有一整套的要求和規(guī)范。
     對(duì)于南京青奧中心雙塔這樣的高難度的工程，中建三局江蘇公司高級(jí)工程師總經(jīng)理敖峰對(duì)記者說：南京青奧中心超高層全逆作上下同步均衡施工是一個(gè)成功案例，中建鋼構(gòu)在工程施工中提前深化設(shè)計(jì)、制作加工、鋼構(gòu)件提前三天進(jìn)場地。每道工序都是以小時(shí)來計(jì)算。這個(gè)工程因?yàn)楣て趩栴}，采用了超高層全逆作法，裙房和塔樓都是逆做上下同步均衡施工，正負(fù)零以上和以下同步均衡施工，這點(diǎn)很考驗(yàn)人，這個(gè)工程在計(jì)劃和施工組織上很嚴(yán)密。中建鋼構(gòu)南京青奧中心雙塔及裙房項(xiàng)目部負(fù)責(zé)人對(duì)記者說：逆作法到目前為止是成功的，達(dá)到了預(yù)定的做到17層。從變形監(jiān)測角度來看數(shù)值還在范圍內(nèi)。這塊地域是沖積平原，臨著長江地形復(fù)雜，有很多不可控因素。地下工程整個(gè)用鋼量在1萬多噸，上面5萬噸，加在一起是6萬多噸。一年時(shí)間300多米要封頂，平均一個(gè)月是六七層，構(gòu)件運(yùn)輸車一車在25噸，200多車，平均一天就要有8車構(gòu)件進(jìn)來。整個(gè)用鋼量對(duì)我們工期難度是非常大的。從目前工程整體情況來看，地上施工沒有因?yàn)榈叵露怕俣?，逆作法?yōu)越性得到充分體現(xiàn)。特別是在土建灌混凝土?xí)r，輸送導(dǎo)管一直下到80多米底下，在樁和柱子重疊部分是一個(gè)懸空的狀態(tài)，就會(huì)出現(xiàn)混凝土從下面往上翻起來，柱子下面石頭下來很容易擠歪。這時(shí)候要檢測介入，達(dá)到要求再固定住采取人工填石子，粗活當(dāng)細(xì)活做確保工程的施工質(zhì)量。
     南京青奧中心300米超高層雙塔樓采用塔樓、裙房上下同步均衡全逆作法施工技術(shù)，順利完成地下室大底板封底及地上17層施工的成功，特別是地下鋼柱下插校正、地下環(huán)板的焊接達(dá)到很高的水平。正如中建三局江蘇公司總經(jīng)理敖峰所說：中建鋼構(gòu)都是承建高、大、尖項(xiàng)目，在本工程各個(gè)節(jié)點(diǎn)與總包無縫對(duì)接是一支優(yōu)秀的鋼結(jié)構(gòu)制作、施工企業(yè)，通過南京青奧中心雙塔及裙房項(xiàng)目再一次證明中建鋼構(gòu)是一支很有實(shí)力的隊(duì)伍，希望他們今后走得更高，走得更遠(yuǎn)，走向國際。
   
    圖片（從左至右）
    南京青奧中心雙塔(效果圖)
    南京青奧中心雙塔地下室施工現(xiàn)場 攝影/毛治軍
    中建鋼構(gòu)工程技術(shù)人員在地下室大底板澆灌前夕再次到現(xiàn)場檢查 攝影/吳春
    南京青奧中心雙塔施工現(xiàn)場 攝影/吳春