深圳平安金融中心的14項關鍵技術

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　　平安金融中心位于廣東省深圳市福田中心區(qū)，總用地面積18931.74m2，總建筑面積459187m2。地下5層，地上為塔樓和裙樓。塔樓層數(shù)為118層，主體結構高度558.45m，塔尖高度為660.00m。

　　平安金融中心塔樓為“巨型框架—核心筒—外伸臂”抗側力體系,上部樓面體系為鋼梁(或鋼桁架)支承的組合樓板體系，即塔樓的中心為“鋼骨-勁性混凝土”核心筒，外框采用8根巨型鋼骨混凝土柱、7道巨型斜撐和7道環(huán)帶桁架構成，內外筒之間通過4道伸臂桁架相連。裙樓抗側力體系采用“框架—剪力墻”體系，上部樓面體系為梁板體系。地下室(除塔樓外)抗側力體系采用“框架—剪力墻”體系，地下室樓面體系為梁板體系。該工程施工總承包方為中國建筑一局(集團)有限公司?？傮w工程必須確保獲得國家優(yōu)質工程獎，爭創(chuàng)魯班獎、詹天佑獎并確保通過美國綠色建筑協(xié)會LEED金級認證。

　　一、超大超深基坑施工技術 

　　平安金融中心基坑深度為-33.3m，是目前國內超高層建筑中最深的大型基坑。其基坑周邊環(huán)境復雜，項目地處深圳市CBD，周邊商業(yè)、辦公高度集中，基坑離最近地鐵1號線僅有20m。深基坑施工對中建一局項目的技術管理、現(xiàn)場管理提出了極高的要求。該深基坑施工的相關技術課題、工法也獲得了多項國家級、市級、中建系統(tǒng)的獎項。

　　基坑支護形式采用鉆孔灌注樁+5道鋼筋混凝土內支撐+二道錨索，結合鉆孔灌注樁外的高壓擺噴墻以及兩道袖閥管注漿組合止水帷幕。支撐體系采用雙圓環(huán)的布置形式，支撐立柱采用鉆孔灌注樁內插鋼管。該支撐方案可形成較大面積開敞空間，方便中部土方開挖的同時也可以完全避讓塔樓的主體結構，保證在基坑開挖到基底以后可以不用拆撐即可進行塔樓主體結構的施工。項目部通過棧橋的設置方案，快速高效的完成了基坑土方施工。

　　二、超大直徑人工挖孔樁施工技術

　　平安金融中心工程巨型樁為目前超高層領域中設計基礎樁之最，其樁徑超大，最大樁徑達8m，屬國內外罕見。巨型樁的開挖成孔難度大，深度最大為30m，從地面算起開挖深度超60m，單樁土方量大,并存在樁群開挖的相互影響，成孔過程自身的穩(wěn)定問題及對支護體系、周邊環(huán)境都會造成較大影響。

　　項目部精心施工部署、技術創(chuàng)新，通過適當?shù)氖┕ご胧┘搬∧蛔{、立柱樁超前加固等措施解決孔樁開挖深的影響問題。采用跳樁法開挖，在孔口搭設施工操作平臺配合卷揚機將樁內渣土運至樁頂，并對護壁采取相應超前加固、立柱樁剛度加強及預鉆孔鋼管注漿加固等措施進行保護，不僅達到了業(yè)主的進度要求，也實現(xiàn)了項目部安全生產(chǎn)的目標。

　　三、底板大體積混凝土施工技術

　　平安金融中心工程主塔樓底板厚度為4.5m，呈正八邊形，其底板之大、底板之厚，均為國內超高層建筑之最。底板混凝土強度設計為C40、抗?jié)B等級為P12，總方量約為28285m3，中建一局通過精心組織、技術引領、細致管理，順利完成了底板大體積混凝土一次性澆筑，總澆筑時間約為90小時。

　　為了完成既定進度目標，完成國內最大底板的澆筑，中建一局公司技術專家組與清華大學聯(lián)合，共同研制滿足超大超厚底板的混凝土配合比，通過足尺模型試驗，確定了超大超厚底板混凝土配合比及澆筑方式的可行性，其核心技術也達到了國內行業(yè)領先。項目部技術人員通過多次的方案論證和技術對比，選用超大型溜槽方案為主、泵送為輔的混凝土澆筑方案。通過中建一局的精心組織，連續(xù)奮戰(zhàn)了4天3夜，圓滿的完成了項目進度目標的同時，保證了項目超大超厚底板混凝土的施工質量。

　　1、主要措施控制。對進場混凝土罐車進行抽檢，嚴格按照混凝土技術指標檢查混凝土的坍落度以及入模溫度，并做好記錄統(tǒng)計;根據(jù)溜槽卸料點的覆蓋范圍合理布置混凝土振搗器，并嚴格按操作規(guī)程操作;專人專崗，確保凝土澆筑的一致性等。

　　2、混凝土養(yǎng)護。采用國內較為先進的MCU自動檢測溫度控制系統(tǒng)對混凝土結構進行內外溫度測溫，并根據(jù)測溫記錄增減保溫材料厚度及蓄水深度。底板澆筑完成后，施工人員精心養(yǎng)護，確保各項溫控指標均滿足規(guī)范要求。養(yǎng)護完成后混凝土表面平整，無質量缺陷，整體觀感質量良好，底板混凝土試塊檢測，強度、抗?jié)B性等結果指標均符合設計及規(guī)范要求。

　　四、核心筒和巨柱爬模施工技術

　　本工程核心筒和巨柱均采用世界領先的液壓爬模施工技術，綜合迪拜塔施工經(jīng)驗，結合本工程實際結構體系定制安裝。該爬模的高精尖技術不僅解決了超高層建筑中最難的伸臂桁架層及截面的變化的技術問題，其靈活機動的平面布置和動力系統(tǒng)使得分區(qū)流水作業(yè)得以實現(xiàn)，有效解決了核心筒作業(yè)面勞動力平衡問題。

　　爬模采用21厚芬蘭進口wisa板+木工字梁+雙槽鋼大模板體系。該模板體系強度大、剛度好，其高效高周轉的模板體系也使得經(jīng)濟效益、綠色施工效果顯著。

　　核心筒自B4層開始使用爬模，最大爬升高度約為545m。首次安裝即采用內架整體吊裝的先進技術，一次吊裝尺寸約9.4m×9.4m×6m,重量約為30t，尺寸及重量均為國內房建領域液壓爬模吊裝之最。該體系可整體爬升，也可單榀爬升，采用先進的同步馬達+液壓油缸爬升技術，爬升過程平穩(wěn)、同步、安全。

　　巨柱自L3層開始使用爬模，最大爬升高度約為555m。本工程開創(chuàng)了國內300m以上超高層巨柱外包混凝土結構爬模施工的先例。巨柱結構變化及巨柱與外框樓板相對位置變化復雜，巨柱爬模集成了爬模的先進技術，既可直爬，也可斜爬，爬升速度快，可以適應本工程巨柱各種傾斜角度，核心筒和巨柱爬模施工為本工程施工關鍵線路，爬模先進的施工技術及精心的施工組織等為本工程順利進行的保障。

　　五、超高層混凝土泵送施工技術

　　本工程核心筒、巨柱大量采用世界領先的“高強-自密實-高性能”混凝土技術，其高流動性、高耐久性充分滿足本工程巨型組合結構施工要求?；炷猎嚺溥^程中由清華大學及國內著名混凝土專家對配合比進行評定，并邀請德國混凝土專家采用先進儀器對混凝土進行泵送摩阻力試驗。

　　項目投入3臺世界最高壓力的超高壓拖泵，為項目融合德國PUTZMEISTER技術及迪拜塔施工經(jīng)驗，為滿足平安金融中心項目高需求而定制，確保本工程高強混凝土超高層泵送。

　　項目投入3趟超高壓泵管，采用全球領先布管工藝進行布置，以滿足超過585m垂直高度泵送需求。超高壓泵管采用高強、高耐磨、低摩阻力合金材料鑄造，并采用國內先進的淬火工藝處理，確保滿足塔樓近20萬方混凝土泵送。

　　核心筒頂部安裝兩臺全液壓遙控式布料機，項目根據(jù)核心筒爬模體系量身定制，臂架可任意角轉動，保證核心筒無死角澆筑。

　　六、超高層施工測量施工技術

　　平安金融中心作為在建的中國第一高樓，項目采用的測量技術行業(yè)領先，該測量技術團隊曾獲得國家科技進步獎三等獎。中建一局為本工程精心研究的測量技術以及量身定做的測量儀器，即保證了測量的精度要求，又結合本工程實際條件進行了創(chuàng)新與優(yōu)化。

　　本工程測量及監(jiān)測內容主要包括：

　　超高層施工軸線與標高傳遞

　　1、GPS全球定位系統(tǒng)測量

　　2、超高層結構沉降監(jiān)測

　　3、超深基坑遠程自動化實時監(jiān)測

　　4、基坑支護樁沉降監(jiān)測

　　5、基坑支護樁水平位移監(jiān)測

　　6、基坑支護樁體深層水平位移監(jiān)測

　　7、基坑周邊地面沉降監(jiān)測

　　8、基坑周邊地下水位監(jiān)測

　　9、基坑內外土壓力及孔隙水壓力監(jiān)測

　　10、基坑支護樁內力監(jiān)測

　　11、基坑錨索應力監(jiān)測

　　12、基坑立柱樁沉降監(jiān)測

　　13、基坑環(huán)撐水平位移

　　14、基坑土體分層沉降監(jiān)測及裂縫觀測

　　15、地鐵結構主體沉降及水平位移監(jiān)測

　　16、地鐵站體水平位移、沉降、軌道橫向高差監(jiān)測

　　17、地鐵隧道結構監(jiān)測

　　18、地鐵軌道豎向沉降及水平位移實時監(jiān)測

　　19、地鐵隧道管片接縫監(jiān)測位移實時監(jiān)測

　　20、地鐵軌道橫向高差實時監(jiān)測

　　21、核心筒爬模關鍵節(jié)點應力監(jiān)測

　　22、塔吊支撐系統(tǒng)應力監(jiān)測

　　七、超高層安全防護施工技術

　　為保障工程建設安全順利進行，項目通過周密的策劃和部署，采用國內領先的標準化定型安全防護技術，對施工面及周邊區(qū)域進行全方位防護?，F(xiàn)場安全防護措施均采用紅白相間警戒色作為整體風格。防護欄桿大量采用標準化、定型化方式，在工廠進行生產(chǎn)，現(xiàn)場快速安裝，具有極佳的安全防護效果及視覺效果。

　　為防止高空墜物危害下部施工人員及成品安全，塔樓外設置數(shù)道水平防護。

　　現(xiàn)場西側中心二路酒吧街、北側道路距離塔樓較近，為減小高空墜物的影響，相關區(qū)域采用“鋼框架+鋼絲網(wǎng)”安全防護體系，除滿足安全防護需求外，還具有高大上的外觀以及采光、通風效果，保證了酒吧街的正常營業(yè)及周邊道路行人、車輛安全。

　　八、豎向變形預調與監(jiān)控施工技術

　　平安金融中心結構總重量約68萬t，主要結構設計使用年限為100年，重力荷載長期作用下會產(chǎn)生較大的豎向變形，而結構的形式、剛度不一樣會導致長期變形的不一致，直觀體現(xiàn)為建筑總高的變化，各樓層層高的壓縮，長遠影響是對結構的安全、非結構構件及設備的正常使用造成不利作用。

　　以往對300m以上超高層豎向變形完整研究很少，主要從施工角度采取經(jīng)驗方法進行預估。本工程在國內超高層建筑豎向變形監(jiān)控方面，實現(xiàn)了“三個第一”：第一次形成比較完整的豎向變形理論研究;第一次對豎向變形進行有實用價值的精細計算;第一次以設計圖紙的形式指導現(xiàn)場豎向變形預調。

　　本工程采用有限元方法分析豎向變形，研究其長期豎向變形規(guī)律，評估不均勻的豎向變形對結構安全的影響，并提出在施工中對豎向構件適當預留以補償預計的豎向構件變形的設計理念與方法，最終目標是實現(xiàn)在建筑投入使用一年后豎向構件達到設計標高、樓面平整、滿足建筑正常使用要求。

　　豎向變形的現(xiàn)場監(jiān)控采用CB-FBG-EGE-100埋入式GFRP封裝光纖光柵應變計和BOIDA光納儀相結合的方法，對巨柱和混凝土核心筒豎向變形進行監(jiān)測。監(jiān)控和驗證施工過程結構狀態(tài)線性和結構設計假定的吻合性。

　　另外，項目與哈爾濱工業(yè)大學深圳研究生院合作，采用BGK-4420型振弦式位移計，對巨型斜撐延遲節(jié)點進行實時監(jiān)測，為延遲節(jié)點的焊接提供數(shù)據(jù)支持。

　　本工程在國內首次實施量化式豎向變形預調施工及豎向變形監(jiān)控，從目前監(jiān)測結果看，現(xiàn)場施工實施情況及壓縮監(jiān)測數(shù)據(jù)基本與設計假定吻合，保證了后期各功能樓層的標高及樓層相對關系。

　　九、綠色施工技術

　　平安金融中心LEED認證目標為金級認證，LEED綠色施工理念貫穿整個工程施工過程，根據(jù)《LEED-CS綠色建筑評估體系》制定完善的施工過程LEED認證管理體系，落實工地環(huán)境保護措施，重點控制防止土壤流失、節(jié)水、能源利用和大氣保護、材料和資源、室內環(huán)境質量、廢棄物管理和自然資源的合理使用等關鍵環(huán)境影響因素，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求，確保達到LEED-CS金級認證。

　　平安金融中心在保證工程施工質量及安全生產(chǎn)的前提下，運用ISO14000環(huán)境管理體系和OHSAS18000職業(yè)健康安全管理體系，將綠色施工內容分解、落實到管理體系中，再通過科學、先進的技術措施，最大限度的節(jié)約資源，并且減少對周邊環(huán)境的負面影響，實現(xiàn)了節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和保護環(huán)境的綠色施工。項目于部2013年被中國建筑業(yè)協(xié)會評為了“第三批全國建筑業(yè)綠色施工示范工程。”

　　平安金融中心項目為中建一局集團重點項目，局集團領導高度重視，要把平安金融中心項目打造成局集團標桿項目，推動集團建筑工程施工管理水平的大改觀、大提高。依據(jù)中建總公司《企業(yè)形象視覺識別規(guī)范手冊—房建系統(tǒng)分冊》及相關補充文件及中建一局集團施工現(xiàn)場標準化圖冊。根據(jù)工程進度分階段策劃落實CI公司的開展，創(chuàng)造強有力視覺沖擊。

　　1、CI策劃：

　　2、施工區(qū)

　　秉承綠色建造、環(huán)境和諧為本、生命至上安全運營第一的理念，標準化、精細化、人性化理念貫穿安全文明施工中。

　　3、辦公區(qū)

　　4、生活區(qū)

　　為工人提供了良好的生活環(huán)境，保證了工人良好的休息，從另一方面保證工人安全施工，保證了工程質量，以及進度的實現(xiàn)。

　　5、展示區(qū)

　　現(xiàn)場塔樓首層北側設置工藝樣板間，對施工現(xiàn)場所有的先進工藝集中展示;建立深圳市唯一的“超高層安全體驗館”，內設有14個安全體驗項目，將定期組織工人參加安全體驗項目，是項目亮點的一個縮影。

　　十、巨柱鋼骨柱施工技術

　　平安金融中心工程外框共有8根巨型鋼骨柱，均勻分布于建筑周圍，巨柱從地下室一直貫通至地上550m標高，整體高度達580m，猶如八根擎天巨柱支撐起整棟大樓的重量和豎向荷載，成為定“樓”神針。其最大勁性混凝土截面尺寸為6525mmx3200mm，巨柱鋼骨每延米最重達12t，最大重量的單節(jié)巨柱達115t，構造十分復雜，是國內超高層建筑中截面尺寸之最。

　　依托公司資深技術專家團隊，對平安金融中心的鋼結構全面策劃，項目部通過技術創(chuàng)新以及核心技術應用，結合現(xiàn)場施工實際情況，對巨型鋼骨柱施工設定了如下原則：

　　1、巨柱鋼骨柱分段形式采取標準層巨柱水平分段、節(jié)點區(qū)巨柱豎向分段及水平和豎向分段相結合等多種分段方式，將各分段難點逐一攻破，其分段方式及方法也為中建一局的核心技術。

　　2、巨柱階段性雙向向內傾斜，雙向傾斜巨柱截面復雜、不對稱，吊裝就位面須保證水平，安裝精度要求高。本工程摒棄傾斜構件雙機抬吊的傳統(tǒng)方法，通過計算機分析計算傾斜構件重心位置，合理布置多個吊點，多吊繩協(xié)同起吊，確保了構件就位面水平，達到了預期的施工效果。

　　3、巨柱最大分段重量超過100t,本工程使用的單機巨型構件翻身技術，既較好地解決了巨型構件翻身難題，又很大程度上減少了吊裝設備占用，避免了雙機抬吊的較大安全隱患。

　　4、巨柱為多腔體組合截面巨柱，復雜的截面形式、超厚板、高強度等級鋼材、超長焊縫加上巨柱多種分段形式，給現(xiàn)場安裝焊接施工及其質量控制帶來極大難度。通過采用了小坡口控制熱輸入、合理設置人孔板、設置防變形拘束板、分段退焊、對稱焊接等一系列技術保證措施，成功地克服了焊接難題。

　　十一、大型鋼結構桁架安裝施工技術

　　平安金融中心共有7道桁架加強層，均勻分布于大樓的外框，猶如7條金腰帶緊緊環(huán)抱大樓。桁架層對于加強結構強度具有很重要的作用，并且桁架層中的伸臂結構是連接起外框和內筒的重要構件，從超高層設計角度看，這是抗側力體系的關鍵部位，必須要非常精準的安裝就位。桁架層的安裝歷來都是超高層建筑安裝的一大難題，而平安金融中心的桁架又為雙層桁架結構形式，內外側分布大量連接構件，拼接接口眾多，重量大，節(jié)點復雜，安裝難度更大。針對這一安裝難題，項目部成立專題小組，從設計探究、方案部署、模擬安裝、措施設置等方面提前策劃，確保安裝的順利進行。

　　1、桁架安裝精度控制。采取結合現(xiàn)場巨柱上的預裝牛腿實際定位情況，在制作廠桁架進行預拼裝，從而達到保障安裝精度良好的效果。

　　2、桁架散件高空拼裝預起拱控制。結合結構特點，采用外層依靠結構構件、內層搭設胎架的方式，共同控制桁架平面穩(wěn)定性和保證預起拱值。

　　桁架下弦安裝

　　3、桁架卸載。本工程采用火焰同步熔化臨時支撐的方法，安全、經(jīng)濟地達到了良好的卸載效果。

　　十二、超厚鑄鋼件焊接施工技術

　　平安金融中心鋼結構外框V型支撐相交節(jié)點采用超大超厚鑄鋼件，分別在L11層、L49層、L85層、L114層，材質為G20Mn5QT低合金高強度鋼，通過調質熱處理提高強度和塑形，改善焊接性能。因鑄鋼件晶粒粗大，組織不均勻，本身存在縮松和氣孔，焊接難度大，無論從施工工藝上還是施工質量上都對項目部提出了較高的要求。

　　本工程鑄鋼件最大板厚達200mm，其焊接位置，焊接難度更大，若有焊接缺陷，因其厚度過大會給返修造成很大困難。在工程鑄鋼件焊接工藝評定的基礎上為了保證現(xiàn)場焊接質量又進行了鑄鋼件1:1厚度的焊接試驗，通過焊接試驗，準確掌握了焊接參數(shù)，通過一系列技術保證措施，確保了截至目前鑄鋼件焊接零返修。

　　十三、大噸位動臂塔吊施工技術

　　平安金融中心主塔樓布置了4臺動臂塔吊，該塔吊吊重之大、科技含量之高，均為目前國內超高層建筑中使用的最大型號塔吊。4臺動臂塔吊分別為2臺法?？薓1280D和2臺中升QTZ2700。塔吊起重力矩2450t•m/2700t•m(法?？?中升)，內燃機動力，全液壓控制，其最大起重量達100t(2倍率)。4臺塔吊設備猶如四個伸展的手臂，為平安金融中心的施工保駕護航。

　　4臺塔吊分別附著于核心筒四周外墻，利用塔吊支承系統(tǒng)支撐和爬升，塔吊支承系統(tǒng)由支承架和斜撐組成，猶如四個強有力螃蟹爪，牢牢的固定在核心筒墻上，隨塔吊爬升作業(yè)循環(huán)使用。

　　科學有序的管理、精湛的安裝技術和現(xiàn)代化的吊裝設備為深圳平安金融中心主塔樓的順利施工提供了有力的保障。

　　十四、BIM在平安金融中心的應用

　　平安金融中心BIM技術行業(yè)領先，中建一局作為承建總承包，設置專門的BIM工作室，在BIM基礎模型建立與協(xié)調、深化設計、全程可視化交流、施工進度模擬等多方面取得了突破，并且獲得國內多項BIM比賽大獎。

　　1、BIM基礎模型的建立

　　基礎模型所包括的內容以最終確認的施工圖為準，凡施工圖中體現(xiàn)的，均進入模型中。

　　給排水模型 空調水模型 空調風模型

　　強電模型 弱電模型 消防水模型

　　2、BIM整體模型的集成與更新

　　根據(jù)深化設計調整后的圖紙完成各專業(yè)及單項深化設計的模型更新，由總包根據(jù)深化設計完成各專業(yè)及單項深化設計的模型整合集成。

　　3、深化設計BIM復核

　　包括主體鋼結構、幕墻、機電、精裝修等專業(yè)。

　　4、全程可視化交流

　　將BIM模型用于工程各類交流中，如工程例會、專業(yè)技術會議上直觀表現(xiàn)，比傳統(tǒng)二維圖紙更加準確、易于觀察理解、便于交流。

　　電梯基礎TEKLA建模

　　現(xiàn)場可視化交底

　　現(xiàn)場實際照片

　　5、全程變更BIM模型復核

　　依據(jù)CCDI設計簽認的設計變更類文件和圖紙(包括洽商單等)，隨時跟蹤進行模型更新。

　　精裝修專業(yè)與機電分管碰撞

　　6、輔助工程量設計

　　在已有模型的深度和精度范圍內，在BIM模型中直接計量模型內的工程量，作為工程計量的輔助工具。

　　7、竣工模型整體整合

　　BIM咨詢顧問單位，將接收各承包商提交的各自所負責工程內容的竣工模型，并將上述分模型整合至整體竣工模型中。

　　8、施工進度模擬

　　各承包商在編制施工組織設計和施工方案時，應根據(jù)模型所編制的施工進度計劃，通過三維方式展示施工進度組織。必要時，應加入直接相關和互相穿插施工的其他專業(yè)的工序進度。

　　5D施工管理

　　9、施工重點難點模擬

　　對于必要的施工重點難點，在業(yè)主要求時，承包商應使用BIM模型予以詳細深化模擬展示。

　　塔吊拆除施工模擬

　　10、BIM與運營維護

　　BIM與FM管理

　　11、三維數(shù)字掃描的的應用

　　本工程鋼結構體量大，對鋼構件加工、安裝的精度要求較高，對于鋼結構鉸接連接構造及支撐與框架連接構造等復雜部位，本工程擬采用三維數(shù)字化掃描技術，待鋼構件加工完成后，采用激光掃描儀對鋼構件分段掃描，通過掃描生成的點云模型在計算機中進行模擬拼裝，代替工廠實體預拼裝，用以檢查構件加工精度，實現(xiàn)鋼構件加工質量的預控;待鉸接部位安裝完成后，再對現(xiàn)場實體進行掃描，為幕墻、精裝修等后續(xù)工序提供現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)。