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望京soho中心工程的几项技术创新和管理创新

时间:2013-06-05 14:46

望京SOHO中心工程是搜候中国在望京地区建设的集商业、办公于一体的地标型建筑,由世界著名设计大师扎哈·哈迪德担任总设计,总建筑面积52万m2。整个建筑群由一个整体地下室和T1、T2、T3三栋塔楼组成,每栋塔体的平面和立面都呈弧形,体现自然风动的感觉和效果。平面上宛如三条游动的鱼,极富现代感和艺术感。外立面为单元式玻璃幕墙,层间为弧形曲线的不等宽铝板幕墙,形成风吹动中的飘带。

中建一局集团建设发展有限公司承建的T3标段为三栋塔楼中的最高建筑,地下4层,地上45层,檐口高度200米,总建筑面积16.4万m2,其中地下3.8万m2,地上12.6万㎡。监理单位为北京市双圆工程咨询监理有限公司。

本工程地下室采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,基础埋深约22米。塔楼地下部分为组合结构,采用桩筏基础,底板厚度3.2m,工程桩为后压浆钻孔灌注桩,桩径1米,桩长34米。塔楼地上部分采用框筒结构,核心筒为劲性混凝土结构,外框架为钢管混凝土柱-钢梁结构,标准层层高3.8m、4.2m。左右核心筒墙厚700mm到500 mm,混凝土强度C60到C40。核心筒结构布置在16层、30层、40层,均进行了较大的调整。外框钢管混凝土柱管径0.8—1.4m,壁厚25mm,梁柱节点采用外环板结构,楼板为压型钢板组合结构。屋顶采用管桁架钢结构穹顶,跨度24米,高度20米。

地上结构逐层不规则收缩,每层结构轮廓均为不规则曲线,外框柱均为变曲率斜柱,34根钢管混凝土柱逐渐倾斜相贯缩减为17根。

本工程开工之初就制定了各项管理目标:结构工程要确保“北京市结构长城杯金杯”,整体工程创“鲁班奖”;安全文明施工要确保“北京市绿色施工文明安全样板工地”,取得美国绿色建筑协会LEED-CS2.0认证的金级证书。争创建筑业绿色施工示范工程。科技目标为创北京市建筑业新技术应用示范工程。

项目部通过强化施工组织管理,落实各项管理制度和质量控制措施,积极推广应用新技术新工艺,确保各项目标的顺利实现。

一、核心筒液压爬模施工

本工程地上结构为框筒结构,核心筒结构高180米,模板选型是该类工程施工组织的关键。为了既保证施工效率,又减少模板的吊次以及场地的占用,我们采用了液压爬模施工技术。液压爬模集模板、架体、爬升装置于一体,模板与架体始终固定,通过退模装置实现模板移动。架体通过挂座依附在核心筒结构上,在液压系统的作用下,通过导轨和架体的相对运动,实现模板的逐层爬升。模板面板采用进口维萨板,背楞采用木工字梁,降低了爬模系统的负荷,增加了安全系数,还可保证60次的周转使用。爬模一经组装可连续使用,直至结构施工完成后拆除。

核心筒爬模施工外立面照片

二、工程测量管理控制

由于本工程的轴线与外框钢柱、混凝土板边、幕墙轮廓线之间均不存在规律的几何关系,需分别定位,且平面和立面均为任意曲线,施工测量控制精度的要求高、难度大。为此,我们在测量控制上采取了统一标准、统一管理、多工序交叉复核等措施。核心筒施工期间,在核心筒角部布设控制点进行垂直投测,保证核心筒的垂直度。在结构模型和深化图上对钢结构柱顶坐标进行定位,钢柱加工、安装过程均以此为控制点,利用全站仪极坐标法进行钢柱定位测量控制,并在焊前焊后进行测量校核。弧线板边通过在钢梁上定位起铺点,控制每块压型钢板的长度和位置进行板边定位。

三、钢管混凝土柱顶升浇筑技术

外框筒钢管柱内混凝土的浇筑采用了我公司成熟的钢管柱混凝土顶升施工技术。钢柱加工阶段,在钢柱内隔板上开设过浆孔,在柱壁上留设观察孔,分节设置顶升口。浇筑时,通过混凝土高压输送泵,将性能稳定的自密实混凝土自钢管柱底部注入,顶升到下一顶升口。单次顶升浇筑高度可达20-30米。采用顶升浇筑工艺,不但操作简单,节约人工、缩短工期、操作安全,更能够保证钢管柱内混凝土的浇筑质量。

四、深化设计技术

在钢结构、组合结构、机电综合布线、二次结构以及弧形板边定位等方面,项目部都进行了深化设计。对钢结构、组合结构的每一个节点逐一进行了深化设计,明确了节点钢筋排布、连接做法、尺寸大小,实现了钢结构设计、安装一体化的施工要求。二次结构深化设计事先确定了构造柱及预留洞位置,板边定位深化设计明确了每一块挑板、压型钢板的起铺位置、铺设顺序、平面定位。深化设计图纸作为现场施工的依据,直接指导现场施工,实现了对施工质量的事前控制。

钢结构深化设计图(钢柱相贯部位)

五、BIM技术的推广应用

BIM即建筑信息模型,是以三维数字技术为基础,集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。本工程造型独特,结构复杂,非标异型构件众多,且作为超高层建筑,工序多,施工难度大,各专业协调要求高,BIM技术运用的必要性尤为显著。

我们在机电专业的碰撞检查、钢结构设计加工、幕墙深化设计和数字化建造、屋面钢结构深化设计和施工模拟等方面运用了BIM技术,取得了良好的效果。

1、在完成机电综合图深化后,我们配合业主BIM团队,根据深化图在建筑模型内建立机电三维模型,进行碰撞检查,优化调整,直至实现零碰撞;机电BIM模型也可用于现场安装的可视化建造和施工检查。

2、在钢结构深化设计时,我们建立了1:1钢结构泰科拉深化模型,装配了所有连接节点,解决复杂异形钢结构节点设计,通过模型直接生成钢结构加工图、零件图、施工图以及材料清单。鱼尾变曲率相贯斜柱是本工程施工的难点,梁柱节点处有多道不同角度的钢梁牛腿,整体为不规则的空间结构。我们在三维模型中对各构件和节点进行深化,加工时根据空间定位尺寸进行下料和拼装,解决了该类构件的加工难题,确保了加工精度。

3、BIM技术在幕墙深化和施工中的运用,显著提高了其深化设计和施工的效率、质量。幕墙专业以设计单位提供的幕墙外皮模型为基础,直接构建包括埋件、龙骨、铝板、玻璃单元、连接件的幕墙三维精细模型,生成铝板、龙骨、玻璃单元等材料加工图、施工图。再将模型输入机床,实现曲面铝板的数字化加工,幕墙龙骨均根据生成的加工图在工厂加工成型,现场直接安装,大大降低了材料损耗,提高了劳动效率,确保了安装质量。

幕墙深化设计模型

4、本工程屋顶采用的管桁架为空间双曲结构,传统的二维图纸不能准确表达设计要求。且设计对钢结构和弧形幕墙的精确度要求高,因此,从建筑设计到结构设计,再到钢结构深化和幕墙深化设计,都是通过三维模型的传递得以实现的。BIM技术不但实现了屋面钢结构和幕墙构件的深化设计和数字化建造,我们还尝试进行了屋面钢结构施工模拟,检查安装方案的可行性。

六、绿色节能施工

为实现绿色施工示范工程的目标,符合美国LEED金级认证的标准,项目在成立之初就进行了绿色节能施工的策划。一是按照LEED标准进行节能设计,大量采用环保节能材料,包括大孔混凝土轻集料砌块、岩棉板外保温、断桥铝合金外窗、LOW-E玻璃、遮阳铝板、环保涂料等;二是在施工中采用维萨板、塑料模板、型钢背楞等,减少木材消耗;三是利用BIM技术,深化设计技术,进行排版和工厂化、数字化建造,有效降低了材料损耗;四是现场施工区地面实现100%硬化,主要道路设置自动洒水降尘系统,楼层作业面定期清扫、洒水,有效控制了扬尘污染;五是地泵和木工加工区搭设降噪棚,减少噪音污染,钢筋加工棚、电箱防护、楼梯栏杆、临边防护等均采用工具化产品,提高材料周转使用率。

七、标准化施工管理

为保证工程施工质量,我们细化了各项管理工作要求,编制工作计划,包括材料封样计划、样板计划、深化设计计划和方案编制计划。在施工过程中严格按照这些计划执行,明确了施工标准,确保了施工质量。

在项目部全体员工的共同努力下,本工程的各项施工有序进行,目前已完成核心筒结构封顶,并经过了长城杯专家组的检查,对工程质量给予充分肯定。我们将继续按照高标准的质量要求,落实施工的每个过程、每个工序的质量标准,确保创优目标的最终实现。(撰稿:郑群)

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