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“上海中心”深度解读③丨“豆腐土”如何支撑起高楼(视频)

2019/9/15 20:29:58

“上海中心”深度解读③丨“豆腐土”如何支撑起高楼(视频)

“上海中心”是世界上第一次在软土地基上建造重达85万吨的单体建筑,好比在“豆腐土上建高楼”。上海中心大厦各路建设者,在工程建设中勇攀科技高峰,形成了三件“法宝”,使中国超高层建筑建造水平又上一个台阶。

  

地下逆作“三件套”坚如磐石


上海中心大厦开工前,工程人员曾经做过一个实验:将“上海中心”的建筑模型,放在一块四四方方的豆腐上,很快,豆腐四裂,模型轰然倒下。


如何才能确保大厦安立在软土地基上?唯一的办法,是在地下打桩,并用地下连续墙围护,盖上厚厚的底板,将整个大厦的地下空间保护起来。


然而在高楼林立的陆家嘴地区,实施如此一系列地下“动作”,势必会惊扰到其它大楼。工程人员经过反复测算,为“上海中心”选择了一个对周边环境影响最小的施工办法——逆作法,就是先加好地下基坑“盖头”,再在“盖头”底下自上而下逐层交叉完成土方开挖与主体结构施工。


“上海中心”的主楼,共有地下5层空间,这决定了其地下深基坑是中国乃至全球少见的超深、超大、无横梁支撑的单体建筑基坑。所有参加过工程施工的建设者,几乎都对大厦那块蔚为壮观的地下基坑“盖头”,记忆犹新。


“2010年3月28日深夜,经过上海建工集团建设者60个小时的连续作业,“上海中心”顺利完成了6.1万立方米大底板混凝土浇筑。这是世界民用建筑领域一次性连续浇筑方量最大的基础底板工程。”上海中心大厦的建设总承包任务,由上海建筑施工龙头企业上海建工担任,上海建工集团上海中心大厦工程总承包项目经理部副总经理王维说,这块大底板直径121米,相当于1.6个标准足球场的大小;厚达6米,相当于两层楼高,是世界民用建筑底板体积之最。


在那场连续60个小时的大底板混凝土浇筑中,共动用了405辆混凝土搅拌车,“几乎全市的混凝土搅拌车都汇集在了陆家嘴。”


为了上海中心大厦能有一个坚如磐石的“基础”。从2008年11月29日工程开工起,建设者们足足花了两年时间在地下工程上,打下了955根直径达1米、长达87米的钻孔灌注桩,建成了66幅深达50米、壁厚达1.2米的地下连续墙围护结构,它们将和“超级大底板”一起,承载起大厦121层主楼的负载。

 

地下逆作“三件套”坚如磐石


上海中心大厦开工前,工程人员曾经做过一个实验:将“上海中心”的建筑模型,放在一块四四方方的豆腐上,很快,豆腐四裂,模型轰然倒下。


如何才能确保大厦安立在软土地基上?唯一的办法,是在地下打桩,并用地下连续墙围护,盖上厚厚的底板,将整个大厦的地下空间保护起来。


然而在高楼林立的陆家嘴地区,实施如此一系列地下“动作”,势必会惊扰到其它大楼。工程人员经过反复测算,为“上海中心”选择了一个对周边环境影响最小的施工办法——逆作法,就是先加好地下基坑“盖头”,再在“盖头”底下自上而下逐层交叉完成土方开挖与主体结构施工。


“上海中心”的主楼,共有地下5层空间,这决定了其地下深基坑是中国乃至全球少见的超深、超大、无横梁支撑的单体建筑基坑。所有参加过工程施工的建设者,几乎都对大厦那块蔚为壮观的地下基坑“盖头”,记忆犹新。


“2010年3月28日深夜,经过上海建工集团建设者60个小时的连续作业,“上海中心”顺利完成了6.1万立方米大底板混凝土浇筑。这是世界民用建筑领域一次性连续浇筑方量最大的基础底板工程。”上海中心大厦的建设总承包任务,由上海建筑施工龙头企业上海建工担任,上海建工集团上海中心大厦工程总承包项目经理部副总经理王维说,这块大底板直径121米,相当于1.6个标准足球场的大小;厚达6米,相当于两层楼高,是世界民用建筑底板体积之最。


在那场连续60个小时的大底板混凝土浇筑中,共动用了405辆混凝土搅拌车,“几乎全市的混凝土搅拌车都汇集在了陆家嘴。”


为了上海中心大厦能有一个坚如磐石的“基础”。从2008年11月29日工程开工起,建设者们足足花了两年时间在地下工程上,打下了955根直径达1米、长达87米的钻孔灌注桩,建成了66幅深达50米、壁厚达1.2米的地下连续墙围护结构,它们将和“超级大底板”一起,承载起大厦121层主楼的负载。

 

  

 

钢平台高空创造地面施工环境


2010年9月,上海中心大厦终于冒出了地面,开始向632米的高空进发。传统的大楼建设,大楼外围都会搭建脚手架,可是“上海中心”高达632米,要全程搭建脚手架,岂不相于再建一个高楼?


“上海建工在上海中心大厦建设中,自主研发了一套钢平台整体液压爬升体系,并实现了产业化推广,很好地解决了这个难题”。上海建工集团董事长徐征表示。


借助这套钢平台整体液压爬升体系,从大楼跃出地面起,施工人员始终能在一个大约1000平方米的钢平台上实施钢筋绑扎、模板封闭等工序,就像从来没离开地面一样。这个钢平台随着大楼的长高而逐渐向上攀升。比起传统的机械爬升技术来,液压爬升体系在大楼转换层无需拆卸,快的时候,3天就能建一层楼。


为保证大楼所需的高强混凝土能泵送至600米以上的高度,上海建工还和三一重工联手,研制出HBT90CH-2150D混凝土输送泵,这也是目前世界上最强最高的混凝土运输泵,此项技术已申请国家专利。


而在大厦外幕墙安装时搭建的施工作业平台,则被工程人员亲切地称为“飞船”。2013年,记者曾经登上大厦第74层外幕墙施工平台,整个“飞船”凌空飞架在内幕墙外侧,金茂大厦和环球金融中心屋顶近在咫尺。脚下,则是镂空的双层铁丝网,站在上面,未免胆战心惊。施工人员每天在腾空的“飞船”上作业,不由令人心生敬佩。

  

“上海中心”登顶632米“申城之巅”

 

BIM让建筑工艺堪比汽车制造


作为一个 “垂直城市”,上海中心大厦工地上的工种繁多,且交叉施工。


以机电安装为例,建设者要在120层、561米高的塔冠部位安装冷却塔,在116层、536米高处安装变配电站,在124层、574米的塔冠钢结构之上安装风力发电机组,这也将是我国最高的能源中心、最高的变配电站和最高的风力发电机组。同时,主楼核心筒、外墙幕墙等施工交叉进行,高峰时,整座大楼有3500多名工人同时施工。


借助世界领先的BIM(建筑模型信息化)技术,工程人员不仅能把所有工序理得清清楚楚,重要的环节还能先在电脑上“预演”。哪里碰撞了,哪里衔接不到位了,一目了然,避免了“返工”。


以减少碰撞为例,工程提前发现并解决的碰撞点总数超过10万个,按单个碰撞点平均单价1000元左右计,保守估算,应用BIM技术,至少为“上海中心”节约费用大约1亿元。


通过运用BIM等先进技术,“上海中心”的建筑工艺堪比汽车制造,精准度达到机械级。如,塔冠钢结构安装精度达到1.5毫米。从地下二层到达第118层的三台观光电梯,速度最高可达每秒18米,这三台世界最高速电梯的井道导轨总高度约600米,垂直度均控制在0-1毫米之内。外幕墙结构上的“滑移支座”,安装精度更是达到毫米级,远高于常规建筑土建的精度标准。

 

(图片来源:资料图 新华社 网络,编辑邮箱:shgcggkj@126.com)