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刷新首都天際線
來源: 發布日期:2018-12-14

  改革開放40年來,北京高樓大廈如雨后春筍拔地而起。如今,528米的“中國尊”在高樓林立的CBD核心區鶴立雞群,成為新時代北京最高的地標建筑。開工至今,“中國尊”建設者傳承當年“深圳速度”的紅色基因,創造了8項世界之最、15項全國紀錄。中國尊將成為2018年全球唯一一座竣工交付的500米以上超高層建筑,為中國改革開放40周年獻禮。

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“中國尊”全貌

  2018年12月,中國建筑、中建三局聯合體承建的北京第一高樓——“中國尊”即將竣工。這座從中國傳統禮器“樽”的形狀中汲取靈感的建筑,有著優雅的弧形輪廓,上下寬度漸變,具有莊重的東方神韻,528米的結構高度刷新首都天際線。

  仰望高聳入云的北京“中國尊”,中建三局副總經理兼項目經理湯才坤如數家珍:基坑深40米,刷新中國民用建筑基坑深度紀錄;地下7層外加1個夾層,是中國民用建筑地下室層數最多的建筑;國內底板混凝土一次性澆筑方量最大,達5.6萬立方米;世界首個在8度抗震區建造的超500米摩天大樓……開工至今,項目創造了8項世界之最、15項全國紀錄。

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建設中的“中國尊”

  64個月,北京“中國尊”項目建設者披星戴月、櫛風沐雨,攻堅克難、勇于創新,其建造速度超出同類型超高層建筑30%以上,創造中國改革開放40年來乃至世界超高層最快封頂、最快竣工的紀錄,彰顯了“中國建筑,筑國之尊”的榮耀與擔當。

筑牢大廈根基  

  2014年4月27日凌晨3時,隨著最后一罐混凝土噴涌而出,總建筑面積43.7萬平方米,地上108層、地下7層(不含夾層)的“中國尊”底板混凝土澆筑完成,為北京第一高樓夯實了根基。

  “中國尊”項目執行經理曾運平告訴筆者,“中國尊”大廈底板分3次澆筑,混凝土總量6.2萬立方米,相當于30個標準游泳池容量。第三次澆筑的底板厚6.5米、混凝土方量5.6萬立方米,歷時93個小時,創北京市單體民用建筑大體積底板混凝土施工新紀錄。

  “中國尊”基坑平均深度38米、局部40米,底板長136米、寬84米,是大廈地基的核心部分,被稱作“京城第一大底板”。曾運平介紹:“該底板用掉了20多萬根直徑4厘米、長度12米的鋼筋,每根重100多公斤,需8到10名工人一起才能舉過頭頂。如果把它們連起來將超過京廣線的長度,可繞北京五環25圈。”

  面對如此罕見的基坑深度、筏板厚度、一次性澆筑的超大體量以及北京CBD核心區復雜的交通現狀,為確保底板大體積混凝土成功澆筑,項目調集了200臺混凝土罐車、組織2000余名建設者參加大會戰,為每家混凝土供應商制定了一條運輸路線和一條備用路線,同時設立7個距離工地半徑不足一公里的“壓車區”,創造性地使用“串管加溜槽”的澆筑方法,在施工場地異常狹小的情況下最大限度提高了混凝土運輸效率。

  在93個小時連續澆筑期間,平均每分鐘有一輛混凝土罐車進出工地,高峰時每小時澆筑量達740立方米。俯瞰基坑,剛出罐的一車車混凝土透過鋼筋網,穿越錨栓群,由南向北一層蓋過一層,形成大斜面的混凝土流,蔚為壯觀;100余名振搗工人在不足1米高的鋼筋夾層中半蹲著身體,奮力將剛剛注入的混凝土振搗密實。整個澆筑過程實現了交通零事故、零投訴,且混凝土澆筑一次成優,創造了北京市建筑施工新奇跡。

鋼筋鐵骨鑄高樓

  2014年5月15日,一根長10.2米、寬3.5米、重9.3噸的首節鋼構件被一臺國內最先進的M1280D塔吊精準吊裝就位,標志著“中國尊”鋼結構工程施工全面啟動。

  據項目執行總工彭明祥介紹,“中國尊”大廈地下室為巨型框架+混凝土核心筒(型鋼柱+鋼板剪力墻)結構體系,4根世界最大的多腔體巨型鋼柱固定在5.6萬立方米、厚度6.5米的巨大混凝土底板之上,與翼墻、核心筒鋼板墻、鋼暗梁、鋼暗柱和鋼連梁共1.3萬噸、1270多根鋼構件一起,筑就“中國尊”大廈鋼結構主樓的堅實根基。

  大截面多腔體巨型鋼管柱施工是項目的一只“攔路虎”:巨型鋼柱多達13個腔體,截面超大,凈截面達77平方米,為國內最大柱。腔體內部結構復雜,縱橫隔板交錯,空間狹小,焊接作業空間受限,在正負零以下,內灌外包高強度自密實混凝土。4根巨柱從位于基坑底部的混凝土底板開始施工,直至地上528米樓頂,加上地下室,高度超過560米。巨柱施工需將其分節分段,僅地下室每根巨柱就要分為10節,每節又要分為4段,段截面尺寸大、重量重、鋼板厚,同時連接節點高空組裝焊接工作量大、坡口形式多樣,且存在部分焊縫交叉、焊接變形不易控制等難點,這些均對焊接技術提出了更高要求。

  施工中,項目采用巨柱分節分段技術,嚴格控制精度。深化設計主要考慮翼墻小腔體的焊接及如何合理分段,避免尺寸超限,保證構件運輸變形不超標;項目采用三維軟件模擬預拼裝與工廠實體預拼裝相結合的方式確保精度控制,并合理布置吊點,采用快速校正和三維分節測量法,搭設爬升式焊接操作平臺;針對多腔體巨柱板厚、超長焊縫多、節點焊縫集中等技術難題,項目編制詳細的施工方案,合理安排焊接順序,使巨柱焊接一次驗收合格率高達99.8%。

全球首創“空中造樓機”

  置身于北京朝陽區CBD核心區,遠遠望去,“中國尊”頂部有一個深紅色的“金鐘罩”,這就是中建三局自主研發的具有承載力高、適應性強、集成度高、智能綜合監控四大特點的“空中造樓機”——“超高層建筑智能化施工裝備集成平臺”。

“中國尊”使用的全球領-先的“造樓神器”—超-高層建筑智能化施工裝-備集成平臺.jpg

“中國尊”使用的全球領先的“造樓神器”—超高層建筑智能化施工裝備集成平臺

  千萬別小瞧了這個平臺:它長43米、寬43米、高38米,面積1800平方米,工作時,分布在大樓核心筒外側墻體的12個液壓油缸合力將平臺頂推上升,平臺頂推力達4800噸,可頂起3200輛小汽車,同時可抵御14級大風;它集成了大型塔吊、施工電梯、布料機、模板、堆場等設備設施,隨主體結構一同攀升,節約工期56天;它是建設者的“保護神”,整個平臺四周全封閉,如同“移動的制造工廠”,工人置身其中如履平地,可同時進行4層核心筒立體施工,實現了“工廠里造摩天大樓”,顯著提升了超高層建筑建造過程的工業化及綠色施工水平,主體結構施工速度最快達3天一層樓。

  該平臺是世界房建施工領域面積最大、承載力最高、智能化程度最高、首次與大型塔吊一體化結合的鋼平臺。相比常規塔機安裝方式,可減少塔機自爬升28次,節省塔機爬升影響的工期約56天,減少塔機預埋件400噸。

  2015年6月15日,項目“超高層建筑智能化施工裝備集成平臺系統研究與應用”成果通過專家評價,整體達到國際領先水平。中國建筑股份有限公司總工程師毛志兵稱贊該平臺是中國建筑業里程碑式的成果,經濟效益和社會效益不可估量。

項目千名工人進行底板-鋼筋綁扎勞動競賽.jpg

項目千名工人進行底板-鋼筋綁扎勞動競賽

BIM為“中國尊”植入智慧“大腦”

  在“中國尊”施工現場,筆者看到工程師手持平板電腦指揮施工。“這可不是為了趕時髦。平板電腦里裝著BIM系統,是建筑的智慧大腦,也是我們高效履約的法寶。”項目副總工程師許立山說。

  項目BIM部經理周千帆介紹,中國尊大廈致力打造全球第一座全生命周期應用BIM管理的超高層建筑。由于運維需要,中國尊大廈的深化設計深度要遠遠超過國內已有項目,主體結構、鋼結構、裝飾、幕墻等主要專業模型精度甚至要達到“所見即所得”的程度。為此,項目組建100多人的BIM技術團隊。

  “雖然相比傳統做法,我們的工作量增加了至少50%,但帶來的好處卻是不可估量的。”周千帆說,“我們致力將‘中國尊’打造成為‘百年工程’,BIM技術將源源不斷產生價值。”

  綜合協調減“碰撞”。項目利用BIM高精度模型開展覆蓋全專業的綜合協調,采用軟件自動計算與專業工程師綜合審查相結合的方式,將軟硬碰撞保存視點,并記入報告文件,最終落實修改。50余次大型綜合協調解決了6000多項問題,消除了90%以上的模型碰撞問題,施工中的返工和拆改較常規工程減少65%以上。

  施工模擬防“打架”。項目BIM團隊還全過程參與重大施工方案編制,利用BIM高精度模型在電腦中提前對方案進行模擬,“排兵布陣”,優化施工部署和工藝流程,減少空間、進度、資源等要素之間的矛盾,先后制作了大體積混凝土澆筑、地下室組合結構施工等10余項大型方案的施工模擬,創造了方案選型和技術交底的新模式。

  點云數據能“共享”。項目BIM團隊使用高精度三維激光掃描儀,在每層結構施工完成后進行掃描,精度可達2毫米。深化設計團隊使用虛擬的BIM模型與掃描的點云數據對深化設計成果進行再校核、再完善。以往工程點云數據龐大、傳遞困難,只能用于技術管理,而中國尊項目在國內首次將所有數據儲存于中央服務器中,測量員、質檢員只需安裝插件,整個項目即可遠程讀取,從繁雜的實測實量、質量驗收工作中解放出來,提升了管理效率。

  優化功能不“浪費”。利用BIM深化設計還極大優化了建筑功能,提高了大樓品質。如項目通過BIM高精度模型,優化巨柱邊立管管井布置,為大廈增加使用面積超3000平方米;壓縮窗臺風機盤管寬度,在整個大樓范圍內增加使用面積4200平方米,僅此兩項就為業主增加價值超過10億元。

世界首創超500米躍層電梯

  2016年8月17日,世界首創超500米躍層電梯在“中國尊”項目投入使用。

  許立山介紹,高峰期,“中國尊”現場施工工人達3600人,人員的運輸全部依靠施工電梯,施工電梯的速度及承載能力遠不能滿足要求。上下班高峰期間,施工人員不能及時到達工作崗位或離開作業區域,會大大降低施工效率。

  “中國尊”項目針對全球超高層項目施工過程中普遍存在的垂直運輸瓶頸問題,經多方調研考察,尋找到一種全新的垂直運輸解決方案——躍層電梯技術。在主體施工階段提前使用4部可以跟著施工進度向上伸展的永久型躍層電梯(正式電梯),主要配合施工電梯用于機電、裝修材料及人員運輸,這在全球超高層建筑史上尚屬首次。

  躍層電梯的使用,運行速度由普通施工電梯的1米/秒提升至4米/秒,運力是同規格施工電梯的約12倍,服務樓層將隨著土建結構攀升而同步爬升,最大行程超500米,系全球速度最快、行程最大的躍層電梯。“相比常規電梯安裝方法完工時間提前約120天。”許立山說,躍層電梯解決了超高層建筑垂直運輸瓶頸問題,且運輸效率、安全性、可靠性遠高于傳統建筑施工電梯。

  2018年底,這座散發著東方神韻的北京第一高樓——“中國尊”將在中國建筑建設者的精心打磨下揭開神秘面紗,必將成為世界矚目的新焦點。(中建三局供稿)

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