科技創(chuàng)新擎起“摩天大廈”

 

　　“超高層建筑”一般是指40層以上或高度在100米以上的建筑物。一座座“摩天大廈”的聳立，既體現出一個城市的城市化程度和經濟社會發(fā)展水平，也反映出承建施工企業(yè)的綜合實力。近年來，中鐵城建將占領超高層建筑領域作為產業(yè)升級、行業(yè)趕超的必經之路，承建了20余座超高層住宅和公共建筑。他們在施工中高擎科技創(chuàng)新旗幟，為同領域施工提供了豐富的科技支撐，夯實了“打造房建專業(yè)升級版”的根基。

 

 

　　萬丈高樓平地起。建筑物樓層越高、地質條件越復雜，地基處理的難度系數和安全風險就越大。

 

　　中國鐵建首個完全自主投資開發(fā)的超高層商業(yè)綜合體——珠海鐵建大廈，樓層最高227米，位于珠海市橫琴島上的填海造陸區(qū)，地表下方有一層深度不等的塊石回填層，下面還布滿淤泥層，樁基施工極易發(fā)生縮徑、塌孔等現象。

 

　　承建項目部廣泛采用新設備、新工藝，攻克難關。主體結構樁施工采用我國最大扭矩的TR550型旋挖鉆機施工，成孔速度快、質量好；支護樁施工中，在鉆機鉆頭內部設置“錯位”鋼絲繩，鉆孔時鋼絲繩將部分塊石“網”出來，減少阻力，有效穿越塊石回填層；混凝土灌注采用“氣舉反循環(huán)清孔工藝”，讓高壓氣體通過密封鋼管將樁孔內的沉渣“吹”出來，保證了承載力的有效發(fā)揮和混凝土質量。圍繞新設備使用，項目部大力開展配套工藝和技術革新，探索形成了一整套施工體系，填補了填海造陸地區(qū)樁基安全快速施工的技術空白。

 

　　如果說樁基是超高層建筑的核心支撐，筏板則在承擔荷載壓力、保障整體結構穩(wěn)定等方面發(fā)揮重要作用。

 

　　高301米的銀川綠地中心是我國西北地區(qū)在建的最高雙子塔樓，單棟建筑的筏板混凝土澆筑體積達到1.8萬立方米，且須一次成型，這在西北地區(qū)尚屬首次。承建項目部變革高強度混凝土和粉煤灰技術，優(yōu)化配合比，降低混凝土自身的“水化熱”；在混凝土中按比例添加粉煤灰、添加劑等輔助材料，不定時添加冰塊，杜絕大體積混凝土因溫差產生的裂縫。經過96個小時不間斷作業(yè)，筏板一次性澆筑成功且檢驗合格。該技術被評為全國優(yōu)秀工法。

 

　　為保障地基施工的絕對安全，該集團善于針對不同地質“因材施教”。如在中國鐵建系統首個自主開發(fā)的地鐵上蓋超高層商業(yè)綜合體——189米的天津國際城詩景廣場護坡施工中，承建項目部摒棄傳統護坡方式，采用“環(huán)板逆作”與“中心島順作”相結合的施工技術，攻克了超大、超深基坑開挖極易失穩(wěn)的風險。該技術獲得中國鐵建多項科技獎項，并被認定達到國內領先水平。

 

 

　　超高層建筑施工，猶如在百米之上的高空“繡花”，垂直運輸、精準吊裝、高空安全等均是亟待攻克的難關。

 

　　高空垂直運輸是超高層建筑施工的核心技術。承建銀川綠地中心的項目部引進西北地區(qū)最大的塔吊S1200，并采用施工電梯與爬模同時爬升的施工工藝，解決了鋼結構吊運安裝、常規(guī)材料倒運等難題。為將混凝土安全優(yōu)質泵送到300米高空，除從源頭保證混凝土質量外，項目部在垂直向上的配管下端與混凝土泵之間設置一定長度的水平管，利用水平管中混凝土與管壁之間的摩擦阻力平衡混凝土的逆流壓力，確保了混凝土的泵送高度與質量。

 

　　為保證重達28.4噸的鋼結構在高空精準安裝，項目部優(yōu)化鋼結構分段圖，優(yōu)化吊點安裝工序，應用BIM技術模擬工況，精確調整安裝狀態(tài)。同時，開展超厚鋼板焊接工藝評定，將高空鋼結構焊接合格率提高到99%以上，其課題獲得全國工程建設優(yōu)秀質量管理小組二等獎，該工程也獲得中國鋼結構金獎。

 

　　與銀川綠地中心鋼結構吊裝不同，山東省濟南市文化藝術中心三館二期工程的塔樓屬于異型鋼結構，四面扭轉斜向內收，7至34層單層面積由2800平方米減小至1800平方米，塔樓四角最大內收水平距離為10.4米，如此大的斜率在國內尚屬首例，百米以上高空施工更是難上加難。承建項目部組建“創(chuàng)新工作室”，采用高效精準的計算模型和施工仿真分析，模擬構件安裝及構件控制點位測量，建立穩(wěn)定適用的測量控制網，并24小時不間斷動態(tài)跟蹤監(jiān)測，適時進行尺寸預調，保證了安裝的精度與安全。

 

　　為消除高空作業(yè)隱患，中鐵城建在塔吊、電梯、腳手架等高空作業(yè)設備上廣泛開展革新和創(chuàng)造。中國鐵建·洋湖垸等項目部采用HS-01型附著式升降腳手架，該腳手架每榀主框架有三個防墜系統，自動采集各提升機位的荷載值，當某一機位的荷載值超過設計值時，系統會以聲光形式自動報警或自動停機，有效避免了超載或失載過大而造成的墜落等風險。

 

 

　　“南塔樓35層發(fā)現隱患，請立即整改、消除隱患！”在銀川綠地中心施工現場，承建項目部將BIM+5D技術與無人機結合，360度巡視，無人機如發(fā)現問題，操控端將發(fā)出警報并將現場畫面?zhèn)鬏斨岭娔X終端，工作人員隨即發(fā)出指令，第一時間消除隱患。

 

　　百米以上的高層建筑，如果完全依靠安全員逐層排查隱患，需耗費大量人力、物力，且無法實現全過程、全方位監(jiān)控。中鐵城建在超高層建筑施工管理中，以BIM技術推廣應用為核心，將其與無人機、全息投影、VR以及大數據、云平臺等互聯網手段結合起來，使其融入到安全、質量、進度、成本等管控的各個環(huán)節(jié)，實現了管理的智能化、可視化和精細化。他們主持研發(fā)的多項BIM成果在中國建設工程BIM大賽、“科創(chuàng)杯”BIM大賽中獲獎。

 

　　“智慧工地”不僅讓管理更智能，也讓綠色施工成為“時尚”。該集團在超高層建筑施工中大力倡導快捷高效、節(jié)能環(huán)保的施工方式。他們建立鋁模板生產流水線，運用系統的鋁模板施工工藝，實現了模板裝卸的高效高質和環(huán)保節(jié)支；樓層施工中采用鋼筋桁架樓承板，減少了鋼筋綁扎量，加快了進度；臨建采用裝配式路面、可拆卸式集裝箱板房等，可重復利用，減少浪費。長房·半島藍灣等項目成為當地綠色施工的案例和教材，銀川綠地中心成為全國裝配式培訓班在寧夏地區(qū)唯一指定的觀摩示范基地。

 

　　為有效防治高空揚塵，該集團也是創(chuàng)新舉措頻出。他們在建筑物塔吊、電梯等外部設置高空立體噴淋系統，將噴淋系統與揚塵監(jiān)測裝置聯動，當PM2.5達到預警數值時，報警裝置啟動，噴淋系統自動開啟。對于垃圾清運，他們將垃圾管道焊接到建筑物頂層，并在樓層內預留垃圾下料口，清運時安全便捷。他們還將剩余的混凝土塊、碎磚塊等進行回收加工，用于鋪路或磚胎模砌筑，變廢為寶。