我国首例全逆作法300米超高层施工告捷

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

      □本报记者 张华 通讯员 王占奎 薛先楚 毛治军
   
     逆作法施工技术的优越性备受工程界青睐。而今，在南京市建邺区河西CBD中央商务区，正在建设的2014年第二届世界青奥会配套工程——南京青奥中心300米超高层双塔楼，采用塔楼、裙房上下同步均衡全逆作法施工技术，近日，顺利完成地下室大底板封底及地上17层施工标志着——
   
   
     逆作法是相对于建筑物施工的常规顺序而言的。利用地下室的楼盖结构、梁、板、柱和外墙结构作为基坑围护结构和基础施工的支撑结构，在坑内的水平支撑体系和围护体系由上而下进行地下室结构的施工，与此同时可进行上部结构的施工，所以其施工顺序是自上而下进行。实践证明，逆作法适用于基坑较深，建筑场地狭小，周边环境对基坑支护结构的水平变形有严格限制的情况，具有缩短工程施工的总工期；基坑变形小，相邻建筑物的沉降少；可节省支护结构的支撑等有明显的经济效益。
     南京青奥中心双塔楼均为钢框架劲性核心筒结构，总用钢量约6.5万吨。该项目是全国首例全逆作法超高层施工工程，施工精度要求极高，尤其是地下钢柱下插校正、地下环板的焊接要求非常严格。自2012年6月10日地下室首根钢立柱开吊后，整个施工项目拉开了工程逆做法施工的大幕。地下室钢柱218根，第一根钢柱下插校正由于首次接触，整整用了36个小时最后一根钢柱校正36分钟完成，并且垂直度偏差控制在1/500之内。南京青奥中心双塔工程总承包是中建三局建设工程股份有限公司、钢结构施工单位中建钢构有限公司均召集项目的骨干精英组成攻坚团队，并多次整编施工计划，及时调整施工方案，为今后逆作法施工积累了宝贵的经验。
    倒插钢柱难定位 垂直控制是关键
     近日，记者在工地上采访了中建钢构南京青奥中心双塔及群房项目技术总工罗哲，他说，逆作法以前已经有不少成功的例子，但是本工程的逆作法施工太特殊，这么一个超高层全逆作施工是史无前例的。
     一般常规是主楼顺作裙房逆作，而南京青奥中心双塔主楼、裙房全逆作，按照常规象这样的超高层施工要3～4年，而我们采用的逆作法施工将缩短三分之一的工期，充分发挥逆作法施工的优越性。逆作法是通过钢管打桩的办法先把竖向结构插入地层。由于楼高有300多米，钢柱的口径较粗，对钢柱的吊装、起重设备定位，以及桩基施工场地泥泞等不利因素使现场的施工难度加大。桩基有80多米要入岩十米放钢筋笼，对钢柱的定位垂直度都无法控制。钢柱插下去很容易碰到钢筋笼的固筋，加上钢柱的栓钉很容易把固筋钩挂掉，使钢筋笼变形钢柱就插不下去，也就是竖向支撑结构不成功，逆作法也就失败。所以要保证每一根钢管桩安装成功要100%，安装成功还有一个重要的技术指标就是垂直度。楼有300多米，所有的力都是通过钢柱传递下来，这样对钢柱的垂直度要求非常高，设计要求1/500。而且下悬臂比较多，地下室有三层有20多米都是隐蔽的地层，露在地面就那么一点，我们就用一种专业仪器把测向头放在钢柱的侧面两个同心位来测量垂直度，用测向管反映的数据来校正然后打混凝土。倒插钢柱做到四心合一：钢柱的中心、钢筋笼的中心、桩的中心、套架的中心，施工精度达到很高的标准。
     对此，中建三局华东公司南京青奥中心项目经理高级工程师朱惠清也深有感触，他说：南京青奥中心双塔地下基础工程采用的是一柱一桩，对钢柱的精度要求很高，同时方柱的方向性很强。钢柱的最大截面1.6米，板厚50毫米、圆管柱0.9米，板厚35毫米，方管柱有1.6米、1.4米、1.3米三种，最重的钢柱有65吨，用260吨的带吊吊装。60多吨的钢柱要从顶上插下去到柱子里面，像穿针一样，如果桩打得不好，那么钢筋笼就下不去了。总共有218根不同尺寸的方柱和圆柱，深度浅的在22米，深的在26、27米，从地面下去，对钢结构加工的精度，现场施工以及同土建交叉作业提出很高的要求。底板到正负零之间有20多米是靠钢柱来支撑，要控制它的垂直度，靠一个点倒垂还要受到钢筋笼的影响可想其难度之高。
    上下同步均衡施工 大底板撑起上结构
     针对南京青奥中心双塔高难度逆作法施工工程，上海建科工程咨询有限公司高级工程师刘春佳这位有着30多年施工监理经验的专家对记者说：南京青奥中心塔楼、裙房全逆作施工而且在超高层应用更是首例，世人瞩目的上海中心塔楼是顺作裙楼采用逆作施工。逆作法是涉及到底板还没有完成，上部结构要上去，靠什么来支撑上部结构的荷载，就是靠桩和底板。南京青奥中心双塔地上、地下同时进行施工，大大地增加施工难度，在地下开挖的狭小空间之中，钢结构施工首先需要处理好特大钢构件进入施工场地的问题，然后就是避开土建施工过程中大作业面的钢筋绑扎和混凝土浇筑，快速准确地安放钢构件，焊接环板，校正钢柱的垂直度等，最后就是需要规划合理钢筋埋件和盖板的施工排布。
     据介绍，好多钢结构件的节点都是到现场做的，钢梁的环板都是现场焊接，一个环板有2～3吨，逆作法的成功与否要看在地下20多米的大底板，大底板做不好竖向结构的能量就传递不到底板，那么主楼就做不到设计的标高。314米高的楼大底板的厚度在4.1米，局部6.5米平面积在3000平方米，大约用2万立方米的混凝土浇灌。逆作法的大底板是很关键的，它对正负零以上部分的施工至关重要，施工时要地上地下同步、受力均衡，地上部分楼层标高必需要适合地下部分对地上部分荷载的承受力。否则就会出现不均衡沉降，导致整个工程的失败。南京青奥中心双塔正负零以上钢结构虽然没有伸臂桁架、带状桁架等，但核心筒与钢立柱的沉降系数是不一样的需要进行监测。南京青奥中心双塔钢结构工程对钢结构的深化设计要求很高，中建钢构在工程施工过程中，对进度、质量、安全以及施工协调都有一整套的要求和规范。
     对于南京青奥中心双塔这样的高难度的工程，中建三局江苏公司高级工程师总经理敖峰对记者说：南京青奥中心超高层全逆作上下同步均衡施工是一个成功案例，中建钢构在工程施工中提前深化设计、制作加工、钢构件提前三天进场地。每道工序都是以小时来计算。这个工程因为工期问题，采用了超高层全逆作法，裙房和塔楼都是逆做上下同步均衡施工，正负零以上和以下同步均衡施工，这点很考验人，这个工程在计划和施工组织上很严密。中建钢构南京青奥中心双塔及裙房项目部负责人对记者说：逆作法到目前为止是成功的，达到了预定的做到17层。从变形监测角度来看数值还在范围内。这块地域是冲积平原，临着长江地形复杂，有很多不可控因素。地下工程整个用钢量在1万多吨，上面5万吨，加在一起是6万多吨。一年时间300多米要封顶，平均一个月是六七层，构件运输车一车在25吨，200多车，平均一天就要有8车构件进来。整个用钢量对我们工期难度是非常大的。从目前工程整体情况来看，地上施工没有因为地下而放慢速度，逆作法优越性得到充分体现。特别是在土建灌混凝土时，输送导管一直下到80多米底下，在桩和柱子重叠部分是一个悬空的状态，就会出现混凝土从下面往上翻起来，柱子下面石头下来很容易挤歪。这时候要检测介入，达到要求再固定住采取人工填石子，粗活当细活做确保工程的施工质量。
     南京青奥中心300米超高层双塔楼采用塔楼、裙房上下同步均衡全逆作法施工技术，顺利完成地下室大底板封底及地上17层施工的成功，特别是地下钢柱下插校正、地下环板的焊接达到很高的水平。正如中建三局江苏公司总经理敖峰所说：中建钢构都是承建高、大、尖项目，在本工程各个节点与总包无缝对接是一支优秀的钢结构制作、施工企业，通过南京青奥中心双塔及裙房项目再一次证明中建钢构是一支很有实力的队伍，希望他们今后走得更高，走得更远，走向国际。
   
    图片（从左至右）
    南京青奥中心双塔(效果图)
    南京青奥中心双塔地下室施工现场 摄影/毛治军
    中建钢构工程技术人员在地下室大底板浇灌前夕再次到现场检查 摄影/吴春
    南京青奥中心双塔施工现场 摄影/吴春