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中建一局:在600米高空筑梦
喀左新闻网 http://kazuo.nen.com.cn  发布日期:2017-08-25 10:25 【字体:

  平安国际金融中心

  一栋坐落于深圳市福田CBD的摩天大楼,以其冠绝华南的“身高”和一柱擎天的“颜值”,始终吸引着公众的目光,它就是平安国际金融中心大厦。

  作为中国华南第一高楼,同时也是国内第一座600米以上正式投入使用的高楼,平安国际金融中心能在深圳这座海滨城市拔地而起绝非易事,而它的总承包单位——中建一局则用8年的努力和坚持,成功刷新了华南的天际线。该项目荣获2016年北京市科学技术奖二等奖。

  千米泵送:穷尽千米路,更上一层楼

  平安国际金融中心施工面临的问题很多:如何应对台风等气象灾害频发的气候特点、如何攻克复杂环境下33.8m超深基坑设计与施工、坚硬岩石中8米超大直径人工挖孔端承桩爆破嵌岩施工、超高结构液压爬模施工、600米超高层建筑竖向变形结构补偿控制、超高层建筑施工北斗高精度平面—高程同步控制、超高层重型钢结构吊装就位等。而首要的问题,则是如何将混凝土成功送到600米的高空。

  平安金融中心在建造中需要将C60高强混凝土一次泵送到586米的高空作业面。打个比方,我们平时用吸管可以很轻松地把水吸到嘴里,但如果把水换成粘稠的糯米浆,把吸管加长到586米呢?

  针对上述施工难题,中建一局采用产学研用协同创新模式进行了联合攻关,采用目前国际领先的混凝土泵送技术,将这种最黏稠的“糯米浆”,用一根长将近1000米的“吸管”送到高空。

  600米的高空可以送到,那么1000米呢?

  虽然,世界高层都市建筑学会将300米作为超高层建筑衡量线,但千米级的高楼离我们并不遥远。建造千米级高楼最先要解决的难题,依然是如何把混凝土送到千米高空。

  在建设平安国际金融中心的过程中,中建一局的技术人员开展了千米高楼混凝土泵送实验。

  据中建一局集团建设发展有限公司副总经理、总工程师周予启介绍:“为解决千米高程泵送的难题,首先要找到合适的场所,平安国际金融中心的混凝土结构只有555米,我们采取了用水平长度转换竖向高度的方式进行模拟试验,本次试验共使用直管长度达2300米。”

  2014年,中建一局与清华大学合作,就高强度、高性能混凝土进行了深入研究,最终实现了混凝土高强度与泵送性能的统一,研制出“12小时初凝、45Mpa压力下工作性能不变”的C100超高强度、高性能的混凝土。C100混凝土能在1平方米的面积上承受一万吨的重量。

  要将C100混凝土泵送到1000米高度,管道将承受超过45Mpa的压力,传统的管道固定与连接方式不能满足该项要求。中建一局根据试验场所特点,对泵管固定方式进行了深入的探讨和研究,最后采取了楼板夹持与墙体固定相结合的方式,成功解决了这一大难题。

  此次试验的成功打破了在世界第一高楼迪拜塔的606米混凝土泵送纪录和2014年在中国第一高楼上海中心创造的620米高度的混凝土泵送纪录,创造了全球超高层混凝土泵送新的世界纪录,同时还解决了“水平长度与竖向高度的转换关系研究”“管道固定方式及泵送设备研究”“C100超高强度、高性能混凝土研究”三大科研难题。

  超高层施工:匠心擎天柱,雕铸紫金冠

  在超高层领域,有一个说法,300米是一个门槛。每增加100米,无论施工难度还是科技含量都将增加一个级别。

  118层、600多米的“身高”,这么一个庞然大物,到底立不立得住?楼盖好以后会不会晃动?

  “我们的基础打得深,8根直径8米的超巨型桩打下去,最深离地面有近70米,直接连到了岩石层,这座大楼就跟地壳长成了一体,稳固得很。”周予启介绍说。

  众所周知,为了支撑每层楼的楼面,形成稳定的结构体系,需要巨柱支撑楼体。平安国际金融中心结构外围对称布置8个劲性混凝土巨型柱,最大截面为6500毫米×3200毫米,约20平方米。每根巨柱高达580米,从地下室一直贯通至地上,支撑起整栋大楼的重量和竖向荷载,这8根巨柱被建设团队称为“8根擎天柱”。

  据了解,整栋大楼的竖向荷载由8根巨柱下面对应的8根巨型桩承受,每根巨型桩都能承载一艘辽宁号航空母舰的重量。巨型桩的开挖深度为30米,从地面计算为60米,直接连到了地表非常坚硬的微风化岩层,确保了大楼的根基稳固。该人工挖孔桩直径之大、深度之深均为国内外罕见,只能靠人工凿碎岩石、一点一点地向下挖掘,接近微风化岩石段还需要微爆破才能掘进。另外,平安国际金融中心设计了七道环带桁架层,犹如七条“金腰带”紧紧环抱大楼,极大加强大楼的结构强度。即使出现十二级台风,大楼也固若金汤。

  在平安国际金融中心施工中,核心筒是施工的“带头大哥”,为保证“大哥”的施工速度,工程特别定制了一套世界领先的液压爬模体系。该体系依附于已完成的核心筒墙体上,随着结构施工而逐层爬升,当最上一层核心筒墙体混凝土达到拆模强度而脱模后,模板不落地,依靠液压千斤顶将爬模平台继续向上爬升一层,定位紧固,如此反复循环施工。大楼每“长高”一层,爬模就随之爬升一层,由于采用此项先进爬模技术,核心筒施工速度大大加快,平均保持4天一层的施工速度。

  如果说核心筒爬模的升高是拔高平安国际金融中心这座巨人的身高,那么巨柱爬模的一步步爬升则是不断强壮这座巨人的身躯。

  平安国际金融中心巨柱结构变化复杂,截面多次变化并向内收缩,对巨柱爬模体系要求严格。为此,工程集成国内先进爬模技术,创新设计了一套巨柱爬模体系,既可直爬,也可斜爬,爬升速度快,可适应巨柱多种倾斜角度。该工程堪称国内300米以上超高层巨柱外包混凝土结构爬模施工的典范。

  科技服务:拔地参天起,构筑新引擎

  随着经济的蓬勃发展,城市化进程持续加快,城市中心区土地资源的稀缺,迅速推高了城市的天际线,尤其是北京、上海、广州、深圳、天津等城市500m以上的超高层建筑越来越多。巨型框架—核心筒作为一种适宜的结构体系,将以其显著的优势越来越广泛地被采用,项目成果已应用于北京国贸三期B、天津117大厦等数十项我国标志性的超高层建筑,带动了地区经济的蓬勃发展。

  以该项目成果为基础,制定了国家标准1部,获国家工法1项、北京市工法5项,有效提高了工程质量和安全标准,带动了我国超高层建筑施工技术的蓬勃发展。在国家实施“一带一路”、京津冀协同发展、长江经济带战略的重要时期,项目的实施落地有力推进了北京建筑服务业发展,提升北京科技创新的辐射能力,为加快建设世界级城市群,打造中国经济发展新引擎提供了支撑。同时部分技术有利于提高施工过程中节能减排,可减少施工污染并改善空气质量,在服务城市建设、构建绿色城市和加强社会管理等方面起到积极的作用。(记者申明)

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