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    廣州周大福金融中心工程(廣州東塔)項目實踐

    2020年01月07日

    打印專業人士:葉浩文   來源:建筑工業化裝配式建筑網(ID:ind-building)

    一、工程概況


    廣州周大福金融中心工程(廣州東塔)位于珠江大道東側、冼村路西側,北望花城大道,南鄰廣州市圖書館,是集商場、商業用房、辦公、公寓式住宅及五星級酒店于一體的綜合性超大型建筑,是華南地區在建超高層之一(工程全景如圖8.14.1所示)。廣州周大福金融中心工程主塔樓地上111層,地下5層,建筑高度為530m,裙樓地上9層,地下5層,建筑高度為60m。本工程總占地面積為26494㎡,總建筑面積為50.77萬㎡(地上40.43萬㎡,地下10.34萬㎡),建筑使用年限為100年,耐火等級為1級,建筑類別為1類,人防等級為6級。工程全景如圖8.14.2所示。


    本工程結構設計使用年限為100年,設計耐久性為100年,建筑結構安全等級為一級,建筑抗震設防分類為乙類,抗震設防烈度為7度,地基基礎設計等級為甲級,基礎設計安全等級為一級。


    圖8.14.1 廣州周大福金融中心俯視效果圖


    圖8.14.2 廣州周大福金融中心立面圖


    二、 一體化建造技術與創新


    1.5D-BIM技術的研發與應用


    目前,國內外BIM技術應用點大部分停留在3D可視化施工指導、碰撞檢查,方案優化、算量等單點或多點技術應用上,各個應用點關聯性不強,無法高效協同工作。如何將BIM技術落地,融合到建造管理中是一項需要積極探索的新課題。


    結合廣州東塔項目開發研究BIM技術并得到成功應用,建立統一的土建、鋼構、機電等建模規則,使各專業建筑信息小模型能夠整合成一個大的建筑信息模型平臺,并應用于工程項目管理。創新以下三方面原則:(1)制定統一的建模原點設置和坐標系;(2)標準化命名規則、構件定義方式等;(3)給每個構件賦予“棟號、樓層、專業”等屬性。

    通過BIM信息平臺共享海量信息數據,實現設計優化及變更管理、節點優化、進度管理、工作面管理、多專業碰撞檢查、合同文檔管理、運維管理等,提高工程總包管理細度。


    根據工效定額庫及模型工程量等信息,按照所需的人、材、機的數量或工期要求,自動編制實施性更強的施工計劃。通過施工記錄的實際工程進度與計劃進行對比,設置各個工序及配套工作的進度預警,實現進度的有效管理。


    自動計算導出工程量,將國家或企業定額掛接到BIM模型中,達到工程成本測算及管控的目標。通過BIM手段實現工程的三算對比、成本穿透分析、方案成本優化比選等。通過BIM技術應用實現5D虛擬建造,增強對現場的進度、成本管理。通過中央數據庫進行總控分析管理,建立工效庫及定額庫。


    進度計劃與三維模型的分層級關聯(結合合同約定、實現材料采購、加工制作、進場驗收、現場安裝等狀態變化的顯示)(如圖8.14.3所示);施工作業順序邏輯關系的預警;工作面狀態查詢(各工作面現有施工隊伍、已完作業、正在作業內容及進度、前置后續任務、安全防護狀態、垂直運輸分配、臨時水電設施、平面動態管理等);所有版本圖紙的梳理(圖紙及變更檔案管理,并與模型實時關聯,各專業平面圖紙與三維模型的實時交互、變更錄入后相關進度及成本影響信息預警)(如圖8.14.4所示);主合同及分包合同條款分解并與模型對應,自動計算工程量及專業軟件計算工程量信息的關聯,跟進度關聯的成本及收支信息的實時匯總與預警(如圖8.14.5所示);施工工藝模擬及碰撞檢查(機電管線、設備、實體結構、幕墻、裝修等)(如圖8.14.6所示);關聯構件的查詢功能,便于后期維修及運營查詢(暗埋構件和易損構件相關信息)。



    2.敏感復雜環境下百層高樓超深超大基坑擬合設計施工一體的成套技術


    工程北面緊鄰地鐵(最近僅15米),東面緊鄰兩個在建深基坑,南面緊鄰圖書館地下室,西面緊鄰地下空間,地下空間結構的支護體系侵入項目買地紅線,地下空間與深大基坑間土體內埋設大量市政管線(煤氣管道、電纜、給排水管),項目周圍環境極為復雜(如圖8.14.7所示)。


    圖8.14.7 廣州周大福金融中心工程平面圖


    充分利用A區北側地下空間老樁,采用復合樁支護形式,解決深基坑支護及土方開挖施工對地鐵運營的影響;利用桁架式內支撐體系,解決東鄰在建深基坑、北鄰地下空間及地鐵5號線、西鄰地下空間問題,保證自身基坑安全穩定。充分利用相鄰地塊支護樁,采用“放坡+拉板+相鄰地塊支護樁”方法,解決狹長形基坑出土難度大,開挖進度慢的難題;研究應用500直徑的側旋噴錨索,解決相鄰地塊間距小,地質條件差,普通錨索錨固長度和錨固力不足的問題;充分利用西側原有支護樁,采用拉板支護方式,解決無法采用樁錨支護形式問題,加快基坑及地下結構施工進度。


    3.百層高樓低位支撐高位平臺智能頂模系統剛度提升及升級研發應用


    頂模系統已經成功在多個超高層建筑(廣州西塔工程、深圳京基100工程)中成功應用,在施工速度、安全性能、工程質量、適用范圍、使用成本等方面效果顯著,建筑行業的發展、新型材料的出現,為此廣州周大福金融中心工程管理團隊總結應用頂模成功的經驗,結合工程本身的結構特點及現場施工的需求對頂模進行了部分優化。


    (1)少穿墻上下對鎖模板剛度提高技術


    針對核心筒雙層勁性鋼板剪力墻的工程特點,設計一種帶桁架背楞的新型大鋼模板,模板只設上、中、下三道螺桿,最大限度減少對拉螺桿的數量,并在模板側面設有對拉螺桿孔,各鋼模板采用螺栓連接,各鋼模板連接處設有夾具式連接件,連接件通過銷子固定各鋼模板,并在大鋼模板中設置穿墻對拉孔,由于外墻大鋼模板采用的是桁架式背楞的形式,最下部一道對拉螺桿處于混凝土施工縫以下100mm,對拉螺桿通過與勁性鋼板墻上預留的鋼筋及套筒連接形成上下對鎖大鋼模板,該設計結構簡單、強度大,安裝或拆卸方便,它既能有效提高鋼模板本身強度,又能大大減少對拉桿數量,這種設計方案不僅實用,而且經濟性好。(如圖8.14.8 所示)



    1)工具式掛架


    本工程針對普通的掛架吊裝完成后進行拼裝且高空作業危險性較大的情況,優化設計了工具化、標準化、集成化一體的工具式掛架,該掛架設計為標準化單元體,通過地面整體拼裝、單元體整體吊裝,通過螺栓和銷軸進行連接,并可通過設在頂模系統平臺下玄桿下方的軌道內外滑動,以適應所施工墻體截面變化,實現了頂模系統掛架的工具化生產和拼裝(圖8.14.9所示)。



    2)頂模系統抗側力裝置


    頂升系統利用長行程頂升油缸的活塞式運動將鋼桁架工作平臺整體向上頂升。在施工過程和頂模頂升過程中,頂模鋼平臺系統以及掛架系統承受風力水平荷載作用直接傳遞給墻體,而部分水平荷載將通過頂升鋼柱、活塞桿、支撐大梁傳遞給牛腿,并通過牛腿傳遞給結構,導致頂模側向位移增大。


    針對上述問題,設計一種防止頂??箓攘ρb置,可通過抗側力裝置承載頂升系統在風作用下產生的水平荷載,讓活塞桿免受水平荷載的作用(如圖8.14.10所示)。



    3)頂模噴淋養護系統


    對于常規的混凝土養護方法,有養護用水量大,養護質量不易控制,養護人工成本高等一系列問題,針對常規的混凝土養護方法,本工程設置一套頂模噴淋養護系統,保證現場的施工工期和施工質量(如圖8.14.11所示)。



    4)可視化監控系統


    由于頂模頂升過程有很多細節需要注意,發現異常需要及時處理,為解決頂模頂升過程中的實時動態管理,本工程管理團隊設計頂模的同時優化設計了這套可視化監控系統,便于管理和指揮頂模頂升中的全過程記錄,工程核心筒為9個矩形筒,為保證頂模的順利頂升,實時監控頂模的全過程,在上支撐箱梁和下支撐箱梁上部各安裝2個監控,共安裝16個監控攝像頭,監控頂模頂升過程中人員操作的過程和支撐梁牛腿的變化過程,保證頂模平臺的順利頂升(如圖8.14.12所示)。



    本工程通過以上對頂模系統的優化設計,目前已順利完成頂模系統全部頂升作業,同時,本工程對塔樓結構進行了優化設計,在公寓及酒店區域3.5米標準層高條件下,完成了4.5米/次的頂升設計,免除頂模支撐柱改造,并減少8次頂升作業,節省工期共計約30天。


    三、經濟與社會效益


    本項目榮獲中國建筑業協會“BIM系統研發與應用成果”一等獎;中國建筑股份有限公司首屆“工程建設BIM應用大賽”一等獎;成功研發C120綠色多功能混凝土并泵送至500m以上;以該項目部分技術為支撐的《百層高樓結構關鍵建造技術創新與應用》榮獲2014年國家科學技術進步二等獎。


    本項目形成了自密實、自養護、低熱、低收縮、保塑耐久混凝土的制法(ZL201310198734.0)等專利,并在工程中加以實施,取得了極高的社會經濟效益。


    (責任編輯:何雯麗)




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    [責任編輯:Susan]

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