建筑时报 2014.8.7
□记者 张玉明 实习生 王莉莎 通讯员 章华平
题记：“山，刺破青天锷未残。天欲堕，赖以拄其间。”毛泽东的这首短诗作于二万五千里长征途中湘贵一带群山间。人们无从知道此山是确指六盘山、岷山，抑或是它山，但我为其象征意义所折服。从历史背景和诗人独步千古的豪放风格咀嚼，这里的“山”，已不仅仅指自然界的山。本文藉其诗意，以彼“山”喻此“山”。 六年磨一剑，迭创多项中国之最、世界之最 2014年8月1日早晨，记者到“上海中心”工地采访，从银城中路上仰望天空，“上海中心”高耸入云的钢结构已形似封顶，而螺旋形上升、轮廓线非常优美的玻璃幕墙已攀升到只差顶端一小截，“上海中心”已雏形初现。 在上海建工总承包项目部办公室，总承包项目部党委副书记宣学明如数家珍，向记者介绍了该工程自2008年11月29日开工以来，作为“上海中心”的总承包方，上海建工集团在近六年时间里攻克了无数施工难题，创出了一项项令人叹为观止的中国“之最”、世界“之最”： 中国首次建造600米以上建筑； 世界首次在软土地基上建造重达85万吨的单体建筑； 高强度、高耐久、高流态、低水化热与低收缩混凝土成套技术，使6万立方米C50强度大底板砼一次浇筑成功，刷新了民用建筑领域的世界纪录； 我国安装最高的冷却塔(120层、561米)和安装最高的变配电站(116层、536米)； 国内最大直径的塔楼深基础围护结构——直径123.544米的无中间支撑自平衡圆形塔楼地下连续墙、6道环形支撑进行围护;在大厦裙房相当于3.2个足球场面积的深基坑施工中，创出上海最大逆作法施工面积； 采用自主研发具有知识产权的钢平台整体液压爬升体系，创出了主楼核心筒结构3天一层楼的先进水平； 世界上首次在一座超高层建筑中安装14万平方米柔性幕墙，难度系数在建筑幕墙界堪称世界“之最”； 采用全国最大的建筑吊车——4台M1280D塔吊，大大提高工作效率； “上海中心”主楼大底板是一个直径121米、厚6米的圆形钢筋混凝土平台，混凝土量达61000立方米，大底板11200平方米的面积相当于1.6个标准足球场大小，厚度则达到两层楼高，是世界民用建筑底板体积之最； “上海中心”主楼结构混凝土泵送中，创出了将C100高强混凝土一次泵送至630米高度的世界新纪录； “上海中心”的快速电梯最大速度超过每小时40英里(约合每小时64公里)——一般电梯的速度为这一速度的一半——是世界上速度最快的电梯； “上海中心”还创出了安装我国最大质量的阻尼器、最先进的能源中心、最高的变配电站、最高的风力发电机组等“之最”，还将创出最长与最高的显示屏、行走路径最复杂的擦窗机等“之最”。 八仙过海，上海建工麾下诸路精锐精彩纷呈 2014年8月3日，是钢结构封顶的节日，在这个日子里，上海建工机施集团无疑是主角。但就“上海中心”建设的全景图而言，上海建工一建集团、安装集团、装饰集团、材料公司、基础集团、建工设计院都是举足轻重的主角。 ●上海建工一建集团承担“上海中心”土建工程 多年来，一建集团凭借在超高层建筑领域的领先优势，一直占据着上海乃至全国建筑的制高点。在“上海中心”，也堪称工程建设主力军：6万方混凝土大底板浇捣、地下空间施工、主楼施工、裙房施工，都由一建集团主承包。尤其令人称道的是最具难度的主楼核心筒施工。 建造摩天大楼，一个关键的难题就是搭设符合施工要求的钢平台体系。一建集团技术人员精心编制施工流程，反复验算对比技术参数，对原来金茂大厦、环球金融中心建设过程中使用的钢平台体系进行了改革和创新，最终形成了跳爬式液压整体自升钢平台脚手体系。这个脚手体系足有两个篮球场那么大，平台上可容纳150吨钢筋堆放，犹如一艘“空中航母”。这一关键装备，为复杂核心筒顺利施工提供了保障，使工程主体结构实现了从7天一层攀至3天一层的速度。 核心筒最难的就是高强度混凝土泵送、整体钢平台体系施工、超高层建筑安全管理。在集团“上海中心”总承包部的统一指挥下，一建会同同济大学等方面联合攻关，先后解决了应对上述问题的关键装备、关键技术。为保证高强混凝土超过600米的泵送高度，项目部和三一重工联手，研制出HBT90CH-2150D混凝土输送泵，这也是目前世界上最强最高的混凝土运输泵，这一技术已申请国家专利。 ●上海建工机施集团承担工程钢结构和幕墙工程主承包 该工程钢结构、幕墙钢支撑体系、幕墙系统具有空间关系复杂、施工精度高等特点，特别是柔性悬挂幕墙钢支撑体系，具有变形协调、空间定位、精度匹配等特点，极具施工难度。机施集团选择了钢结构幕墙系统化管理及运用BIM进行深化设计、加工制作、现场实施的一体化“线路图”。 借助BIM“模型与模拟”高端技术，机施集团对深化设计、工厂加工、现场施工等实施了一体化的有效管理。同时，整合资源，组建了BIM设计、深化设计、加工制作、结构分析、信息化定位、工程管理等专业团队。其中BIM设计团队不仅弥补了施工图纸与深化图纸之间的空白，为钢结构和幕墙的深化设计提供强大的支撑，而且成为一体化联动的纽带。 通过一体化深化设计，机施集团成功破解了建模、合模、分析、修改、出图等一系列深化设计难题，解决了碰撞问题、工艺尺寸问题，极大地提高了深化设计效率和准确率。同时，采用信息化模型预拼装技术，取代传统实物预拼装，在保证加工精度的同时，缩短了工期，开创了钢结构加工制造业的新篇章。 采用一体化施工管理，从深化、加工、施工等各个环节进行一体化联动控制，确保了幕墙钢支撑体系和幕墙挂板的施工精度、进度、安全，实现了幕墙行业的新突破。 ●上海建工基础集团为“上海中心”铸就稳固基石 万丈高楼平地起，全靠基础来支撑。“上海中心”高为632米，125层，总重量达85万吨，支撑这栋超高层大厦的基础深度亦为中国之最。基础集团为“上海中心”铸就了稳固基石。 “上海中心”桩基采用大直径超深钻孔灌注桩，裙房深度最大桩深64.8米，主楼最大桩深达到86.85米，桩径1000毫米，采取桩端后注浆工艺。这一超常规工程在上海地区属首例。针对钻孔灌注桩直径大、超深的特点，基础集团通过采用先进的钻孔桩施工设备，优化成孔工艺，桩基工程于2008年11月29日开工，2009年8月11日竣工。钻孔灌注桩质量优良，955根钻孔桩成桩率100%。 “上海中心”基坑围护采用超深地下连续墙，主楼地墙共387延长米，墙厚1200毫米。地墙施工面临两大难点：一是地墙底部20米深度内的成槽施工进入硬土层，俗称“铁板砂”，常规的抓斗式成槽机很难顺利成槽；二是单榀钢筋笼重达90吨，这创下基础集团地墙施工史上最重纪录。面对难题，基础集团一方面引进两台先进的液压铣槽机，采用“抓铣结合”的方式施工，另一方面，引进国外先进技术，采用“套铣接头”工艺，减少了设备投入和施工时间，确保了施工质量。 ●上海建工安装集团承担“上海中心”机电安装工程 针对工程设备机房分布点多面广、垂直分区多、大型设备吊装数量多、设备层空间狭小、机房综合布置困难等特点，安装集团机电安装项目管理部成立了大型设备吊装指挥机构和专业吊装作业队，并通过技术创新，设计制作了10吨、20吨移动吊装平台，为确保机电施工有序奠定了坚实基础。 项目管理部采用BIM系统建立三维模型进行模拟校核，对图纸进行深化设计，通过对机房内的机电转动设备采用隔音、减震措施，对管线与转动设备间采取柔性连接技术措施，实现了绿色环保节能施工目标。上海中心大厦的幕墙喷淋系统遍布楼层共计76层，项目管理部成立了QC技术攻关小组，已经顺利安装了64层幕墙喷淋系统，现场安装质量受到好评，并获得上海市QC成果一等奖、全国工程建设优秀质量管理小组二等奖。 在项目部的精心组织下，“上海中心”安装工程施工顺利进展。截至目前，机电施工已完成85%的工作量，即将进入强电、弱电、给排水管道、空调、排风、消防等方面的综合调试阶段。 ●上海建工装饰集团精心打造中国第一绿色装饰精品 建工装饰集团承担了“上海中心”室内精装饰A标段工程。围绕打造中国第一绿色超高层建筑的目标，建工装饰集团大力推进绿色施工。装饰施工工艺的工业化比例要达到85%，这是“上海中心”建设方提出的要求，装饰集团以此为提高装饰施工工业化水平的契机，制定了项目工业化的技术路线，对关键点进行逐一设想、论证、试验与实施，并以3类基层钢架、5类饰面材料作为项目工业化的主要内容，创新了通高双拼铝板圆柱构造设计、架空地板预制悬挑支架设计、肌理喷涂复合铝板安装工艺等12项工业化施工技术。这12项应用技术的创新方案既充分体现了工业化配套施工的理念，又较好整合了优质供应商资源，发挥了他们的专业优势，从而把设计创意转化成了规范的施工流程。在此基础上，装饰集团还专门制定了工业化施工固化流程，确定了不同材料的安装施工顺序，以为今后工业化配套施工提供范本。 ●上海建工设计院精心解决深化设计的“最后一公里” 建工院负责“上海中心”的深化设计与管理工作。据统计，超过10家设计单位的14个相关专业参与“上海中心”深化设计。每个专业的深化设计图又涉及十几个相关专业的配合设计，各单位、各专业设计语言有自身特点，为满足各专业深化设计与相关专业界面接口上的统一性，需要将图纸进行漏斗式过滤，涉及图纸超过十几万张。管理团队定期召开协调会，及时把各专业之间的错、漏、碰、缺等设计冲突与矛盾解决在深化设计的过程中。迄今为止，经建工院协调审核过的各专业图纸超过26000张，开具深化设计审核单约1425份。 编筐编篓，全在收口。深化设计是建筑设计施工一体化中的“最后一公里”，是关系到工程建设能否圆满实现原设计理念的关键收口工作。建工院在实现“确保工程安全、注重工程质量、凸显科技进步、提升管理水平”四个目标上功夫，积极实施深化设计，做好“兜底”工作，累计完成深化终审图纸超过2400张，修改通知605份，保障了工程建设按照计划节点实现结构封顶。 ●上海建工材料公司不断刷新混凝土泵送最高记录 2013年7月30日，建工材料公司自主研发的高强度、高耐久、高流态、低水化热低收缩混凝土技术，在“上海中心”主楼核心筒结构泵送中，创出了将C100高强混凝土一次泵送至630米高度的世界新纪录，泵送技术达到国际领先的水平。 2010年3月底，材料公司与一建集团组织了“上海中心”主楼大底板基础6万立方米C50混凝土一次浇捣会战。材料公司调集了8个搅拌站、15辆泵车、450辆搅拌车，经过连续63个小时的奋战，平均每小时浇筑方量近1000方。如此大体积底板浇筑工程，在世界民用建筑领域开创了先河。 在不断攻克“上海中心”工程混凝土难题的同时，材料公司不断进行技术创新，目前已获两项国家级专利，其中，“一种超大体积高强度化低水化热混凝土”获得国家级发明专利；“超高泵送混凝土可泵性的测试装置”获得国家级实用新型专利。 领先一步，“上海中心”首开摩天大楼绿色建筑之先河 “‘上海中心’是一座‘绿色’摩天楼。”上海中心大厦专家顾问委员会专家、国家住建部绿色建筑工程技术研究中心主任汪维说。尽管目前世界上许多摩天楼都采用了一些绿色节能技术，但同时取得中国绿色建筑评价体系和美国LEED绿色建筑认证体系的摩天大楼，“上海中心”是首开先河摩天大楼之一。 2013年8月3日，“上海中心”钢筋混凝土核心筒结构封顶前夕，上海建工集团副总裁、“上海中心”工程总承包项目部总经理房庆强在接受媒体采访时，这样告诉记者：“上海中心”被誉为“世界最高的绿色建筑”。作为世界未来超高层建筑的代表，“上海中心”以生态、节能、环保、以人为本为灵魂，定位于打造一个资源高度集约化、能源高度节约化、实现人、建筑、城市与自然和谐共存的绿色超高层建筑。“上海中心”在科技上，在节地、节水、节能、节材、室内环境质量以及运营管理等方面综合采用了40余项绿色建筑适用技术。 房庆强介绍，设计师从蓝图开始，就为这座摩天大厦精心打造与之并肩的绿色环保“智慧高度”。“上海中心”的造型就极大程度地满足了节能的需要，大厦设计摆脱了高层建筑传统的外部结构框架，设计旋转、不对称的外部立面，使风载降低24%。外幕墙安装充分体现安全防护和绿色环保，采用的是世界上首次在超高层建筑安装14万平方米柔性双层幕墙，堪称“世界顶级幕墙工程”。像热水瓶一样，双层幕墙间的空腔可避免室内外直接进行热交换，采暖和制冷的能耗比单层幕墙降低50%左右。双层玻璃幕墙的设计，使建筑内空中中庭形成了独立的生物气候区，大大改善了大厦内的空气质量。与传统的直线型建筑相比，“上海中心”的内部圆形立面使其眩光度降低了14%。江南地区的雨水充沛，于是大厦顶端被巧妙地设计成了螺旋形，可以用来收集雨水，然后进行回收再利用。在大厦顶部，还将安装功力强大的风力涡轮发电机，大自然的风，将为这座直立的城市提供源源不断的绿色电能。 房庆强同时介绍：“作为上海未来的标志性建筑，‘上海中心’早在考虑项目远景时，就从世界发展趋势判断，认为绿色、环保、节能必将是未来发展的方向。”2008年11月29日，“上海中心”开工，上海建工集团参与的“‘上海中心’绿色超高层建筑关键技术”科研计划项目获得上海市科委立项。对于施工过程，科研计划也确定了严格的绿色环保指标。为此，集团实施了一整套包括钻孔灌注桩施工在内的绿色施工方案，制定了扬尘、水、噪声等污染控制措施、光污染防治措施和废弃物处理措施等，通过信息化施工手段，随时根据环境监测单位提供的监测报告调整施工方案和施工顺序，最大限度地做到在施工全过程中对建筑工地周边环境的保护。为保护周边环境，在上海迄今为止开挖面积最大(2.2万平方米，相当于3.2个足球场)，开挖深度最深(最深29.3米)、土方量最大(60多万立方米)的“上海中心”裙房地下深基坑施工中，集团采用独特的逆作法施工技术，成功打造了上海看不见的地下“高度”。“上海中心”应用国际先进的照明节能技术及智能照明控制系统，从而最大限度地降低大厦的能源消耗，其综合区域和办公楼室提供绿色智能照明，每年将节约标准煤超过4000吨以上。绿色超高层施工方案的严格执行，确保了这座世界上最高的绿色建筑过程精彩、结果完美。 驾轻就熟，BIM技术助力“祥云火炬”高入云端 BIM是近年来在中国建筑业专业媒体上出现频率最高的用词之一。 所谓BIM，是建筑信息模型(Building Information Modeling)的简称。BIM，是以三维图形为主、面向对象、建筑学有关的电脑辅助设计。它是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，以建筑过程的数字展示方式来协助数字信息交流及合作。BIM是当今国际建筑业先进的技术手段，最近几年，BIM在全球建筑行业的应用越来越广泛。目前在国外很多国家已经有比较成熟的BIM标准或者制度，在中国建筑市场，BIM正渐入佳境，伴随着时间的推移，BIM将会给中国建筑业带来一次巨大的变革。 房庆强向记者介绍：上海建工几年前就斥巨资潜心研究BIM。如今，BIM技术已在集团所承担的重大工程建设中被广泛应用，如：即将全面竣工的当今世界最大的展馆——中国博览会综合体，就全面运用BIM技术。“上海中心”会战拉开帷幕后，总承包项目经理部一开始就意识到了工程的复杂性，632米超高、近85万吨重量、旋转的外形，众多复杂的学科、庞大的信息量、多路参与方、较长的建设周期，高峰时整座大楼将有5000~6000名工人、数百家专业分包施工单位同时施工等，都是前所未有的高难度的挑战。BIM是当今世界建筑业最先进的技术手段，近几年上海建工不少工程应用很成功。因此，“上海中心”在超高层建筑中首次全面运用BIM技术。BIM的应用，保障了施工的顺利推进。现在看来，选择BIM技术，是建造这座高楼最明智的选择。 打开“上海建工”工程总承包项目部BIM工作室的电脑，一个虚拟的“上海中心”呈现在眼前：密密麻麻的设计线条、一幅幅彩色三维图，准确勾勒出摩天大楼各部位的“骨骼”。图中有一些显眼的“红色”，技术人员说这是提示设计发生了“碰撞”：风管“撞”了钢梁，擦窗机“碰”到外幕墙支撑，钢结构“触”及内幕墙……，这在以往的二维图纸上很难辨别，在三维模型里却一目了然，可以马上调整、优化。 据悉，当年上海建工建造金茂大厦(1994年开工，1998年建成)时，一张显示管线走向的三维图纸，设计师要画上几十张施工图，才模拟出实景。如今“上海中心”BIM世界里，所有空间、所有管线走向都直观可见，而且还能通过计算机模拟叠合，看看有没有错漏，彼此间是否“碰撞”、“打架”，然后及时纠偏。 “上海中心”的BIM，覆盖工程的“全生命周期”，从深化设计、施工组织，到进度管理、成本控制、质量监控等。“上海中心”的生命周期预计在100年左右，未来的运营、使用、维修等，也都通过BIM进行了充分论证。 据现场施工人员介绍，目前，正是玻璃幕墙施工最紧张的阶段，玻璃幕墙正以每4天一层的速度向上攀升。“上海中心”的双层幕墙，每层有140多块各不相同的玻璃幕墙包裹，整个大楼2万多块幕墙构件无一相同。按传统施工法，很难高精度安装。现在用BIM在电脑中精确计算、三维演示，每块构件到了施工现场，将现场测量的数据输入电脑与理论数据相比对，通过实际情况与理论模型合模后，达到精确安装，玻璃幕墙成品的误差控制在1毫米以内。 据悉，随着“上海中心”塔冠结构的封顶，《上海中心BIM实施标准》初稿己形成。这一文本，无疑将对超高层建筑运用BIM技术具有示范作用。 堪称典范，总承包总集成显现强大力量 “上海中心”位于浦江东岸陆家嘴超高层建筑群中心，东邻东泰路，南依银城南路，北靠花园石桥路，西临银城中路。主体建筑结构高度为580米，总高度632米，是目前中国国内在建的第一高楼。工程自2008年11月29日开工，2014年竣工交付使用，2015年年中将投入运营。建成后的“上海中心”将具有五大功能：国际标准的甲级办公;超五星级酒店和配套设施;主题精品商业；观光和文化休闲娱乐；特色会议设施。整座大厦办公面积约为220000平方米，酒店及配套设施约80000平方米，会议及宴会面积约10000平方米，商业零售面积约50000平方米，并在顶部设观光区域。 上海建工集团承担项目工程建设总承包。该工程总承包管理的主要难题是三个方面：一是施工体量巨大。工程占地面积3万多平方米，建筑主体为124层，总建筑面积达57.6万平方米，主要工作内容包括基础、地下空间、主楼、裙房、钢结构、幕墙钢支撑体系、幕墙系统、混凝土泵送、机电安装、装饰工程和深化设计等。二是施工组织难度大。工程位于浦东陆家嘴最繁华地区，地上车水马龙、地下交通阡陌，施工期间需确保地下地上交通通畅。土建、钢结构、幕墙、机电安装、内装饰等界面相互关系复杂，总协调颇具难度。同时，上海中心大厦是国内首个高度超过500米的超高层大楼，也是上海建工集团国内首次在600米以上高空进行作业。面对高空风力强、湿度大、气温低、安全管控难度高等恶劣的气候环境和施工条件。三是施工要求高。“上海中心”要建成一座绿色摩天楼，设计要求不同寻常，要求采用多项最新的可持续发展技术，达到绿色环保的要求，且有一系列明确的技术指标达标要求，包括室内环境达标率100%、综合节能率大于60%、有效利用建筑雨污水资源、再循环材料利用、绿色施工、建筑节能减排等。 为了确保工程如期完成，上海建工集团选派资深人员组建“上海中心”工程总承包项目部，集团副总裁房庆强担任工程总承包项目部总经理，集团派出了一建、机施、安装、基础、装饰、材料、建工设计院等子集团公司承担专业工程主承包。在过去5年多时间里，总承包项目部不断优化施工方案，使“上海中心”工程的施工始终呈“踏步式”状态。大厦的主楼混凝土核心筒结构始终处于最高状态，而主楼的外框钢结构吊装则低于核心筒，再是幕墙框架体系安装低于外框钢结构，这就是“踏步式”施工流程。这里面的施工搭节环环相扣，前者的努力是在为后者创造条件。施工按照“踏步式”流程进行，以第86层施工为例，在主楼核心筒顶部约700平方米的作业钢平台上，3天中建设者要完成以下作业工序：提升钢平台；吊装层间钢结构；在一天内完成约130吨钢筋的绑扎，并通过质量验收；又在一天内完成封模板，并通过质量验收；对浇筑的混凝土进行8至10个小时养护，从而使核心筒标准层施工周期达到3天一层楼的速度。 “上海中心”施工高峰时有施工人员5000~6000人，随着大厦日长夜高，在高层施工的工人吃饭问题成为一件麻烦事。乘施工电梯到地面上来吃饭，耗时又麻烦，还会造成施工电梯的拥挤。经过调研和讨论，“上海中心”工程总包项目部统筹安排于2012年8月份起在主楼核心筒48层开办了一个“空中餐厅”。总包项目部还想方设法，完善餐厅的软、硬件设施，让工人们饭后在这里打个瞌睡，养养精神。 8月3日封顶的“上海中心”塔冠结构位于118层至137层，高度为546米至632米。这顶戴在整座大楼头上的“皇冠”，塔冠结构形式多样，空间关系复杂，空间定位和安装难度极大。塔冠结构自2013年11月开工至今，总承包项目部按照工厂化制作、单元式拼装，“设计、加工、安装一体化”和“钢结构、幕墙、屋面一体化”的“两个一体化”施工管理的指导思想，精心策划，精细管理，运用BIM技术建立塔冠结构整体信息化模型，并预先对塔冠施工流程进行全过程模拟，在实际施工前明确全部施工流程和工艺顺序，先后攻克了钢结构幕墙深化设计和施工时精度匹配要求高，钢结构与LED、风力发电机、擦窗机等设备专业界面的施工流程和工艺顺序相互制约，组织难度大等难题。展现出了上海建工强大的建筑科技创新能力和总承包、总集成的管理水平。
