近日,由中建三局總承建的天津117大廈正式封頂,主塔樓核心筒結構高度達到596.5米,成為僅次于哈利法塔的世界結構第二高樓、中國結構第一高樓。這樣的摩天大樓怎樣拔地而起?如何將混凝土運行到如此高度?如何保障摩天大樓安全?
要蓋高樓,必須先挖深基坑,樓越高,基坑就越深。117大廈所在地為深厚軟土地層,軟土厚度數百米。為使工程樁穩固支撐117大廈,施工單位中建三局共設計了941根100米長樁作為大廈的基礎,創造了房建領域工程樁長的中國之最。
在復雜的地質環境下要保證工程樁垂直度不大于1/300、保證不塌孔、孔底沉渣厚度小于10厘米、保證工程樁鋼筋籠的混凝土保護層厚度以及工程樁混凝土的水下澆筑順利,這是非常艱巨的挑戰。經過一輪輪的科研攻關和實驗,中建三局最終采用氣舉反循環工藝和深厚沙土超深鉆孔泥漿控制技術進行120米超長樁試樁施工,941根長樁與65000立方米大底板筑牢了大廈根基。
“為了保證摩天大樓的安全,117大廈設計了4根巨型柱、8根國內最大的防屈曲支撐、9道環帶桁架、8道巨型斜撐等共計15.3萬噸鋼構件,共同構成主樓堅實的‘脊梁’。”中建三局117項目常務副總經理李干椿對記者說。
垂直運輸,是超高層摩天大樓施工的一大難題。天津117大廈主塔樓需混凝土19.1萬立方米、鋼筋4萬噸、鋼構件15.3萬噸,大量的建筑材料、施工垃圾和作業人員都靠“華山一條路”——施工電梯。
傳統施工電梯多分散附著在大樓外側,這對后續幕墻、裝修施工有著種種限制的117大廈來說幾乎不可能。項目團隊將目光投向了業界罕有、突破傳統的“通道塔”,率先在中國內地研發該技術。該通道塔一面與主樓相連,另外三面附著5部雙籠施工電梯,統一調度指揮,實現“人貨分離、分層停靠、分時上下”,使大廈垂直運輸的工作效率提高了40%。
同時,由中建三局自主研發、全國面積最大的核心筒頂升模架系統——“模塊化低位頂升鋼平臺模架系統” 就像“金剛罩”一般助力大廈快速“成長”。隨著大廈核心筒墻體一次次澆筑,將大廈一次次頂推至597米高空。
鋼平臺每平方米最大承重1噸,可放置機械設備、建筑材料等,成為一個偌大的“空中航母”。4個大行程液壓油缸是整個模架頂升的引擎,通過4根鋼立柱撐住整個模架系統,立柱高達19米,擴大了立體施工的樓層數,破解了超高層核心筒鋼板—鋼筋混凝土組合墻體快速施工難題。
“有了頂升模架系統,就像是給建造中的大樓戴了頂‘魔法帽子’。頂升模架系統高度將跟著大樓一塊升高,大幅加快建設速度。”中建三局總工程師張琨告訴記者。