武汉中南商业广场工程建筑新技术应用情况.doc

武汉中南商业广场工程建筑新技术应用情况 一、工程概况 中南商业广场由中南建筑设计院设计，中商集团中江房地产开发有限公司投资兴建，武建集团总承包公司施工总承包，武建三公司主承建。 中南商业广场工程位于武汉市武昌中南路，施工场地狭窄，行人、车辆流量大。该工程地下三层，主楼地上四十七层，裙楼地上九层，为全现浇钢筋混凝土框筒结构，是一幢集办公、商贸、餐饮、住宿、娱乐等于一体的超高层、多功能、智能型综合大厦。建筑面积为112114平方米，楼高180米，为武昌之最，是武汉地区的标志性建筑。1995年5月开工，目前正处于工程收尾。地下室、裙楼及主体结构施工工期提前108天，且均被武汉市质量监督站评为优良。中南商业广场现场连续四年被评为“市文明样板工地”。 中南商业广场工程主要有以下几个特点： 1、工程场地复杂，基坑开挖深。该工程是武汉市首座三层地下室，基坑开挖深度达174米，周边场地复杂。 2、工程量多，施工难度大，技术含量高。如大承台钢筋用量达2400吨，钢筋最粗直径为2。大承台厚4米，混凝土方量近万立方米，且设计要求一次性浇筑，温控难度大。根据设计，要求采用高强混凝土。 二、应用新技术情况 在中南商业广场工程施工过程中，我们推广应用了建设部10项新技术中的9项和其他5项，共14项建筑新技术，有力地提高了工程质量和生产效率，取得了良好的社会效益与经济效益。现简要介绍如下： 1、预拌混凝土应用技术中南商业广场工程共浇筑混凝土91300立方米，全部采用了商品混凝土泵送，商品混凝土应用率100，基础大承台近万方C55级整体混凝土的浇捣中，重点控制了原材料的质量和配合比，以及混凝土的入模温度、现场混凝土的质量检测和混凝土的温差控制，使得万方大体积混凝土一次浇捣成功。 2、粗直径钢筋连接技术 根据设计要求，地下室底板部分钢筋用量，约2400吨，直径以32为主。底部为三层32100mm的网筋，中间为三层20200mm的网筋，上部为二层25100mm的网筋，上、下网筋在侧边焊接，形式封闭，承台内还设有13条暗梁。技术人员经过技术经济比较，选择锥螺纹钢筋连接方案，16以上竖向钢筋采用电渣压力焊接技术。 在本工程施工之前，28, 32钢筋较少采用电渣压力焊连接，其焊接质量也难以保证，针对这种情况，我们经过多次试焊，确定采用BX1000型交流电焊机，电渣压力焊的保温时间确保达到2分钟以上。 中南商业广场工程锥螺纹接头共用27055个，电渣压力焊接头249872个，现场取样953组，试样合格率100。经测算，节约钢材100518吨，直接经济效益1178561万元。 3、新型模板及脚手架应用技术 在中南商业广场施工中，楼板底模全部采用竹胶合板组合的早拆模板体系。  根据本工程结构特点，以及便于楼板模板组合，支撑格构选用L × B1850mm×1850mm形式（L为顺主梁方向立柱中中的间距；B为顺次梁方向立柱中中的间距）。使用快拆模体系，混凝土浇捣34天后，即可拆除楼板底模和部分支撑及水平横杆，而部分支撑立杯保持支撑状态，使楼板处于短跨（18米）受力状态，待混凝土的强度达到设计强度，即可拆除全部的支撑，模板仅需配二套，即可周转使用。本工程应用快拆模体系面积总计为82057平方米，占建筑面积的73。与传统模板支撑工艺相比，减少模板支撑投入量一套，并缩短工期。梁、柱采用18mm厚九合夹板模板、电梯井筒采用了折合筒模，局部特殊部位采用了定型大模板，角筒墙体系用H型穿墙对拉螺杆。地下室、裙房、主楼结构工程分三次验收，均被市质监站评定为结构优良，获得了良好的社会效益。 主楼外脚手架采用升降式分片提升脚手架。脚手架高1415米，总长度为210米。 推广应用新型模板及脚手架技术，产生经济效益1703181万元。 4、高强度、高性能混凝土技术 本工程设计序±0000下及±OOOO5520米混凝土强度等级为 C55，5520 9845米混凝土强度等级为C50。新技术研制开发小组成员经过8个多月的研制开发，做了60多组试验，成功地配制了C50、C55大流态高强度混凝土。 （1）原材料的选用。水泥选用质量比较稳定的华新525 矿渣水泥，水泥强度R2858MPa；粗骨料选用汉阳奓山碎石，粒径5315mm，压碎指标93，针片状含量105，密度 2675kg/m3，空隙率 41，含泥量 1；细骨料选用巴河中粗砂，细度模数268，密度 2629kgm3，空隙率33 ，含泥量10，级配中区；外加剂用高效减水剂。低热微膨胀剂。根据试验结果，性能较好。 （2）混凝土配合比选择。混凝土拌合物的原材料初步选定后，根据不同材料用量的组合，进行了试配，试验结果如下： 水泥用量：高性能混凝土不同于普通混凝土，宜采用掺用外加剂和掺和料的方法提高混凝土的性能。水泥用量范围为 300550kgm。 水灰比：配制高性能混凝土，必须采用高效减水剂，降低水灰比，掺用高效减水剂可以将水灰比减少到 032037范围，最佳用水量取172192kgm3。 砂率:砂率过大或过小都会降低混凝土的强度和流动性，最佳砂率在030037之间。  研制小组经过60多组试配，最后从中选出最佳配合比，其数据如下： C55配合比: 水:水泥:粗骨料:细骨料=0.14:1:2.41:1.35C50对配合比：水:水泥:粗骨料:细骨料=042:1:271:152 （3）性能试验：密度：由于混凝土内部结构密实，C55大流态混凝土拌合物密度测定为2450吨kg/m3，C50大流态混凝土拌合物密度测定为2441kg/m3。 含气量：根据实测结果，C55、C50混凝土拌合物含气量为 1530。 可泵性：为了改善爆接土的和易性和可泵性，采用高效减水剂和缓凝剂后，C55、C50混凝土初始坍落度为测221mm，90分钟后为180mm，混凝土终凝时间推迟12小时。 力学性能：C55混凝土（28d）立方体抗压强度为650Mpa，抗折强度73Mpa；C50（28d）立方体抗压强度为605Mpa，抗折强度6.8Mpa，均达到或超过同强度等级混凝土的水平。 整个工程共使用 C55 高性能混凝土 23582立方米、C50高性能混凝土 37880立方米，共计61426立方米，经市检验中心抽样检验，各项指标均达到设要求，降低成本537579万元。 5、建筑节能技术 即内隔墙使用加气混凝土块及GM条板、GRC板。与红砖相比，增加房间使用面积675平方米，且节约资金109652万元。 6、聚氯乙烯塑料管应用技术本工程在上±0000以上采用聚氯乙烯（PVC管）作电管使用，排水管共使用 95050米，塑料管与传统的金属管相比，节约资金313665万元。 7、粉煤灰综合利用技术在混凝土中掺粉煤灰，在砌筑砂浆和粉刷砂浆中掺用粉煤灰。 8、新型防水工程应用技术 地下室底板、屋面、卫生间中分别采用了合成高分子卷材聚氯乙烯橡胶共混卷材防水、聚胺酯涂料和“确保时”无机防水涂料。 9、现代管理及计算机应用技术应用计算机辅助施工组织设计的编制、辅助进行钢筋翻样、工程预（决）算以及辅助文件与合同的管理。利用计算机辅助钢筋翻样，降低钢筋损耗，节约钢材51吨，创造效益145350万元。 10其他推广项目 （1）深基坑支护技术。中南商业广场基坑四周均有建、构筑物或地下管线，且有的地方与围护结构的距离几乎为零。东面沿线有通讯电缆沟，西、南两边有一条30×25米的排水箱型沟（已废弃，但遇雨天仍能排水），北面是七层框架结构的中南商业大楼，该楼为天然独立柱基，底标高为7578米。由于周边环境十分复杂，使该工程围护结构的设计与施工更赋挑战性。工程地质条件工程所在地从地貌上看属长江右岸级阶地，这种高阶地地貌构成场地除上部厚度小于10米的第四系全新统冲积层外，其下为7080米厚的性能良好的地基上。地区地下水有潜水和承压水两种类型，潜水以人工填土层和第四系全新统冲层Q4粉质粘土为主要含水层，以大气降水和生活区排水为主要补给源，稳定水位为20米，混合渗透系数为08Md。承压水较深，由于有厚的弱透水层，可不考虑其对基坑施工的影响。 围护结构设计本工程原设计采用人工挖孔桩加两道钢管内支撑，根据计算，用9001300mm，L=230m的人工挖孔桩作为排桩挡土墙，北边靠中南商业大楼侧为8001200mm，L160m排桩挡土墙。围护桩采用非均匀对称配筋1820825，即 18根20钢筋为均匀分部且是通长，再在桩的两个受力边分别加 4根25钢筋作局部加强。原设计两道钢管内支撑；第一道在40米处，即桩顶处，采用529×10螺旋钢管；第二道支撑在110米处，用 2×529×10螺旋钢管。实际施工过程中，因钻灌注桩普遍超高较多，土方挖至90米时，已有许多工程桩暴露出来，影响下一步挖土和第二道支撑的安装，同时为了加快挖土进度，将第二道钢管支撑取消，用两排锚杆代替。 围护桩采用劈裂静力压浆止水，注浆孔直径54，间距为250mm，深13米，呈两排排列，排距200mm，经劈裂后与挖孔桩相接，帷幕体度约为400mm500mm。为使劈裂注浆定向排列，形成连续防渗墙体，在相邻注浆孔之间布置120的导向孔，使它与注浆孔之间形成薄弱孔壁，此孔劈在洋浆压力作用下，首先被劈开，也使相邻边缘的注浆厚度增加，提高防渗效果。注浆压力：初始压力051OMpa，终止压力35Mpa。 施工顺序：基坑围护结构及止水帷幕施工挖土至-90米安装-4.0钢管支撑。施工-80米处锚杆g挖土至-135米施工-125米处锚杆、挖土至-174米结构施工至地下室二层面安装托换支撑拆除-40米处钢管支撑完成地下室施工。从9月初开始大规模挖土至10月上旬土方开挖基本完成；12月15日万方混凝土承台浇筑完毕，96年元月19日拆除-40米处钢管支撑。 基坑监测是深基坑施工的一个重要环节，是确保信息法施工得以落实的基本手段。在施工过程中制定了严密的监测方案。主要监测内容有：基坑侧移；钢管支撑内力；地面及建筑物沉降；基坑周边情况观察。沿基坑周边共计设置了45个侧移观测点，54个沉降观测点，以及10个钢支撑应变观测点，并建立了对基坑及周边建、构筑物的观察制度。从土方开挖至40米处钢管支撑拆除后变形完全稳定为止，共计出监测报告50期，并将各项监测数据相互印证，提高了监测结果的准确性，达到信息法化施工的目的。 本地下室为武汉市第一个三层地库工程，其基底标高为174米，也是近年来超高层建筑大量涌现后出现的最深的基坑。基坑围护后中结合实际情况采用人工挖孔桩、钢管内支撑、钻杆、压浆止水等多项技术，达到了基坑围护的预期目的，为地下室施工提供了安全保障，保证了周边建、构筑物的安全，未对周边环境产生太大的影响。该围护工程的成功为武汉市深基坑支护提供了成功的工程实例。在理论和实践上都起到了较好的示范作用。 （2）高强大体积混凝土施工技术。中南商业广场基础主楼底板呈L型，最长边611米，宽为 274米，厚4m，体积达 9300m3，混凝土强度等级为C55，设计要求一次浇捣成型，其突出难度如下： 降低大体积混凝土内部最高温度和控制混凝土内外温度差在规定限值（25）以内，存在三个极不利因素：一是底板混凝土超厚；二是必须一次浇筑成型，混凝土内部温度不易散发；三是混凝土强度等级高，一般需用625 或525 水泥，水化热高。在这些因素的综合作用下，混凝土内部必然形成较高的温度，存在着产生裂缝的危险。 计算混凝土内最高温度。计算混凝土的绝对温升T，经多种计算，取最大值 T1543混凝土出机温度和浇筑温度根据历年武汉市的气候情况，浇筑温度在10± 2。  计算混凝土表面温度，确定养护方法：按照计算结果，由于混凝土内外温差超过25，如仅靠保温来进行养护，很难保证混凝土的内外温差在25以内，故采用外蓄、内散的办法对大体积砼进行养护。外覆盖两层塑料薄膜和三层草袋进行保温。进行热动计算，并在承台内设置了22个回路的冷凝管，用水进行内部降温。并根据预埋的温度传感器配合计算机对混凝土内部温度进行监控。经过以上措施，浇捣出的主楼大体积混凝土，经多方组织验收、评价表明是成功的，C55混凝土强度完全符合要求，未出现任何温度裂缝，质量优良。 （3）转换层框肢大梁施工技术。中南商业广场第十层为结构转换层，该层框肢梁高达3米，最宽为145米。混凝土强度等级为C55，属高强大体积混凝土，施工正处夏季，施工中采用了降低混凝土入模温度，控制混凝土的内外温差，确保了框肢梁阳土的施工。 （4）激光测量技术。主要用于施工放线定位工作。 （5）大直径人工挖孔桩的应用。中南商业广场裙楼基础采用桩柱承台的独立基础，桩最大直径为3米，桩底扩大头直径为44米。通过组织实施，使大直径人工挖孔桩顺利完成，为上部施工打下良好的基础。 三、经济效益与社会效益建筑业新技术在中南商业广场的推广与应用，通过计划和实施，取得了显著的经济效益与社会效益。中南商业广场地下室、裙楼、主体结构的工程质量，经市质监站、中南建筑设计院及业主、监理的共同检查验收，都达到“优良”工程的等级标准、从地下室开工至塔楼封顶，工程实际工期比合同工期提前108天，共产生经济效益8826199万元。中南商业广场工地两度被评为“文明施工样板贴”，为公司赢得了荣誉，推动了公司施工技术的进步。 四、体会与建议 通过新技术在中南商业广场工程中的应用，我们有以下几点体会：1、各级管理人员，特别是各级领导必须对新技术的开发与推广应用有一个高度的认识，新技术的开发与推广应用是依靠科技进步推动建筑业发展，从而实现振兴建筑业的宏伟目标。2、开发与推广应用新技术必须结合工程特点，制定切实可行的实施计划。3、必须提高全体施工人员的科技意识。新技术的开发与推广应用，关键在于计划的实施，只有提高施工人员的科技意识，才能充分调动施工人员的积极性，才能使新技术的开发与推广应用成为施工人员的自觉行为。4、在新技术的开发与推广应用实施过程中必须不断的进行总结与提高。5、新技术的开发与推广应用需要各有关方面的配合与支持。