天津117大厦关键建造技术(201504)

天津117大厦关键建造技术中建三局集团有限公司余地华20120155年工程建设行业科技观摩会年工程建设行业科技观摩会超高层建筑发展现状与趋势已建&在建超高层建筑高度前10位（中国）中建三局总承包中建三局参与工程概况1.1工程总体概况（1）天津高新区软件和服务外包基地综合配套区总规划占地面积约196万㎡，包括中央商务区(CBD)、高级豪华住宅区及天津环亚国际马球会三大板块，分別占地约57.27万㎡、49.46万㎡及89.88万㎡。中建三局承接工程总建筑面积约340万㎡，合同额约200亿元人民币。住宅区(1期)住宅区(2期)马球会所马球场马房及训练场中央商务区CBD1.1工程总体概况117塔楼靠山楼CBD一期中央商务区CBD（2）CBD一期概况CBD一期总建筑面积：85万㎡砼总量：54万m³；其中117塔楼19万m³CBD一期地库建筑面积：34万㎡总用钢量约28万t；其中117塔楼14万t靠山楼（37层）：197m钢筋共13万t，其中117塔楼4万t117大厦（117层）：597m，37万㎡钢结构共15.3万t办公（低区2）7L-30L办公（中区2）33L-61L办公（高区2）64L-92L酒店客房95L-114L会所、餐饮、酒吧115L-117L1.1工程总体概况1.2天津117大厦结构概况本工程117主塔楼结构形式为巨型框架-核心筒-巨型斜撑结构；总部办公楼为框架-剪力墙结构（H形钢骨混凝土柱）。塔楼首层建筑平面尺寸约65m×65m，4200㎡，以0.88°渐变至顶层时平面尺寸约45m×45m，2100㎡。总部办公楼商业廊117塔楼1.2天津117大厦结构概况核心筒核心筒+巨型钢柱核心筒剪力墙：(1)钢板砼组合结构、钢板L1-L36、L114M2-TOP，最大板厚70mm，Q345GJC(2)墙厚0.3-1.4m，混凝土C60核心筒+巨型钢柱+转换桁架+巨型斜撑巨型柱：四角至结构顶部，呈六边菱形，底部截面45m2核心筒+巨型钢柱+转换桁架+巨型斜撑+钢梁钢梁：本工程特点为楼层钢梁较小，数量多其直接连接巨柱和核心筒。楼层压型钢板1.3现场施工形象进度-117塔楼截止2015-4-9核心筒：106层标高：523.55米1.4合同模式与项目组织架构总包范围1.4合同模式与项目组织架构合约范围合约界面合约责任PC(采购+建造)模式总承包1.4合同模式与项目组织架构项目总承包管理业务流程1.4合同模式与项目组织架构总承包管理五大核心能力招标采购管理能力公共资源管理能力合约管理能力计划管理能力深化设计管理能力1.4合同模式与项目组织架构由于法律规定，主体结构须自行完成，故土建、钢构分包均为内部单位，但也签订FIDIC条件分包合同。在PC模式下，须将供应商团队纳入项目各项管理流程。总承包商企业层面总承包项目部各专业分包项目部供应商团队1.4合同模式与项目组织架构矩阵的两个方向工作重点：1、横向子项目小组负责专业的推进；2、纵向职能部门负责项目总控。项目领导班子技术设计部合约采购部生产协调部机电部安全监督部品质保障部财务部综合管理部计划部职能部门机电类项目主管电梯项目主管土建钢构类项目主管景观园林类项目主管装修类项目主管主塔楼主体结构子项目责任工程师靠山楼主体结构子项目责任工程师商业廊主体结构子项目责任工程师地下室主体结构子项目责任工程师主塔楼装修子项目责任工程师靠山楼装修子项目责任工程师商业廊装修子项目责任工程师景观园林绿化子项目责任工程师景观园林机电子项目责任工程师幕墙工程责任工程师机电类项目及子项目对口职能负责人电梯项目及子项目对口职能负责人土建钢构类项目及子项目对口职能负责人园林景观类项目及子项目对口职能负责人装修类项目及子项目对口职能负责人地下室装修子项目责任工程师PCG项目控制组5大〝专业项目〞内各专业子项目之间紧密协调主塔楼机电子项目责任工程师靠山楼机电子项目责任工程师商业廊机电子项目责任工程师地下室机电子项目责任工程师主塔楼电梯子项目责任工程师靠山楼电梯子项目责任工程师商业廊电梯子项目责任工程师地下室电梯子项目责任工程师专业小组专业主管班子兼职平衡矩阵式组织构架职能部门专业负责制矩阵式组织构架1.5工程特点与重难点1结构高天津117大厦受航空管制不超过600m的限制，建筑总高度597m，核心筒顶标高596.2m。2体量大天津117大厦总建筑面积85万㎡，首层建筑面积4200㎡。砼总量61万m³、总用钢量约27.9万t，其中钢筋12.9万t。3工期紧天津117塔楼地上实际结构130层，合同要求2015年8年30日结构封顶，2016年8月8日整体竣工。4典型的PC总承包项目除酒店、大堂精装修之外，所有工作内容均由我司承担，包含：幕墙、电梯等机电设备的招标，以及室外景观、园林、绿化等都交由我司实施，我司向业主履行单一的总包责任。1.5工程特点与重难点十一项之最：1.597米——中国结构第一高楼；2.120米——国内房建领域最长桩基；3.210吨——国内单根最重防屈曲钢支撑；4.84．7万平方米——创摩天大楼建筑面积世界之最；5.6．5万方——超高层建筑混凝土底板世界之最；6.578米——全球最高通道塔；7.594米——单井道运行高度世界之最；8.3兆帕——超高层建筑水管压力世界之最；9.45平方米——超高层巨型柱截面尺寸世界之最；10.564米——全球最高室内游泳池；11.579米——全球最高观景平台。目录二、垂直运输关键建造技术一、地基与基础关键建造技术三、混凝土工程关键建造技术五、工况复核计算与施工期监测四、钢结构工程关键建造技术六、机电工程关键建造技术七、BIM技术研究与应用1.1超大直径（188米）混凝土圆环非对称受力支撑体系力学分析、稳定性研究与应用1.2高承载力超大长径比钻孔灌注桩综合施工技术1.3超厚大底板综合施工技术研究与应用一、地基与基础关键建造技术一、地基与基础关键建造技术基坑支护平面图1.1.1研究背景及重难点1）基坑开挖面积超大、超深，且工期特别紧张；2）基坑施工分区流程多次调整，给设计与施工带来诸多苦难和挑战；3）C+D区混凝土圆环支撑直径188m，在国内外均属罕见；4）超大圆环支撑体系存在多种不对称受力工况，支护结构受力复杂且不断变化，支撑变形控制难度大；5）基坑南侧紧临津静公路，地下管线众多，基坑变形控制要求高。基坑区位平面图1.1超大直径（188米）混凝土圆环非对称受力支撑体系力学分析、稳定性研究与应用1.1.2主要研究内容：（1）超大直径（188m）混凝土圆环非对称受力支撑体系设计分析关键技术（2）施工顺序调整引起的超大直径混凝土圆环非对称受力支撑体系设计问题分析与优化研究（3）超大直径（188m）混凝土圆环非对称受力支撑体系的监测分析与信息化施工关键技术（4）超大直径（188m）混凝土圆环合理支撑体系分析研究1.1超大直径（188米）混凝土圆环非对称受力支撑体系力学分析、稳定性研究与应用序号研究内容2.1PHP不分散低固相泥浆在高承载力超大长径比钻孔灌注桩中的应用技术2.2消除侧摩阻力的超长双护筒设计与施工技术2.3超大长径比桩垂直度控制技术2.4超长超重钢筋笼制作安装技术2.5可塑-硬塑土层竖向高密度点位环形注浆设计与施工技术2.6水下浇注高保塑自密实高耐久性混凝土研究与应用1.2高承载力超大长径比钻孔灌注桩综合施工技术（1）主要研究内容序号新技术3.1粗大直径钢筋加工、配送与绑扎技术3.2钢筋支撑架的设计与施工技术3.3底板大直径超长高强锚栓群施工技术3.4低水化热高强超大体积混凝土配置施工关键技术3.5大底板浇筑模拟试验3.6C50P8超大体积筏板混凝土一次性连续浇筑施工组织创新模式及施工关键技术1.3天津117大厦超厚大底板综合施工技术研究与应用垂直运输技术与装备全部国产化1、顶升模架系统—自主研发2、通道塔—自助研发3、塔吊—南京中昇，4、施工电梯—广州京龙5、混凝土输送泵—三一重工2垂直运输关键建造技术第五部分超高层建筑施工期核心筒逃生系统研发与应用第一部分顶升模架体系第二部分超高层建筑塔吊选型与布置第三部分外挂式塔吊支撑架的设计与施工第四部分超高层建筑施工竖向综合运输通道塔的研发2垂直运输关键建造技术顶升模架体系效果图2.1顶升模架体系低位顶升钢平台模架体系是一种采用大行程（6m）、高能力（最高达450t）液压油缸和支撑立柱，通过在核心筒预留的洞口顶升悬挂模板和挂架（作业平台）的钢平台，进而带动模板和挂架整体上升，完成竖向混凝土结构施工的一种施工方法。主要包括：钢平台系统支撑与顶升系统挂架及围护系统模板系统低位顶升模架体系组成2.1顶升模架体系2.1顶升模架体系顶升模架体系平面布置示意图顶升模架爬升规划：顶模的全行程爬升规划涵盖了所有楼层混凝土浇筑高度、钢筋绑扎高度、模板留设高度、施工缝的标高、支点预留洞的标高、所有楼层的施工流程等内容。是指导核心筒塔楼施工的重要内容之一。2.1顶升模架体系2.2超高层建筑塔吊配置与应用技术1、地上施工吊次分析与配置本工程共需要使用塔吊吊次约为61040吊次，其中钢结构使用塔吊吊共需要吊次34537次。占58%。2、塔吊爬升2.2超高层建筑塔吊配置与应用技术塔吊支承系统三维轴测图如图所示，塔吊支承系统的结构形式由以下一些构件构造组成：“支承架”+“拉杆”+“压杆”+“牛腿”+“耳板”+“埋件”ZSL2700ZSL12502.3外挂式塔吊支撑架的设计与施工3、塔吊支撑架的设计4、支撑架处核心筒加固措施随着核心筒的增高，墙体逐渐变薄，采用钢梁对墙体进行有效加固，保证外挂架施工安全。2.3外挂式塔吊支撑架的设计与施工2.4超高层建筑施工竖向综合运输通道塔的研发通道塔及施工电梯布置通道塔1、通道塔初步设计概况为了保证主塔楼施工期庞大的垂直运输需要，塔楼东南角设置一座578m高的通道塔，平面尺寸为5m×9m，共附着5部高速施工电梯，随结构楼层的升高同步安装升高。2.4超高层建筑施工竖向综合运输通道塔的研发2、主要研究内容序号研究内容（1）超高层建筑施工竖向综合运输通道塔结构设计关键技术（2）超高层建筑施工竖向综合运输通道塔安装与拆除施工关键技术（3）超高层建筑施工竖向综合运输通道塔风洞试验研究（4）超高层建筑施工竖向综合运输通道塔风压数值模拟分析（5）多工况条件下超高层建筑施工竖向综合运输通道塔受力及变形数值模拟分析（6）超高层建筑施工竖向综合运输通道塔监测技术研究与应用（7）超高层建筑施工竖向综合运输通道塔附着施工电梯的优化配置及运行管理研究（8）超高层建筑施工竖向综合运输通道塔敷设临时线路（临电）和管道（临水、消防、排污）的设计与施工关键技术研究与应用。2.5超高层建筑施工期核心筒逃生系统研发与应用逃生爬梯效果图2.5超高层建筑施工期核心筒逃生系统研发与应用附墙装置节点：1）前期用与对拉螺杆相同螺纹的螺杆拧入拉杆孔中，并用螺母将连折弯钢固定在混凝土结构表面。2）用一端焊有弯钩的Φ48钢管与折弯钢板拉结，另一端用转扣与塔梯固定。每层附墙点设置两道水平拉杆，再用斜杆对其进行斜拉加固。如上图所示。3、混凝土工程关键建造技术楼层（高度m）标准层核心筒混凝土巨形柱混凝土最大方量m3强度等级最大方量m3强度等级最大方量m3强度等级F1-F9(52.45)364.2/54C30/C401498C601253.6C70F10-F21(107.43)303.4/54C30/C401012C60779.2C70F22-F35(183.96)262.9/54C30/C401028C60727.4C70F36-F50(250.81)254.2/54C30/C40800C60711.6C60F51-F66(332.88)223.1/57C30/C40703C60480.9C60F67-F81(399.63)209.8/57C30/C40425C60314.7C50F82-F97(482.71)190.7/57C30/C40396C60191.1C50F98-F108(527.92)238.4/65C30/C40264C60176.3