王 龍 張 鵬 樊 芋 王振宇 朱少東 馬瑞強

(中國建筑土木建設(shè)有限公司，北京 100071)

1 研究背景

1.1 社會背景

土地被視為一種有限的可再生資源,隨著社會的發(fā)展越發(fā)稀少,復(fù)合性的功能性建筑成為主導(dǎo),現(xiàn)代化的超高層摩天大樓是這種密集型的集中體現(xiàn),使城市具有獨特性并能為城市成員們提供多種多樣的活動,融合城市的社會功能和文化傳統(tǒng)。太原華潤中心北區(qū)項目作為山西省太原市超高層建筑的典型代表，正適應(yīng)了現(xiàn)代化超高層建筑發(fā)展趨勢。

1.2 課題背景

依托太原華潤中心北區(qū)項目兩棟超高層單體項目，開展科技創(chuàng)新，旨在提升項目人員技術(shù)管理能力，通過技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)效，同時開展精益管理，基礎(chǔ)管理與創(chuàng)新管理雙管齊下，為超高層建筑施工積累經(jīng)驗，提供借鑒。

2 創(chuàng)新特點

2.1 鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計-鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋連接節(jié)點優(yōu)化

超高層建筑中，通?？蚣苤鶠閯判凿摴腔炷林问?，通過進行鋼結(jié)構(gòu)普遍存在的鋼筋與鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點的技術(shù)難題，通過鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計軟件(tekla)，結(jié)合鋼筋下料方式進行鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋連接的技術(shù)優(yōu)化，將原有通長筋焊于連接板方式優(yōu)化為支座負筋焊于連接板形式，大大降低施工難度，且有效保證了鋼筋焊接長度，大大提高了施工容錯率，降低施工難度，加快施工速度，如圖1。

圖1 連接形式調(diào)整

2.2 BIM應(yīng)用技術(shù)

BIM技術(shù)在基礎(chǔ)應(yīng)用方面及多算對比應(yīng)用、下料加工應(yīng)用、施工措施應(yīng)用、物資材料管理、移動終端BIM應(yīng)用、協(xié)同管理平臺應(yīng)用、施工質(zhì)量BIM應(yīng)用、施工安全BIM應(yīng)用等拓展應(yīng)用方面進行了較為全面的應(yīng)用，對設(shè)計管理及項目管理中的BIM應(yīng)用進行了價值剖析，降低了施工成本，提升精益管理品質(zhì)，如圖2。

圖2 BIM效果圖及BIM平面布置圖

施工現(xiàn)場應(yīng)用，通過場地平面布置的虛擬演示，合理優(yōu)化現(xiàn)場平面布置，尤其依據(jù)場地變化動態(tài)調(diào)整場地平面布置，最大限度利用現(xiàn)場施工場地，從而達到高效利用，方便使用的目的。

基于BIM的節(jié)點應(yīng)用，將各專業(yè)BIM模型進行整合，利用Navisworks軟件進行多專業(yè)模型碰撞，找出碰撞點進行修改；將修改完畢的管線反饋給設(shè)計，提出設(shè)計變更，設(shè)計院進行審核。

工程進度管控應(yīng)用，通過與進度相關(guān)聯(lián)，模擬工程主體結(jié)構(gòu)施工進度，從而根據(jù)施工進度確定勞動力需求計劃、機械租賃(購買)計劃、物資需求計劃，并細化進場時間節(jié)點，從多維度對工期進行管控。通過4D模擬施工，多視角的展示，可以更加直觀地展現(xiàn)施工過程，并且可以與實際情況對比，及時進行糾偏，更好地控制施工進度。同時還能根據(jù)資源曲線的走勢，判斷材料用量，及時聯(lián)系供貨商，保證材料供應(yīng)。

基于BIM的質(zhì)量應(yīng)用，項目對管線的綜合排布進行了優(yōu)化，排布遵循功能適用、施工方便、美觀規(guī)整的原則進行，尤其是針對公寓樓業(yè)態(tài)，由于設(shè)計團隊在設(shè)計之初沒有經(jīng)驗可以借鑒，故而在設(shè)計過程中的各專業(yè)設(shè)計均存在不同程度的缺陷，項目部依托項目BIM小組，首先開展了標準層走廊的管線綜合排布優(yōu)化，如圖3、圖4。

圖3 走廊管線優(yōu)化前

圖4 走廊管線優(yōu)化后

2.3 鋁合金模板應(yīng)用

通過經(jīng)濟論證，采用鋁合金模板比傳統(tǒng)輪扣架體+木模板體系針對于標準層較多的結(jié)構(gòu)形式更經(jīng)濟。

工藝流程：測量放線→剪力墻、梁鋼筋綁扎→墻模板安裝→梁模板安裝→樓板模板安裝→模板驗收→板鋼筋綁扎→鋼筋驗收→澆筑混凝土→拆?！D(zhuǎn)運至下一層。

使用總結(jié)有以下幾個方面。

針對超高層建筑層高較高問題，通過在支撐架體計算過程中增設(shè)水平橫桿增強架體穩(wěn)定性，在抗傾覆驗算時可驗算通過，在墻體模板驗算時，通過加密對拉螺桿孔距增強墻體模板穩(wěn)定性及剛度。

全鋁合金模板體系，在模板加工廠需要對照模板施工設(shè)計圖所的模板及配件清單進行加工，并對各個模板及配件進行標注編號，以便在組裝中安編號進行拼裝。模板出廠前需要對照模板施工設(shè)計圖，按照模板編號進行整體試拼裝，將出現(xiàn)的各種問題解決，方便現(xiàn)場的模板施工，保證現(xiàn)場的施工質(zhì)量及施工進度，提高工作效率。全鋁合金模板按照編號及施工位置分別堆放，便于現(xiàn)場施工人員的操作。對于單塊模板最大尺寸都能實現(xiàn)單人搬運并組裝。模板施工時，施工人員一般只需配備一把錘子即可實現(xiàn)模板的安裝固定，以及后續(xù)的拆除工作。模板在拆除后可通過預(yù)先設(shè)置的周轉(zhuǎn)孔進行上下層間模板的傳遞，避免了大型施工設(shè)備的使用，從而減少模板收集，堆垛，運至落料平臺，周轉(zhuǎn)，分類等過程，提高現(xiàn)場施工效率。

全鋁合金模板具有標準化、組拼化的特點，故而在深化前必須提前與建設(shè)單位及設(shè)計單位進行溝通，確定最終版施工圖紙，聲明圖紙中各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)尺寸及位置不可更改，因為全鋁合金模板一旦深化完成，再次變更需重新深化，增加或更換部分模板組件，造成成本增加，工期延長。若提前沒有聲明，則此部分成本可能由我單位承擔(dān)，有成本風(fēng)險。

由于鋁合金模板成型質(zhì)量高，可達到薄抹灰甚至免抹灰效果，故而為節(jié)約成本，在混凝土表面的抹灰厚度可縮減至5mm～8mm，而后砌墻體的抹灰厚度為15mm，在砌體結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)交界處需鋪貼金屬網(wǎng)防止開裂，為保證抹灰工程施工完成后墻面平整，消除混凝土墻體與砌體結(jié)構(gòu)抹灰厚度差值，在主體結(jié)構(gòu)施工時，需預(yù)留企口，以解決砌體結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)抹灰厚度不同的問題。

鋁模深化過程中還可將砌體結(jié)構(gòu)中尺寸較小的構(gòu)造柱、抱框柱、過梁等在砌體結(jié)構(gòu)施工過程中不易施工的構(gòu)件隨主體一次成型，不過須經(jīng)設(shè)計同意(有些部位的砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件可隨主體一次成型，有些構(gòu)件設(shè)計不建議一次成型，如外窗下墻體)，還要進行成本分析，如圖5。

（三）有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。英語詞匯的積累是一件需要耐心以及細心的事情，所以這也要求學(xué)生在詞匯的積累過程中有一個端正的學(xué)習(xí)態(tài)度。英語學(xué)科本身就具有零散的特點，所以在英語詞匯的教學(xué)過程中首先教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會對詞匯進行分類，有的單詞在形式上看起來差不多，但是其意思卻差的很多，學(xué)生在這樣的學(xué)習(xí)中就需要擁有細心，并且在詞匯的記憶中擁有耐心，對詞匯的記憶同時還要有恒心。經(jīng)歷了這樣的學(xué)習(xí)過程才能有助于學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，讓學(xué)生在獨立思考的過程中鍛煉自己的思維，促進英語的綜合學(xué)習(xí)。

圖5 組合鋁合金模板成型效果

2.4 第三代集成式爬架應(yīng)用

針對超高層建筑矩形造型的結(jié)構(gòu)形式，同時無外伸結(jié)構(gòu)及外露構(gòu)件的特點，同時為解決超高層建筑外防護施工難度大，危險系數(shù)高，外架施工質(zhì)量不易保證，安全隱患大的施工難題，采用第三代集成式爬架。

結(jié)合超高層建筑實際施工特點，通過爬架與普通外腳手架經(jīng)濟對比可知，當懸挑長度超過17層(未考慮工期因素)時，爬架比懸挑腳手架獲得更多經(jīng)濟效益。

安裝工藝流程：搭設(shè)平臺架并做水平調(diào)整→鋪設(shè)龍骨板→安裝下節(jié)導(dǎo)軌、豎龍骨、輔助豎龍骨→加輔助支撐桿及斜拉桿→水平鋼性拉結(jié)→安裝第二道龍骨板→安裝第一道安全立網(wǎng)→安裝第一道附墻件并卸荷→安裝中節(jié)導(dǎo)軌、豎龍骨、輔助豎龍骨→連續(xù)組拼架體直到安裝完2層各組架為止→連續(xù)組拼架體直到安裝完3層各組架為止→連續(xù)組拼架體直到安裝完4層各組架為止→鋪設(shè)電源線→安裝提升設(shè)備(進入運行階段)。

使用總結(jié)有以下幾個方面。

針對超高層建筑層高較高，爬架設(shè)計高度為21m的問題，通過加密設(shè)置提升掛座，增強主龍骨鋼材壁厚等措施，保證爬架在安裝工況、提升工況、使用工況、拆除工況等各類工況下均能安全平穩(wěn)運行，并且通過專項設(shè)計，細化節(jié)點，重新計算等技術(shù)措施，保證使用過程中的安全性能，同時專項方案經(jīng)過專家論證。

使用過程中，承擔(dān)了各類內(nèi)外部檢查，提升了工地形象，為新技術(shù)的推廣奠定了基礎(chǔ)。

架體單元結(jié)構(gòu)根據(jù)圖紙及外立面結(jié)構(gòu)特點深化設(shè)計。升降采用正掛自倒鏈電動葫蘆升降，安全方面全集成金屬爬架由桁架結(jié)構(gòu)組成，整體剛度較強，作業(yè)面設(shè)置安全腳手板，與墻體緊密連接，做到了完全封閉，安全系數(shù)大大提升；并且全封閉降塵、降噪音，具有極廣的應(yīng)用前景。

3 主要應(yīng)對風(fēng)險

3.1 主要風(fēng)險因素分析

(1)政策風(fēng)險 經(jīng)濟政策風(fēng)險是本項目在實施階段遇到的最常見的風(fēng)險，尤其是自2017年初開始，國家環(huán)保政策收緊，出臺一系列管控制度，致使項目物資供應(yīng)受到影響。

(2)管理風(fēng)險 項目的實施有一定的周期，涉及的環(huán)節(jié)較多，在這期間如果出現(xiàn)一些人力不可抗拒的意外事件或某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題以及宏觀經(jīng)濟形勢發(fā)生較大的變化，項目組織結(jié)構(gòu)、管理方法可能不適應(yīng)不斷變化的內(nèi)外環(huán)境，將會大大影響項目的進展或收益。

(3)技術(shù)風(fēng)險 超高層寫字樓及公寓項目，施工技術(shù)難度大，尤其在混凝土裂縫控制、高強度混凝土應(yīng)用、型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)、大體積混凝土施工、超厚墻體施工、超高層高結(jié)構(gòu)全鋁合金模板施工、后澆帶封閉施工、LOFT公寓夾層混凝土結(jié)構(gòu)一次成型、幕墻吊籃免配重施工、機械設(shè)備的選擇、大宗物資技術(shù)參數(shù)的選擇等等方面存在技術(shù)風(fēng)險。

(4)經(jīng)濟風(fēng)險 本項目為合同形式為總價合同，合同調(diào)差面臨巨大風(fēng)險。

3.2 風(fēng)險防范和降低風(fēng)險對策

(1)應(yīng)對政策風(fēng)險的對策 及時收集國家各項政策，篩選有效信息，研判最佳方案，合理確定項目實施方案；加強內(nèi)部管理，提高施工現(xiàn)場管理水平，增強抵御政策風(fēng)險的能力。

(2)應(yīng)對管理風(fēng)險的對策 制定合理高效的組織機構(gòu)，科學(xué)的管理制度，精益管理方法，通過內(nèi)外部培訓(xùn)學(xué)習(xí)，提高項目整體管理水平，全面執(zhí)行成本管理、創(chuàng)新管理、組織管理，以適應(yīng)不斷變化的外部環(huán)境。

(3)應(yīng)對技術(shù)風(fēng)險的對策 通過對標同類型項目，汲取先進技術(shù)經(jīng)驗，結(jié)合超高層建筑施工實際特點，制定了有針對性的施工方案，通過優(yōu)化混凝土配合比及優(yōu)化配筋率，增加抗裂構(gòu)造鋼筋、采用60d齡期粉煤灰混凝土、BIM技術(shù)、復(fù)雜梁柱節(jié)點模擬及優(yōu)化、大體積混凝土溫度控制技術(shù)、超厚墻體鋁合金模板加固技術(shù)、超高層高結(jié)構(gòu)全鋁合金模板施工技術(shù)、后澆帶提前封閉施工技術(shù)、LOFT公寓夾層混凝土結(jié)構(gòu)一次成型施工技術(shù)、幕墻吊籃免配重施工工法等先進技術(shù)及部分具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)，減輕項目技術(shù)風(fēng)險。

(4)應(yīng)對經(jīng)濟風(fēng)險的對策 通過收集過程資料，以不可抗力為切入點，充分利用國家環(huán)保政策變化、疫情防控政策等突發(fā)事件，完善項目索賠資料，通過價差調(diào)整及重計量，扭虧為贏，減輕經(jīng)濟風(fēng)險。

通過采用一系列新技術(shù)，解決施工過程中的重難點，在質(zhì)量、工期、安全、成本管理中成效顯著，取得了可觀的經(jīng)濟效益，利用一系列技術(shù)措施實現(xiàn)精益管控，取得了良好的管理效益及經(jīng)濟效益，最終項目超額完成了最初制定的質(zhì)量、進度、安全、科技目標，積累了超高層建筑施工經(jīng)驗，激發(fā)了新技術(shù)應(yīng)用激情，為后續(xù)繼續(xù)采用新技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新創(chuàng)效提供了實踐支撐，為后續(xù)類似工程的施工提供了借鑒。