福州世界金龙大厦工程新技术应用

福州世界金龙大厦 一、世界金龙大厦位于福州市五四中段,总建筑面积75000m2,其中地上建筑面积628 04m2,地下室建筑面积12196m2。大厦结构采用钢筋框筒结构,地上三十五层,地下室三层半,±0.00以上建筑总高度为119m。 世界金龙大厦由福建金龙房地产公司投资兴建,福建省建筑研究院设计,中建七局三公司施工。开工日期1991年10月,竣工日期1997年7月。 1、地下工程情况: (1)基础:采用打入式钢筋预制桩,断面500×500mm,共828根,送桩深度12米左右。 (2)地下室:以地下连续墙(厚800mm,深21.8米)为地下室围护结构兼裙房承重结构,地下室采用"逆作法"施工。 (3)地下室内部结构为框筒结构,底板面标高-12.5米,板厚主楼2250mm,附楼10 00mm。 2、上部主体结构:本工程主体结构为三十五层现浇钢筋砼框架-核心筒结构体系,六层至三十一层楼板采用后张无粘预应力钢筋砼平板结构,其余各层采用梁板式钢筋砼楼(屋)面板。 二、应用新技术情况 1、预拌混凝应用技术 世界金龙大厦在地下室共使用了预拌砼13600m3,加快了地下室逆作法施工进度,保证砼工程质量,提高劳动生产率以及改善作业环境。 2、粗直径钢筋连接技术 该工程桩筏底板、基础梁、框架梁等部分,主筋均采用套筒冷挤压接头,框架柱和剪力墙暗柱纵向钢筋采用钢筋锥螺纹接头。尤其是地下室逆作法施工钢筋的连接采用冷挤压解决该的难题。本工程共完成冷挤压头56200个,锥螺纹接头205000个。 3、新型模板支撑体系应用技术 示范工程一开始,我们就把握时机,大胆引进并成功运用新型模板、脚手架支撑体系,提高了高层建筑的施工水平。主要采用的有北新SP-70钢竹模板、胶合板、模板早拆系统、WDJ碗扣式脚手架、CKC门字架及胶合板组合工字梁用楞木、模板夹紧装置、脱模剂等配套技术。 4、外墙整体电动提升脚手架应用技术 在高层建筑外脚手架方面,开发应用了外墙整体电动提升脚手架,节约外脚手架直接费30%,提高工效,降低工人劳动强度,加快了施工的进度。 5、高强砼应用技术 本工程在福州地区首次采用C60高强混凝土,即用福建省顺昌水泥厂525#普通水泥和本地区的砂、石料,在砼中掺入NF-2高效减水剂与FN-M微膨胀剂。公司中心试验室应用正交设计方法,设计出了供观场使用,较有把握的配合比最佳。高强砼应用于本项目有C60-4680m3,C55-6310m3,C50-4820m3。 6、高效钢筋和预应力砼应用技术 本工程六至三十一层其建筑面积43200m2,在板跨10m、11m分别采用220-230mm厚的后张无粘结预应力平板楼盖,这是在福州地区首次在高层建筑中大面积采用。通过施工实践所总结出的《双向无粘结预应力平板施工工法》及《平板结构早拆模板施工法》被评为福建省省级工法。 7、建筑节能应用技术 金龙大厦主体分部砖砌体外墙及部分内隔墙采用190空心粘土砖,达到既节能,又减轻结构自重,用量6591m3。 8、粉煤灰综合应用技术 粉煤灰虽为工业废渣,但在砼和砂浆中掺入适当比例的粉煤灰,可取代部分水泥。它不但可改善砼性能,提高工程质量,并可产生可观的经济效益。我们利用这个特点,在该工程中用粉煤灰量达400t,创效益10.9万多元。 9、建筑防水工程新技术应用 地下室底板防水施工 (1)本工程地下室开挖深度达-15.2m,地下室底板处在饱和流塑状淤泥质土层上。底板厚度2.25m,砼强度等级C35,抗渗等级S8。我们与设计单位、建设单位共同研究决定采用在底板大体积砼中掺加FN-M型膨胀剂,以提高砼自防水能力,取消地下室底板下的柔性防水材料,实践表明效果良好,至今未发现地下室渗漏现象,缩短工期15天。 (2)地下连续墙防水堵漏施工根据渗漏原因分析及渗漏检查结果,漏水主要集中在连续墙的槽段连接处,渗漏主要是因为施工不良造成的,根据不同的渗漏,采取不同的处理方法:对点漏、缝漏采用灌浆堵漏方法处理,对有渗水的面采用涂刷防水材料的方法处理。堵漏材料选用氰凝系列防水堵漏材料。 10、现代管理技术与计算机应用 本工程在地下室逆作过程中,为了了解逆作结构的受力情况进行地下连续墙内外侧土压力测试、地下连续墙墙身变形测试、地下连续墙钢筋应力测试、各层支撑梁反力测试、土体位移测试、孔隙水压力测试。均采用了电脑自动测试系统。在地下室底板大体积砼施工中也采用了自动电脑测温系统。上述信息化电脑技术的应用保证了本工程地下室逆作法施工顺利进行,也为以后的设计、施工提供了经验。由于设计单位提出C45以上的砼骨料必须采用花岗岩碎石,而当时商品砼站其骨料只有破碎卵石,因此公司决定采用本公司修配厂生产组装的微机控制砼配料机与SZC750型搅拌机组成简易搅拌站,为工程提供高质量搅拌砼设备。用该微机控制砼配料机可根据砼的不同配合比自动完成砂、石、水泥等骨料的计量配料,具有自动控制,自动称量、自动打印等功能,整个过程中配料显示直观,精度高、速度快,操作与维修方便,工作可靠。 11、钢筋砼预制桩深送桩技术 送桩深度,福州地区长期以来送桩深度局限于2-3.5m,经过我们与设计单位一起认真地研究决定将金龙送桩12米左右,我们首先应用合理的工艺和送桩器保证送桩时不偏移,制订相应技术措施,保证桩身垂直直度和就位准确性等措施,土方开挖时保持均衡往下开挖。该工程大深度送桩成功为福州地区应用钢筋砼预制桩,创新新技术应用新的突破口,并为福州地区近年来建筑工程所应用。 12、软土地基多层地下室结构逆作法施工技术 该工程地处软土地基的福州繁华地段,基坑面积达4000m2且挖深-15.2m,三层半地下室的情况下,采用了地下室逆作法施工技术。该技术采用先施工地下连续墙作基坑围护兼地下室部分承重结构及外墙,在地下室框架柱位和剪力墙与框架梁交接处,用人工挖孔桩护壁井道施工至基础底板以下,利用柱下(墙下)予制工程桩作承台,然后在井道内施工钢管砼支撑立柱作为逆作阶段结构竖向承重构件。随之从上至下,挖一层土方施工一层地下室梁板结构,每一层梁板留一定数量的出土口和下料口,已施工完的结构层即作为基坑连续墙的支撑,以满足继续往下开挖土方的安全要求。这样直至把地下室梁板结构及基础底板施工完,而后在中间支承柱位从下至上正作地下室的框架柱与剪力墙及预留的洞口,并对逆作、正作所产生的柱、剪力墙顶部施工缝进行压力化学灌浆处理。该技术的成功实践为软土地基多层地下室的施工积累了经验。其关键技术为: (1)地下连续墙合理设计和施工要保证其垂直度和平面位置,与各层梁板结构连接的钢筋预埋位置要准确; (2)中间支承柱的选择与施工,中间支承柱在逆作阶段将同时承受地下室逆作结构荷载和主体交叉施工全部荷载,既要保证其位置和垂直度,又要保证各逆作层梁板与支撑柱的可靠连接; (3)施工缝的灌浆处理:逆作法施工存在着逆作时浇注墙、柱下口与正作时浇注的墙、柱上口接触处的施工缝隙,因此消除施工缝隙,保证缝隙灌浆质量是确保结构受力的一个关键; (4)逆作地下室梁板预留施工孔洞的选定:施工孔洞的选定:施工孔洞的选定既要满足地下室逆作结构梁板受力要求,又要满足逆作施工时出土和下料方便的要求; (5)逆作阶段的施工监测:为保证逆作顺利进行,必须对地下室连续墙、中间支承柱、逆作梁板进行受力和变形监测; (6)逆作时预埋钢筋:逆作施工存在大量的预埋插筋,要确保其位置的准确性。 13、地下室底板大体积砼施工技术 金龙大厦地下室底板砼达7340m3,板厚2.25m,设计强度等级C35,抗渗等级为S8,要求底板一次浇完,不留施工缝。为此采用商品砼和现场搅拌相结合的办法,以满足大体积砼的供应。按照商品砼站的配合比每立方米砼至少要用525#普通水泥370kg。由于当时正是8月份的高温季节,这样高的水泥用量对大体积砼施工非常不利,为此我们较为准确地选择了在砼中掺入FN-M型膨胀剂,TW缓凝型减水剂和粉煤灰,以改善砼的和易性,降低水泥用量,补偿砼的收缩。经过正交试验设计,我们选定了这些外加剂的最佳掺量。经过反复试验,加入上述外加剂后可将单方水泥用量控制在340Kg/m3内。这样既可减少用水量和水泥用量,进而降低砼中水泥化热,又不致降低砼的强度及坑渗性能。除确定合理的砼配合比方案外,又制定了可靠的测温方案,进行温控的信息管理,其砼采用保温蓄热养护。现通过检查未发现砼底板发生温差裂缝和收缩裂缝。这次地下室底板砼施工完后,砼的强度和抗渗性均达到设计要求。施工过程中总共制作108组立方体试块,最小值达到32.2Mpa,试块反复标准差只有3.9Mpa;制作抗渗试块34组,抗渗等级平均达S16,达到预期的效果。因此,在高层建筑大体积砼基础施工过程中,只要合理确定配合比,采用一些有效措施,加强温度监控手段,就能保证砼质量。 14、泵送砼施工技术 我们首次在福州将C45砼泵送至119m。 15、高层建筑施工机械配套技术 在高层建筑施工中,垂直运输机械的合理选择,正确使用和最佳配套,具有重要的意义。它直接关系到工程的施工进度,工人的劳动强度和工程质量。鉴于该工程的具体情况,机具 的配备分为二个阶段,第一阶段地下室逆作施工,配备砼泵二台、二台塔吊和一台吊车;第二阶段为主体施工阶段,配备一台塔吊、一台人货电梯、一台高速井架、一台砼泵。从实践效果看,这样的配备对流水作业,各工种的均衡施工,现场文明安全及现场管理等都比较顺当。 16、高层建筑垂直直度控制技术 选用精度WILDZNL天顶天底仪,按底层设置投测基准点、分段控制、整体控制局部、高级控制低级、大样控制小样的方法施测;该工程主体封顶后,经省建筑设计研究院复核,主楼总高119m,轴线垂直度最大偏差为5mm,主体砼结构垂直最大偏差18mm。完全满足设计和施工允许值,保证了施工质量。 三、经济效益和社会效益 1、社会效益 (1)预拌砼应用,加快了地下室逆作法施工进度,保证砼工程质量,提高劳动生产率,节约原材料,实现现场文明施工和改善作业环境。 (2)套筒冷挤压和锥螺纹机械连接强度高,质量稳定可靠,进度快,适用范围广。 (3)采用北新模板WDJ碗扣架和早拆模板体系,在双向无粘结预应力施工特殊要求的情况下,只配置一模四撑,加快模板周围速度,节约投资,在福州地区产生了一定影响。 (4)使用整体电提升脚手架安装方便,省工省时,爬架搭设一次成功后即可随施工进度逐层提升,每次提升一层只需一个小时左右,节省了搭设脚手架的人工和时间。 (5)高强砼的配制与应用,为大柱距及超高层大荷载,可有效解决减少柱子断面尺寸,节约资金。 (6)双向无粘结预应力平板结构应用于高层建筑,可降低每层层高,平面开间可自由分割,深受投资商的青睐。 (7)推广空心砖墙技术,提高建筑墙体保温,隔热效量,减轻结构自重。 (8)利用粉煤灰能改善砼和砂浆性能,节约水泥用量,提高工程质量。 (9)掺加FN-M型微膨胀剂,使砼在凝固过程中不致产生收缩裂缝,以提高砼的自防水能力。 (10)信息化电脑技术的应用,保证了本工程地下室逆作法施工顺利进行,也为以后的设计、施工提供了经验。 (11)钢筋砼预制桩深送桩技术的成功,在福州地区近年来建筑工程中得到应用,社会经济效益十分显著。 (12)地下室逆作法施工为在软土地基超深地下室(三层及三层以上地下室)施工开辟了一个新的途径,并能缩短工期,加快施工进度,减少基坑施工变形,有利于保护城市周围环境。 (13)大体积砼施工技术应用加快了地下室底板施工进度,保证砼工程质量,提高劳动生产率,实现现场文明施工和改善作业环境。 (14)在福州将C45砼泵送至119m为全市第一。 (15)高层建筑施工机械在项目中选型合适,配套合理,使用得当,对工程的质量、进度、安全有一个可靠的保证,提高工程的综合效益。 (16)垂直度控制技术应用在主楼总高达119m情况下,轴线垂直度最大偏差为5mm,主体砼结构垂直度最大偏差为18mm,完全满足设计和施工规范允许值,保证了施工质量,深受有关建筑部门的好评。 在示范工程中,推广应用先进、成熟的新技术、新工艺,使之科技成果迅速转化成生产力,提高施工生产能力,而且可以改变传统生产方式,进一步推动建筑业科技进步,提高工程质量。该工程主体结构补充福州市质量监督站核为优良等级,九八年世界金龙大厦又被评为福州市优良工程。 2、经济效益 节约投资1000.44万元,节约成本272.65万元,技术进步效益率1.84%。 (1)套筒冷挤压和锥螺纹钢筋机械连接与搭接绑扎比较可节约钢材554.5t。 (2)模板定额人工费171.0万元,材料费363.8万元,应用SP-70北新模板、WDJ 碗扣架和早拆模板体系,实际支出人工费105万元,租凭费113.7万元,投入费89万元,节约226.1万元。 (3)使用外墙整体电动提升脚手架的总成本只占钢管双排架费用的68%,节约资金3 2.5万元。 (4)采用双向无粘结预应力平板结构,在总高不变情况下,增加了三层建筑面积4985 m2,增加业主收入598.2万元。 (5)粉煤灰应用400t,创效益10.9万元。 (6)在底板大体积砼和连续墙内衬墙中掺加FN-M型微膨胀剂,提高砼的自防水能力,比底板和内衬墙的柔性防水,节约3.15万元。 (7)深送桩技术的应用为业主节约资金229.5万元。 (8)地下室用基坑支护正作方案费用1182.74万元,地下室逆作方案费用1010万元,地下室逆作方案费用1010万元,节约投资172.74万元。 四、体会与建议 世界金龙大厦被建设部批准为95年度全国建筑新技术应用示范工程,在本工程中实施了高强砼应用技术、粗直径钢筋连接技术、无粘结预应力施工技术、新型模板脚手架应用技术、软土地基多层地下室结构逆作法施工技术等16项新技术,在各级领导的关心指导下,不仅完成了示范工程推广应用新技术的预期计划,推动了企业的科技进步,取得了较大的社会效益和经济效益,而且从中我们也得到许多启示。示范工程各级都要抓"一花独秀不是春,万花开放春满圆"现在我们公司有建设部的示范工程,也有总公司、局、公司的福州元洪城、南安邮电大楼、宏福大厦的示范工程。在抓示范工程中,开展科研攻关,提高施工技术水平,金龙大厦施工主要攻关了软土地基多层地下室结构逆作法等施工技术;元洪城的施工主要攻 关清水砼等施工技术;南安邮电大厦的施工,主要攻关高层钢管砼柱等施工技术;宏福大厦的施工主要攻关模板和装饰工程的施工技术。技术攻关不仅解决现实中的施工技术,而且通过编制工法,为企业积累了宝贵的财富,金龙大厦编制四部工法: 1.软土地基多层地下室结构逆作法施工工法; 2.双向无粘结预应力平板施工工法; 3.外墙整体电动提升脚手架施工法; 4.钢筋砼平板结构早拆施工工法,被福建省批准为二级施工工法,加之总公司级、公司级的六部,目前公司共有十部工法,并正在运行。 科技是第一生产力,以抓示范工程推动企业的技术进步,以科技与创优的"联手"互为促进,来提高工程质量。因此示范工程都要纳入创优目标,公司制订创优计划都要有推广应用新技术的项目,创优伊始,科技进步工作始终伴随左右,因此凡是示范工程的工程质量均得到质量监督站等有关单位的好评。藉着示范工程引路,促进了企业整体应用新技术、推广新技术的局面,提高了项目经理部的管理水平,提高了工程质量,增强企业的知名度和竞争实力。 在建筑新技术推广工作中,科技是第一生产力,不仅要求施工单位积极投入,并要求科研、设计、标准、管理单位和部门密切配合,为"十项"新技术的推广与应用出谋划策,才能使建筑业走上依靠科技发展的轨道。