大连英特尔电子厂房项目位于大连市经济技术开发区董家沟镇淮河西路, 是英特尔在亚洲的首个晶圆制造厂。项目由若干建筑物单体和材料设备存储区组成, 包括生产厂房 (FAB) 、中央动力厂房 (CUB) 、生产支持厂房 (MSB) 、危险品仓库 (HPM) 、仓库 (WH) 、废品房、泵房、气体罐区、硅烷站、司机休息室等, 占地面积71 138m², 总建筑面积173 040m²。其洁净车间的洁净度为10级。电子厂房效果如图1所示。生产厂房 (FAB) 设计概况如表1所示。

本工程建设工期非常紧, 最大单体生产厂房 (FAB) 面积为8.5万m², 结构及粗装修工期仅为352d, 短时间内需组织大量劳动力、实体及非实体材料、机械设备等, 对施工组织管理要求非常高。

本工程属于山区地基, 基坑底面多处有大块孤石出露, 为防止地基产生不均匀沉降造成建筑物开裂, 需将孤石挖除后进行垫层换填施工。为不影响施工进度, 拟采用爆破开挖施工方法。

为满足高等级洁净厂房室内空气垂直单向循环的要求, 楼板多采用华夫板或井字梁结构。本工程生产厂房 (FAB) 3层楼板采用华夫板, 密肋梁分布密集且质量较大, 呈倒梯形截面, 楼板密布圆洞。该层建筑面积大、工期紧、质量要求高 (地面平整度误差达到±3mm/3m) , 是本工程的施工难点。

生产厂房 (FAB) 钢结构屋盖桁架长79.2m, 单榀重32t, 安装最大高度达25.38m, 为大跨度重型钢桁架。钢结构安装与土建结构立体交叉施工, 相互制约因素多。保证大跨度重型钢桁架安装同时满足施工工期、安全作业等要求是本工程的重点和难点。

生产厂房 (FAB) 平面轴线尺寸为260m×108m, 单层面积约为28 000m², 以后浇带为界划分为6个施工区域 (见图2) , 采用6个土建劳务队施工, 每队现场配备相应加工、运输和吊装施工机具。

底板流水段利用设计的后浇带为界进行划分, 1～6区基础底板施工各划分为2个流水段, 分别组织流水施工。

主体结构施工每区各划分为4个流水段, 分别组织流水施工, 如图2所示。

土建结构施工阶段, 生产厂房 (FAB) 在结构外侧布置6台塔式起重机, 包括4台ST70/30 (臂长70m) 和2台ST60/14 (臂长60m) , 实现施工区域和材料堆场全覆盖。厂房结构高度26.520m, 故6台塔式起重机均无须附着, 采用汽车式起重机进行安装和拆除即可。

钢结构施工阶段, 屋面大跨度重型钢桁架采用滑移法施工, 地面拼装场地设在轴外侧。选择2台150t履带式起重机进行地面拼装单元组拼, 高空起吊至初始滑移位置, 同时选择1台20t汽车式起重机作为辅助吊机进行构件倒运和卸车。选择12t汽车式起重机在2层顶板上进行钢桁架滑移单元间檩条、次梁及支撑安装。

本工程地基持力层承载力特征值≥170kPa, 土质为粉质黏土、砾砂、碎石、含碎石黏土、红黏土等。按设计要求, 出露的大块孤石应予以挖除, 采用垫层进行换填处理。

为加快施工进度, 对出露基坑底面的孤石, 小块用挖掘机挖出, 大块则采用爆破方法破碎后挖除。垫层采用级配良好的砂夹石分层回填夯实, 厚度为300～500mm, 压实系数≥0.97, 处理后地基承载力特征值≥200kPa。

生产厂房 (FAB) 2层层高为5.140m;柱距为7.2m×7.2m, 柱截面为600mm×600mm;华夫板分为A, B 2种。华夫板A的框架梁截面为400mm×1 150mm, 密肋梁截面为250mm×1 150mm, 华夫板B的框架梁截面为450mm×700mm, 密肋梁截面为250mm×700mm, 且梁截面均呈倒梯形, 密肋梁纵横方向距离均为1.2m。楼板厚200mm, 密布直径350, 250mm圆洞, 洞间净距为150mm。华夫板建筑面积约为2.7 m², 其单元平、剖面如图3, 4所示。

选用玻璃钢+钢木组合模板形式 (见图5) , 即上部华夫板孔模部分采用玻璃钢模壳, 保证圆孔尺寸精确;下部密肋梁箱形模板四角采用钢角模, 可较好地控制拼装误差, 侧面采用木模板。

上部200mm厚楼板部分采用玻璃钢模壳, 考虑侧面与下部钢木组合模板的拼接过渡, 由板底向下延伸100mm处密肋梁模板也采用玻璃钢模壳。为加强模壳整体刚度, 在模壳下边缘内侧设置木方龙骨。

钢角模的2个侧面做成上小下大的直角梯形以适应密肋梁倒梯形截面。沿梯形钢角模一定间距设置加筋板, 并焊接小圆管作为钩头螺栓拉结点。通过钩头螺栓压住一段两端裁切成45°斜角的方钢管 (见图6) , 方钢管两端部斜角将木模板与钢角模拼缝处压紧, 从而将钢角模与侧面木模板组合固定在一起。

木模板与梯形钢角模相接处用压刨切出3mm厚、30mm宽的企口, 可与钢角模贴合严密, 接合面平整, 混凝土浇筑后表面顺滑, 无凹陷、凸起。

采用短木方做内撑加固, 其中最下1道木方与平台板钉紧, 防止组合模板侧移和漏浆;最上1道木方外露出木模板5cm, 防止上部玻璃钢模壳侧移及浇筑过程中受压变形。

满堂碗扣式支撑架立杆纵横间距为600mm, 横杆步距为1 200mm;次龙骨为50mm×100mm木方, 梁下3根, 板下间距≤200mm;主龙骨为双钢管, 间距600mm。

为使钢筋绑扎及模板拼装平台安全、稳定、平整, 在其下铺设平台板, 采用15mm厚普通不覆膜多层板。

梁底模板铺设时要拉通线, 保证梁底模板顺直及方正, 梁底模板配制时模板宽度减小2mm, 方便以后安装组合模板。

钢木组合模板在地面加工场内完成拼装, 再由塔式起重机吊至作业面, 按梅花形跳仓布置, 保证各模壳周边有工作面进行梁钢筋绑扎。

先绑扎双向框架梁钢筋, 再绑扎双向密肋梁钢筋。钢筋绑扎完成后, 现场拼装跳仓剩余部位模壳。

玻璃钢模壳安装前, 拉通线进行校核调整, 保证每行、每列玻璃钢模壳中心在一条直线上。玻璃钢模壳固定后, 安装圆孔盖板。盖板面标高同混凝土面设计标高, 可作为混凝土浇筑时找平基准。最后绑扎圆洞间隙处板钢筋。

混凝土泵管下方需铺跳板以防破坏玻璃钢模壳。混凝土浇筑完成后, 应及时进行初平, 待混凝土初凝时再进行表面磨光, 确保华夫板面平整度。

待混凝土强度达到设计要求后拆除模架。先拆除支撑架及平台板部分, 再拆除钢木组合模板, 最后拆除玻璃钢模壳。拆下的模板进行修补和清洁, 以便周转使用。

本工程采用玻璃钢+钢木组合模板形式, 使华夫板圆洞部分尺寸精确, 混凝土完成面光滑美观, 保证了洁净厂房内恒压洁净空气流通过华夫板时的顺畅性, 所有阴阳角均做成圆弧状或45°倒角, 使混凝土完成面过渡圆滑平顺。若选用全木模板散支散拆难以达到成型效果。与玻璃钢整体式模壳相比, 显著降低了造价, 缩短了模壳加工周期, 解决了1 150mm高密肋梁模板支设与钢筋绑扎相互制约的难题, 降低了模板拆除时损耗, 有利于材料周转使用。华夫板最终成型质量达到地面平整度±3mm/3m的设计要求。

大连英特尔电子厂房选用梯形屋架, 坡度i=1/20, 中部高5.899m, 长79.2m。桁架分为2跨, 两端分别支撑在4层钢筋混凝土柱顶牛腿上, 中部则支撑在从2层混凝土顶板上生根的箱形钢柱上。桁架间距为7.2m, 共30榀, 单榀重32t, 相互间设置完整的支撑体系。为解决大跨度重型钢桁架屋盖安装高度高、范围大的难题, 并尽量减少对下部土建结构施工的影响, 选择滑移法施工。

本工程由于运输超限需将每榀桁架分为5段运至现场, 在厂房端部拼装场地组装成2个半榀。

利用两端○FB, ○FN轴线的钢筋混凝土柱和中部○FH轴线处箱形钢柱作为支撑点, 采用2台150t履带式起重机进行双机抬吊, 分别将2个半榀桁架吊装至柱顶支撑点上进行高空拼装。在两端○FB, ○FN轴线和中部○FH轴线分别铺设3条滑移轨道。30榀桁架共分为10个单元, 分别滑移就位后, 用150t履带式起重机将QY-12汽车式起重机吊运至2层顶板上, 进行钢桁架滑移单元间的散件安装, 同时6台塔式起重机辅助进行材料倒运, 最终完成屋面所有钢构件安装。焊接和高强螺栓施工按规范要求进行。滑移施工如图7所示。

进行建筑平面轴线及高程控制点引测, 并对柱基础及地脚螺栓进行复测。

沿两端○FB, ○FN轴线在4层混凝土柱间设置滑移梁, 上铺滑移轨道。○FH轴线在桁架中部箱形支撑钢柱的底部设置滑移轨道, 与2层混凝土顶板上的预埋件焊接固定。滑移轨道采用重型[18, 安装平直, 轨道接口处打磨光滑。

将○F1轴线外侧端部区域作为拼装场地, 选择2台150t履带式起重机进行地面拼装, 同时选择1台20t汽车式起重机作为辅助吊机进行构件的倒运和卸车。对场地地面进行硬化, 以满足吊车对地基承载力的要求。

滑移装置由钢滑块及每2块钢滑块间的连接钢管组成。钢滑块采用Q345B钢材制作, 外形呈船形, 采用黄油作润滑剂, 两滑块间采用100×8钢管进行连接。分别将3套滑移装置吊装安放至对应滑移轨道内。

地面拼装完成后, 采用2台150t履带式起重机分别将2个半榀桁架双机抬吊至柱顶滑移装置上, 进行钢桁架的高空组装。在○F1, ○F2, ○F3轴线上相继完成3榀桁架的高空拼装就位, 再安装桁架上下弦间的檩条、次梁、支撑等散件, 将3榀桁架联结成一个整体, 作为一个滑移单元进行整体滑移。

牵引装置包括卷扬机、滑轮组和同步控制器。卷扬机和滑轮组通过预埋件固定在钢筋混凝土结构上。利用钢丝绳将卷扬机、滑轮组和桁架滑移单元三者相连, 然后利用同步控制器控制各卷扬机均衡协同工作, 以实现桁架组装单元整体同步滑移。

启动同步控制器, 组装单元开始滑移, 同时在各滑移轨道上设置专人密切观测组装单元运动同步性, 随时进行调整。

当滑移单元距安装位置200mm时, 应停止滑移, 在各滑移轨道内用千斤顶缓慢将滑移单元推至安装位置。在桁架下弦底部设置顶升点, 当滑移单元顶升高度高出地脚螺栓10mm后, 卸下钢滑块及滑移轨道, 然后降落千斤顶, 将滑移单元准确安装就位。各千斤顶操作要同步, 协调一致, 顶升和降落就位过程要缓慢。

用150t履带式起重机将QY-12汽车式起重机吊运至2层顶板上, 进行钢桁架滑移单元间檩条、次梁及支撑安装, 应确保楼板具有足够承载力。

滑移施工完毕, 在吊车配合下拆除所有滑移设施。

本工程生产厂房 (FAB) 屋盖钢结构采用滑移法施工, 包括30榀钢桁架即10个滑移单元全部安装完毕, 共用时45d, 平均每个桁架滑移单元从组装、滑移到连接完成, 用时4.5d, 安装效率高。大型机械配置得当, 使用合理, 有效降低了施工成本。仅利用轴线外侧端部区域作为拼装场地, 施工场地占用较小。施工机械无须进入土建结构内部, 对土建施工不造成影响。

大连英特尔电子厂房通过科学合理的施工组织管理和关键施工技术运用, 顺利完成了厂房建设任务, 实现了工期、质量、安全、成本各项建设目标, 取得了良好的经济效益和社会效益。