1 工程概况

　　1.1 项目概况

　　本项目位于深圳市前海自贸区，占地面积1.3万m²，总建筑面积约19.4万m²，由1栋塔楼和2栋独立商业裙楼组成，地下3层，地上62层，建筑高度294.3m。大楼造型新颖独特(见图1)，立面沿高度扭转收分，每层平面均旋转，外立面采用玻璃幕墙，主要功能为办公。

　　1.2 结构概况

　　工程采用桩筏基础，主楼桩基采用钻孔灌注桩，基础底板厚3.5m，裙楼基础底板厚0.8m。主楼为钢筋混凝土结构和钢结构组成的混合结构体系(见图2)，裙楼为框架结构。主楼竖向结构包括钢筋凝土核心筒和外框钢管混凝土柱，水平结构包括楼面钢梁、钢筋桁架楼承板。

　　图1 项目建筑效果  

　　2 工程重难点分析

　　2.1 场平布置

　　本项目场地狭小，地块南侧为平南铁路，北侧为香江项目，西侧为港城八街，东侧为地铁5号线南延线，对场平布置要求极高。对各施工阶段平面布置进行详细策划，动态管理，以满足不同施工阶段生产、外部需求。施工阶段分为地下室施工、裙楼主体施工、塔楼地上施工和裙楼装修、塔楼地上施工和裙楼竣工。力求最大效率利用公共资源，合理设置大型设备、钢筋、钢结构、幕墙、机电等材料堆场，形成完善的施工场地管理流程，如图3所示。

　　图2 主楼结构体系  

　　图3 施工场地管理流程  

　　2.2 垂直运输

　　根据场地要求、可覆盖的有效空间、核心筒结构形式、单件构件最大质量等，主楼安装2台ZSL750动臂塔式起重机，1台附着于核心筒内部内爬，1台外挂于核心筒结构外侧(见图4)。核心筒施工至3层结构后利用450t汽车式起重机安装内爬动臂塔式起重机，核心筒4层结构完成后、启动外框钢筋混凝土柱前利用内爬动臂塔式起重机安装外挂动臂塔式起重机。内爬动臂塔式起重机以土建施工、材料吊运为主，外挂动臂塔式起重机以钢结构吊装为主(见图5)。汽车式起重机站位范围内楼板加密钢筋配置，提高混凝土强度等级以确保吊装安全。

　　本工程外立面垂直扭转收分，随高度不断变化，无法在建筑外立面设置施工电梯，施工电梯均在核心筒内(见图6)。安装4台SC200/200G型施工电梯，其中2台用于核心筒结构施工，2台用于外框结构装修，机电、幕墙施工材料及人员运输，为满足结构预留井道尺寸及考虑装修板材尺寸，电梯笼加高定做，尺寸为1.6m×2.3m×3m。

　　图4 塔式起重机平面布置  

　　图5 汽车式起重机安装动臂塔式起重机 

　　图6 施工电梯平面布置  

　　2.3 测量定位

　　塔楼建筑体型自下至上旋转上升，且逐渐内收，外立面为向建筑内倾的扭曲面，无标准层平面。外框结构测量定位是重点。外框钢管混凝土柱整体顺时针旋转，最大倾斜角度近5°，故外框钢管混凝土柱现场安装定位和施工安全是工程重难点之一。由于外框钢管混凝土柱安装时存在倾斜角度，在安装时可能会由于自重产生失稳。为确保钢管混凝土柱临时连接牢靠，采用双夹板对接自平衡技术(见图7)。技术措施为:(1)连接板、夹板材质均为Q345B，连接板厚26mm，双夹板厚22mm，临时连接螺栓全部采用M20×110 10.9级承压型高强螺栓;(2)连接板与钢管混凝土柱本体焊缝全部为一级全熔透焊缝。

　　图7 双夹板临时连接措施  

　　3 关键建造技术

　　3.1 爬模与铝合金模板综合模板体系技术

　　本工程结构形式为劲性混凝土核心筒+外框钢结构，为最大限度地确保核心筒一次施工完整性，核心筒选用爬模(见图8)与铝合金模板综合模板体系施工，其中爬模施工范围为核心筒外墙、中部电梯井内墙，单层面积950m²;铝合金模板施工范围为部分内墙及水平梁、板结构，单层面积1 100m²。

　　图8 液压爬模体系构造  

　　本项目充分考虑爬模与塔式起重机、布料机、施工电梯之间的协调处理(见图9)，变截面墙、变梁区域爬模设计，爬模斜爬设计及铝合金模板高效周转，爬模与铝合金模板接口位置、铝合金模板门洞位置加固设计。爬模体系选用SCS80分离式上架体，3层上架体作业平台高度分别为3,3,2m，其中包括2层钢筋绑扎平台，该设计实现了钢筋一次绑扎2层，保证各道工序连续不间断施工，规避钢筋工、木工窝工现象;同时考虑到3层上架体整体荷载，提高平台堆载能力，下架体选用承载力更强的SCS120下架体。

　　图9 爬模与大型设备位置关系  

　　核心筒施工至5层时，安装大模板与铝合金模板，开始标准层施工。爬模与铝合金模板体系强度高、刚度大，可重复周转，过程浪费少，整个核心筒施工中爬模与铝合金模板体系共周转55次，节约材料。爬模可自爬升，铝合金模板体系通过井筒传递实现周转，无须占用塔式起重机，节能减排，且铝合金模板为早拆体系，缩短工期，节约成本;爬模与铝合金模板体系回收利用率高，铝合金模板体系所有材料均为可再生材料，符合国家对建筑项目节能、环保、低碳、减排的规定。同时由于爬模与铝合金模板刚度大，能充分保证混凝土成型质量。

　　3.2 超高层自密实混凝土技术

　　本项目16根外框钢管混凝土柱内灌C70自密实混凝土，柱截面尺寸每层钢管混凝土柱内部有3道内环板及3道竖向加劲板，最高达300m;钢结构分节情况:29层以下2层1节，29层以上3层1节，柱内部还存在内环板及竖向加劲板，每节浇筑高度为8.8～13.2m，要求混凝土具有很高的流动性及黏聚性，对混凝土材料及配合比要求高。单次浇筑最大方量约288m³，单根钢管混凝土柱浇筑最大方量约18m³。

　　为确保自密实混凝土柱质量，现场进行模拟试验^[1]，模拟钢管混凝土柱及内部构造，按比例采用圆柱模板制作，直径1 200mm、高1 450mm，如图10所示。

　　图1 0 钢管混凝土柱  

　　因本工程自密实单次浇筑高度达13.2m，为保证浇筑质量，避免浇筑过程中产生离析或混凝土孔洞等缺陷，在地下室选取2根浇筑高度14.7m钢管混凝土柱进行试验，利用柱内预埋声测管来测试混凝土中内部缺陷情况，检测结果良好。

　　通过试验柱及现场检测，反复调整后最终确定本项目自密实混凝土配合比，如表1所示，坍落度>220mm。

　　表1 C70自密实混凝土配合比 

　　kg·m^-3

　　表1 C70自密实混凝土配合比

　　自密实混凝土浇筑方式为:地上结构100m高度以下选用ZLJ5121THB-14混凝土泵，100～200m高度选用ZLJ5310THB-18高压混凝土泵;200m高度以上选用SY5125THB-9022超高压混凝土泵;按泵送速度25m³/h计算，每次外框钢管混凝土柱理论浇筑完成时间约为12h。

　　3.3 冷弯单元幕墙技术

　　本项目外立面为45°空间扭转收缩形成曲面造型，平面轮廓螺旋上升旋转形成建筑曲面，建筑外表皮每米高度旋转0.145°，共约9 000块不同规格四点不共面幕墙单元板块。分别选取底部3层、中部44层、顶部62层三维实体模型单元进行翘曲数值分析。单元板块翘曲距离最大为21.3mm，玻璃最大变形出现在玻璃中部(见图11)，中部应力最大值为44.4MPa。计算结果表明，本项目采用冷弯技术可行。工厂冷弯技术为:幕墙龙骨为不共面组合，玻璃面板为平板;工厂组装的重点在于玻璃面板，当板块三点就位后再弯曲第一点就位，达到曲面拟合。

　　图1 1 幕墙单元体冷弯数值模拟  

　　单元式幕墙安装由多个单元板块通过上、下、左、右插接组成，立面上须按自下向上顺序施工，平面上以各转角部位为起点，板块根据不同施工面依次按顺时针或逆时针方向吊装，如图12所示。

　　图1 2 幕墙单元体安装  

　　3.4 装配式机房建造技术

　　制冷机房位于地下3层，机房采用3台制冷量为4 220kW(1200RT)离心制冷机和2台1 055kW(300RT)螺栓机作为冷源。制冷机房内管线密集、排布复杂，施工空间有限^[2]。如按传统工艺施工，则工序多、难度大、周期长等。为保证施工质量、缩短施工周期，考虑采用基于BIM技术的装配式制冷机房。

　　制冷机房系统方案及管线排布确定后，根据现场预留设备运输通道、吊装孔等情况，确定每段预制管件最大尺寸。综合考虑工厂加工设备、施工现场安装等情况，对管道预制件进行合理拆分，最大程度地保证管道整体性，尽量减少法兰数量及漏水隐患。通过现场装配安装实现零动火作业，安全高效、节能环保，保证施工安全。

　　4 结语

　　1)超高层建筑场平布置和垂直运输策划对项目建设至关重要，要策划在前、及时动态调整。

　　2)高强度自密实混凝土配合比和浇筑方式可以实践与试验相结合，通过试验验证理论的可靠性，解决工程实际问题。

　　3)智能建造是未来建筑发展方式，装配式、BIM技术等必将应用越来越广泛。