国家会展中心天津)工程高效建造技术
1 工程概况
国家会展中心(天津)一期项目位于天津市津南区,是继广州、上海之后第3个国家级会展中心,总建筑面积134万m2。其中,一期展馆区建筑面积47.86万m2,占地750亩(1亩=666.67m2),由中央大厅、交通连廊及16个展厅组成,开工时间为2019年3月31日,竣工时间为2021年3月31日。
2 设计概况
仅中央大厅设有1层地下室,面积约为6万m2,地下为混凝土结构,地上为钢结构;展厅及交通连廊外檐高23.9m,中央大厅外檐高33.9m,工程效果如图1所示。
1)工程体量桩基础近2.9万根桩,累计桩长910km;总用钢量11万t;屋面面积约35万m2。
图1 工程效果
2)钢结构概况总用钢量约11万t,其中,中央大厅1.8万t,交通连廊3.2万t,展厅6万t。展厅主要由人字柱、屋面桁架及夹壁墙组成,桁架跨度84m(见图2)。中央大厅分为树状柱屋盖和下部框架两部分,共32根树状柱,单块屋面尺寸30.3m×30.3m(见图3)。
3)屋面概况整体屋面设计为金属屋面和玻璃采光顶,总面积34.8万m2。
4)幕墙概况整体工程外檐设计为铝板幕墙和玻璃幕墙,总面积21.8万m2,共分为8类体系。
5)机电概况本工程共有制冷机房2个、消防泵房1个、给水泵房2个、中水泵房2个、空调机房320个、变电所12个;其中,交通连廊地下部分设有机电综合管廊(见图4),管廊长1km,宽9m,高5.7m,主要包含空调、电力、给(中)水、消防、弱电等14个系统。
图2 展厅钢结构
图3 中央大厅钢结构
图4 机电综合管廊
3 项目策划及部署
3.1 加快进场速度
打造跑步进场、开工即抢工的施工氛围,进场第1天即完成大面积场区裸土覆盖,第2天100余台桩机全部进场就位,第3天办公区临建集装箱用房开始搭设,第6天场区道路全部硬化完成,第7天办公区临建搭设完成。
3.2 各阶段平面布置
1)场区道路及进出口现场运输量巨大,高峰期每天进场车辆达500余车次,根据本项目特殊情况设置了南北4条主干道、东西2条主干道,形成环形双车道,以缓解交通运输压力。
2)桩基施工阶段整体分为10个区段,其中,16个展厅分为8个区段,中央大厅分为2个区段(见图5),共投入各类钻机108台。
3)地下主体结构施工阶段进场后即对塔式起重机进行优化布置,共设置塔式起重机17台,主要分布在中央大厅及交通连廊有地下室的区域(见图6)。汽车式起重机根据现场需要随时调配。场区共设置钢筋加工场20个、木工加工棚20个,以满足现场施工需求。
图5 桩基施工区段布置
图6 地下主体结构施工区段阶段塔式起重机布置
4)地上钢结构施工阶段高峰时配置350t履带式起重机8台、260t履带式起重机4台,以及130,80,50,25t等汽车式起重机100余台,各类材料码放及构件拼装场地15个。
3.3 总体施工部署
1)建立矩阵式组织架构,由企业保障层、总包管理层、专业施工管理层组成,设置项目总指挥,整个现场分为3个生产管理区(东区、西区、中央区),配备3个区域经理及管理团队,每个团队都设有工程、技术、质量、安全、机电、物资管理部门。
2)土建结构施工阶段划分与桩基施工阶段相同,分为10个施工区段,各阶段施工分别配备10家分包商,整体同步施工。
3)钢结构、幕墙及屋面工程区段划分如图7所示,施工流程如下:(1)展厅部分整体划分为两大流水区段,由D1向D2区段组织施工;(2)交通连廊分2个同步施工区段,由中央大厅向两侧东西方向对称施工;(3)中央大厅分为2个同步施工区段,由中间轴向南北方向对称施工。
4 进度管理措施
4.1 制定超前内控计划
根据合同计划工期,制定超前内控计划,以平均提前15d左右为管控目标,桩基工程及地下主体结构工程均提前完成,后续其他专业有序开展。
图7 钢结构、幕墙、屋面工程流水施工顺序
4.2 计划编制、分解及考核
1)项目建立完善的计划管理体系,由项目经理兼作项目计划管理责任人,设置专职管理部门及计划工程师,每周召开进度专题例会,对各分包单位每周进度情况进行综合考评及纠偏,制定奖罚措施,考核结果上墙公示。
2)实施五级计划管控,根据总进度计划,分解为年、月、周、日进度计划,以日进度计划考核为基础,逐层进行周、月、年进度计划考核,从而实现总进度计划目标。
3)策划主要节点工期,设置里程碑节点,将里程碑节点与竣工节点以同等重要级别进行严格管控。
4.3 组织验收
编制详细的分区分段工程验收计划,绘制验收分区图(见图8),按序号依次组织验收,每项分部工程完成20%~30%施工区域后,立即组织分部验收工作,确保快速插入下一阶段分部工程施工。
4.4 工序衔接
4.4.1 整体平面转换及工序衔接
1)桩基工程于2019年5月12日施工完成,土方开挖于2019年5月1日开始插入施工,地下结构于2019年5月6日开始插入施工。
2) 2019年9月24日,混凝土结构全部施工完成;钢结构于2019年7月20日开始插入施工,混凝土结构完成时钢结构完成25%。
3)金属屋面及幕墙紧随钢结构进行流水施工,地上钢结构全部完成时,屋面完成70%,幕墙完成60%。
4.4.2 分区工序穿插
按展厅、中央大厅、交通连廊3个主要施工区域,根据项目土建、钢结构、幕墙、屋面等主要施工内容编制了分区整体工序穿插流程,并明确各专业穿插时间及前置条件。
4.4.3 局部设备用房工序穿插
1)本工程有320个空调机房,主要分布于展厅及交通连廊,空调机房施工内容较多、工序穿插频繁,根据现场实际情况编制了空调机房工序穿插作业流程及施工工序横道图。
2)交通连廊区域为机电全专业管线的重要枢纽段,机电施工空间有限,集中度较高,且1~3层精装区域面积占比较大,项目从纵向、横向及前置条件入手,编制详细的工序流程图。
3)中央大厅地下室以核心设备用房为主线,各类主要设备用房共计47个。为确保核心机房内施工有条不紊进行,特针对每个房间编制了施工工序流程图及机电工程房间手册。
5 资源保障措施
5.1 人力保障
提前编制每个阶段劳动力需求计划,根据工期及工程量配置足够数量的劳务分包及施工人员,高峰期达到6 000人左右,确保项目人力资源充足。
5.2 物资保障
1)本工程各项物资材料数量巨大,物资供应满足现场生产进度需求是重中之重:(1)集采物资提前将详细材料计划上报至局办公室,精确到时段;(2)调拨物资做好与各内部调出单位间的紧密联系,装车、运输、到场、使用均在当天完成;(3)招采物资根据供应能力优选多家供应商,全面保障物资供应。
2)通过对资源进行有效整合,使物资进场得到有力保障,各类材料每日进场数量如表1所示。
5.3 机械资源保障
本工程施工平面面积近40万m2,钢结构吊装量近11万t,大型机械需求量巨大,总计265台,高峰期157台大型机械同时作业,项目应在开工初期提前策划,确保机械进场数量满足现场生产需求。
图8 地基、基础、主体分区分段验收计划
表1 材料每日进场数量统计
表1 材料每日进场数量统计
6 技术保障措施
6.1 设计优化
根据工程特点,项目设置深化设计部,由项目总工程师牵头,将钢结构、幕墙、屋面、机电安装等专业分包深化设计团队融为一体,并根据总进度计划及时对工程图纸进行深化、审核、报审等。
1)因工期紧,开工初期需投入大量桩机,将原设计旋挖钻改为潜水钻,提高施工效率,加快施工进度。
2)本工程管桩共计19 868根,原设计每根管桩均有桩端承台及桩尖。通过设计优化,取消桩端承台,减少11道施工工序;根据土层及土质情况,取消管桩桩尖,缩短管桩制作加工周期,确保管桩在开工后5d内进场。
3)钢板桩支护原设计为15,18m,为非常规型号,需加工接长,优化后统一为12m的市场常规型号,且将钢板桩间的对撑间距由4m优化为6m,加快施工进度,保证后道工序提早插入。
4)本工程基础施工阶段正值雨季,原设计自粘型防水卷材对基层要求高,优化为强力交叉膜防水材料,可在基层潮湿情况下施工,有效降低了雨季对施工工期的影响。
5)将铝镁锰金属屋面无檩体系优化为有檩体系,降低了施工难度,提高了高空作业施工效率。
6.2 全专业BIM应用
1)中标后迅速组织经验丰富的BIM工作人员,成立项目总承包BIM工作室,通过实施BIM技术“全员、全专业、全过程”的管理方法及C8BIM+智慧工地相互配合的平台管理举措,建立项目特有的“3+2”管理模式。
2)进场后1个月完成全专业BIM模型的建立,结合BIM技术进行深化设计,钢结构深化设计及审核仅用45d,为后期钢构件加工及进场安装提供充分技术保障。
6.3 关键技术创新应用
1)废弃泥浆固化及固化物再利用技术固化系统如图9所示。本工程钻孔量约15.3万m3,产生泥浆量合计46万m3,为减少泥浆排放、保护生态环境,项目部自主研发废弃泥浆固化及固化物再利用技术,有效解决了泥浆排放问题。
图9 泥浆固化系统
2)“海鸥”式四弦凹形桁架大跨度钢结构分段吊装技术较常用的“高空拼装、累积滑移”“逐榀拼装、整体提升”安装方案,该技术在质量、安全、进度等方面都有显著优势。
3)超大悬挑“树状柱”高空自平衡拼装技术成功应用节省了支撑体系的施工时间,加快了现场施工进度。
7 结语
通过国家会展中心(天津)一期项目的前期详细策划、现场周密部署、过程动态管控,项目工期提前近30%,建造高效,成效显著,创造了国内会展建筑领域高效建造新速度,可为后续类似工程的施工提供参考经验。
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