由我局承建的亞洲第一高樓——深圳地王商業(yè)大廈在社會各界和各級領(lǐng)導的關(guān)心與支持下，已于95年六月提前封頂。這不僅是中建三局的驕傲，也是海峽兩岸建筑同仁的共同驕傲，它標志著我國在高度尤其是超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工領(lǐng)域的重大突破。
一、“光輝的歷程”——我局超高層鋼結(jié)構(gòu)施工歷史回顧
同發(fā)達國家相比，超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國起步較晚，成熟及可借鑒的經(jīng)驗不多。改革開放以來，許多“高、大、新、尖”的現(xiàn)代化建筑如雨后春筍般聳立，成為國民經(jīng)濟高速發(fā)展的重要標志。而鋼結(jié)構(gòu)因其自重輕、施工周期短、抗震能力強等優(yōu)勢和特點被人們廣泛應用于高層尤其是超高層建筑中。中建三局以其“敢為天下先，爭創(chuàng)第一流”的企業(yè)精神和勇于承接“高、大、新、尖”工程的膽魄和實力，瞄準了這塊尚待開墾的沃土，發(fā)揮大型企業(yè)的技術(shù)和設備優(yōu)勢，于1986年率先承建了當時全同第一座超高層鋼結(jié)構(gòu)的建筑——高165.3m的深圳發(fā)展中心大廈，僅10個月便完成了主體11000噸鋼結(jié)構(gòu)施工任務，垂直最大偏差25mm，提高了美國AISC規(guī)范程度的標準，并首先運用CO2氣體保護半自動焊用于超厚鋼板焊接的新工藝，刻苦鉆研、反復攻關(guān)，終于成功地解決了130mm超厚鋼板的焊接技術(shù)。填補廠國內(nèi)超厚鋼板焊接的空白，整個工程的焊接質(zhì)量10O％超聲波探傷，100％合格，達到了國際一流水平。該工程成套施工技術(shù)的成功應用，使在我國起步較晚的超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)向前跨進了一大步，深圳發(fā)展中心大廈鋼結(jié)構(gòu)成套安裝技術(shù)因此分別獲1988年、1989年度中建總公司科技進步一等獎和國家科技進步三等獎。
由于在深圳發(fā)展中心大廈超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝中取得的重大成功，1987年又中標承建了我國第一座全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑，高146.5米的上海國際貿(mào)易中心大廈，僅用7.5個月的工期便“安全、優(yōu)質(zhì)、高速”地完成了主體10470噸鋼結(jié)構(gòu)的施工任務。鋼結(jié)構(gòu)主體垂直度偏差僅為17mm。提高了日本JASS規(guī)范標準，焊接100％探傷，100％合格，受到業(yè)主及各界的高度贊譽，該工程榮獲上海建筑質(zhì)量最高獎——“白玉蘭”獎和國家建筑業(yè)最高獎——魯班金像獎。此后我們又承建了上海太平樣大飯店、新金橋大廈及①界廣場等國內(nèi)具有較高聲望的鋼結(jié)構(gòu)工程，特別是1995年6月9日封頂?shù)母?83.95m的深圳地王大廈，我局僅用1年零12天（比合同工期提前兩個多月）便安全、優(yōu)質(zhì)、高速地完成了24500噸主樓鋼結(jié)構(gòu)的施工任務，主體垂直度總偏差向外17mm，向內(nèi)25mm，提高了精度，僅是美國AISC規(guī)范允許誤差的1／3（向外51mm，向內(nèi)76mm）；焊縫延長米60萬（其中立焊、斜立焊縫占1／7）100％探傷，100％合格，優(yōu)良率達94％，并創(chuàng)造了施工全過程中構(gòu)件無一墜落，人員無一傷亡的奇跡和兩天半一層樓的九十年度“深圳新速度”。罕見的工期、一流的質(zhì)量和安全
得到業(yè)主、總包及社會各界的高度贊譽。
去年8月，深圳地王大廈主樓超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)通過了國家級鑒定。與會專家一致認為：地王大廈是我國近十年才起步的超高層鋼結(jié)構(gòu)工程的代表作，表明我國高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在以往成功基礎上又取得了重大的進步，地王大廈超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)達到了國內(nèi)領(lǐng)先及國際水平。
從深圳發(fā)展中心到上侮國貿(mào)、從上海國貿(mào)到深圳地王大廈是我國在超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝發(fā)展史上從無到有、施工技術(shù)由弱到強的里程碑，代表著三局在近十年超高層鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展史上的光輝歷程。
二、超高層鋼結(jié)構(gòu)自裝施工技術(shù)
因有幸參與了在我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展史上具有劃時代意義的三個主要超高層鋼結(jié)構(gòu)工程：深創(chuàng)發(fā)展中心大廈、上海國際貿(mào)易中心和深圳地王商業(yè)大廈的施工組織與管理，結(jié)合高層鋼結(jié)構(gòu)的工藝流程與特點：（構(gòu)件驗收→吊裝→量控制→高強螺栓→焊接及其檢測→壓型鋼板與熔焊栓釘）。超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)主要體現(xiàn)在以下七個方面：
1、構(gòu)件進場，驗收與堆放
2、塔吊的選擇、布置及裝拆
3、吊裝
4、測量控制
5、焊接
6、工期及質(zhì)量控制
7、安全施工
下面我結(jié)合深圳地王大廈主樓超高層鋼結(jié)構(gòu)的施工情況就這些問題同各位專家和同仁交流一下超高層鋼結(jié)構(gòu)施工經(jīng)驗和體會。
1、構(gòu)件的進場、驗收與堆放
場地狹小、施工條件差是當前施工工程普遍存在的困難，對越高層鋼結(jié)構(gòu)工程而言，相對緊張的工期內(nèi)構(gòu)件堆場要求更高更嚴，這個問題不處理好必將對吊裝及整個工程施工造成嚴重影響。地王大廈施工初期，由于構(gòu)件堆場較多，鋼結(jié)構(gòu)進場量大，需堆疊2－3層，如沒有周密的進場計劃，勢必造成現(xiàn)場構(gòu)件進場順序的混亂，其結(jié)果是：需要的構(gòu)件壓在下面，不用的構(gòu)件放在上面，不僅驗收工作無法進行，而且存在著大量的翻料、找料等重復工作。后來在強化現(xiàn)場管理及構(gòu)件進場計劃的基礎上，著重抓了堆場布置、構(gòu)件的堆放順序等工作，除根據(jù)吊裝需要周密的進場構(gòu)件外，還根據(jù)吊裝順序和堆場規(guī)劃特點將進場構(gòu)件進行有序排列，既保證了驗收工作的正常進行，也為吊裝創(chuàng)造了良好的外部條件。
把好構(gòu)件的驗收關(guān)是我們在以往施工的超高層鋼結(jié)構(gòu)工程中的經(jīng)驗體會。深圳地王大廈主樓共有鋼構(gòu)件14860件，制造及運輸過程中難免會出現(xiàn)這樣或那樣的問題，這些問題如不在地面加以消除，吊裝到上面勢必增加安裝的進度，對整個工種質(zhì)量控制也將產(chǎn)生嚴重影響。
2、塔吊的選擇、布置與裝拆
塔吊是超高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工的核心設備，其選擇與布置要根據(jù)建筑物的布置、現(xiàn)場條件及鋼結(jié)構(gòu)的重量等因素綜合考慮，并保證裝拆的安全、方便、可靠。
我們根據(jù)地王大廈的地理位置、結(jié)構(gòu)形狀及大量的特殊構(gòu)件（如重47.5t的大型“A”字斜柱和37t／節(jié)的箱形柱等）選擇二臺澳大利亞產(chǎn) M440D大型內(nèi)爬式塔吊并將其布置在核心墻#1和#5井道內(nèi)，不僅滿足了所有構(gòu)件的垂直運輸，而且為大量超重、超高及偏心構(gòu)件的雙機抬吊創(chuàng)造了條件。
M440型內(nèi)爬式塔吊在國內(nèi)尚屬首次使用，成熟可借鑒的經(jīng)驗不多。施工中我們一改傳統(tǒng)的塔吊互吊的爬升方案，采用了一套“卷揚機＋扁擔”輔助系統(tǒng)較好地解決了二部塔吊的爬升難題，大大提高了塔吊的使用效率，加快了提升速度，為工期提前起了決定性作用；而大型內(nèi)爬塔吊的拆除是一項技術(shù)復雜、施工難度大的工作，我們采用了“以大化小、化整為零”的方法，較好地解決了在國內(nèi)視為難題的大型內(nèi)爬塔吊的拆除難題，為國內(nèi)同類工程運用內(nèi)爬式塔吊提供了范例。
3、吊裝
吊裝是鋼結(jié)構(gòu)施工的龍頭工序，吊裝的速度與質(zhì)量對整個工程起舉足輕重的作用。在深圳的地王大廈主體超高層鋼結(jié)構(gòu)施工中，通過采取“區(qū)域吊裝”及“一機多吊”技術(shù)解決了工期緊與工程量大的矛盾。
通過采用“雙機抬吊”及門型架不僅解決了高53．79m、長63.20m跨度為32．1m、重達232t的大型“A”斜吊的吊裝難題，而同解決了主樓兩根長85.61m、重85.51t并處于超重、偏心、超高狀態(tài)下大型桅桿的吊裝難題。
4、測量控制
在超高層鋼結(jié)構(gòu)施工中，垂直度、軸線和標高的偏差是衡量工程質(zhì)量的重要指標，測量作為工程質(zhì)量的控制階段，必須為施工檢查提供依據(jù)。
從鋼結(jié)構(gòu)施工流程可以看出，各工序間既相互聯(lián)系又相互制約，選擇何種測量控制方法直接影響到工程的進度與測量。在深圳地王大廈鋼結(jié)構(gòu)施工初期，總包單位的測量監(jiān)理工程師提出采用“整體校正”的方法，即在柱子安裝后再跟蹤糾偏，梁裝不上去時臨時掛或搭在上面，待整節(jié)柱、梁、斜撐全部安裝后再整體校正。由于構(gòu)件的制作及核心的施工都存在著一定的誤差，采用這種校正方法具有很大的盲目性，不僅造成大量的二次安裝，而且柱梁安裝后結(jié)構(gòu)本身已具有一定的剛度，大大增加了校正的難度。后來我們及時將“整體校正”改為“跟蹤校正”，即在柱梁框架形成前將柱子初步校正并及時糾偏，大大減輕了校正難度，每節(jié)校正時間由原來10d左右縮短為2－3d，即可交給下道工序作業(yè)，并實現(xiàn)了區(qū)域施工各工序間良性循環(huán)的目標。
為了使地王大廈主樓鋼結(jié)構(gòu)施工達到世界一流水平，項目還制訂了比美同AISC規(guī)范標準更嚴格的質(zhì)量控制指標：內(nèi)向 25mm、外向 20mm，并摸索出一整套采用激光鉛直議進行“雙系統(tǒng)復核控制”的新方法，為保證項目質(zhì)量控制目標實現(xiàn)起了十分重要的作用。
5、焊接
高層鋼結(jié)構(gòu)具有工期緊、結(jié)構(gòu)復雜、工程量大、質(zhì)量要求高的特點，而焊接作為鋼結(jié)構(gòu)施工的重要工序，其工序的選擇與施焊水平對工程的“安全、優(yōu)質(zhì)、高速”的完成影響重大。
深圳地王大廈因其罕見的高寬比達1：9，所以設計中采用了大量的斜撐及大型“A”字斜柱。在總計60萬m延長縫中，立焊、斜立焊約有8.6萬延長米，共848組接頭，占整個焊接工程量的1／7。此類結(jié)構(gòu)不僅處于結(jié)構(gòu)的重要部位，而且大都處于外向、斜向及懸空部位，安全操作與施工防護都比較困難。尤其是相對緊迫的工期與浩大的焊接工程量之間的矛盾，使我們一開始就面臨著嚴峻的考驗。盡管在深圳發(fā)展中心大廈，上海國貿(mào)中心大廈等鋼結(jié)構(gòu)工程施工中，我們采用CO2氣體保護半自動焊應用于立焊、斜立焊和俯角焊的
新工藝，才能從根本上解決焊接施工的需要。
工藝選定后，編制出一整套切實可行的適用本工程特點的CO2氣體保護半自動焊接工藝及方法便成了當務之急。焊接QC小組在項目組的帶動下進行了艱難的嘗試，開展了一系列卓有成效的工作。
首先我們確定了攻關(guān)目標，運用關(guān)聯(lián)圖找出影響質(zhì)量的原因，并應用01分析法進行系列分析，針對這些問題找出相應的對策措施；并建立了有效的質(zhì)量保證體系，制定了完善的工藝指導書，經(jīng)過反復實驗，確定了運用于立焊、斜立焊的工藝參數(shù)；通過對焊絲的伸出長度、焊縫層間清理，焊槍施焊角度反復摸索，形成了一整套“挑壓拖帶轉(zhuǎn)”的操作要領(lǐng)；為使焊接環(huán)境處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，加強了施工防護措施和輔助措施。經(jīng)過項目組和焊接QC小組全體人員的不懈努力，經(jīng)過半月之久的失敗、總結(jié)，小有成效研究；大有成效、鞏固，到比較成熟、反復焊驗，終于成功地解決了CO2氣體保護焊應用在超厚件立向、斜立向焊接頭上的施焊工藝課題（已獲得國家專利）。通過技術(shù)攻關(guān)、工藝的改進，焊接質(zhì)量得到了逐步提高，工期大大提前，受到總包及業(yè)主的好評，產(chǎn)生了良好的社會效益和經(jīng)濟效益，并在社會上產(chǎn)生了良好的聲譽。
6、質(zhì)量與工期控制
超高層鋼結(jié)構(gòu)不同于一般混凝土建筑的顯著特點是：質(zhì)量高、工期緊。質(zhì)量與工期的保證依賴于科學的管理、嚴格的施工組織和新技術(shù)、新工藝、新設備的大膽應用。
深圳地王大廈主體鋼結(jié)構(gòu)14860件，重24500t，壓型鋼板14萬平米，熔焊栓釘50萬套，焊縫總計60萬延長米。而業(yè)主規(guī)定的工期僅14.5個月，并且工程按美國規(guī)范標準進行驗收，工期短、工程量大、施工難度高國內(nèi)外罕見。
建立科學管理的組織體系，嚴格按項目管理法施工是保證工程“安全、優(yōu)質(zhì)、高速”進行的關(guān)鍵。為此，我們組建了地王項目經(jīng)理部，實行項目經(jīng)理負責制和全員合同管理。在組織形式上，實行定編定員、定崗位、定職責，提倡一專多能、一人多職、工段長與工人一道上前線。既起到了表率作用，又便于現(xiàn)場管理。從項目經(jīng)理到勞資、安全、技術(shù)等職能部門到現(xiàn)場辦公，及時了解、掌握工程的進度情況，解決有關(guān)的技術(shù)、質(zhì)量、安全等問題，在整個項目管理形成了以項目經(jīng)理為核心，集施工組織網(wǎng)絡的安全質(zhì)量保證體系及新技術(shù)攻關(guān)應用和QC小組為一體的短小精悍的施工隊伍。同時各工段均實行了項日承包，明確了責、權(quán)、利并實行風險抵押制度，最大限度地調(diào)動了一線工人的積極性和責任感，為工程的大干快干奠定了基礎。為把為中國人自己施工的第一座世界級摩天大廈建設成跨世紀的經(jīng)典之作，項目不僅制作了比美國規(guī)范標準更嚴格的質(zhì)量控制目標，而且積極配合吊裝、測量、焊接QC小組進行了攻關(guān)，“四新”技術(shù)在地王大廈主樓超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝施工中得到了充分的應用。在項目的領(lǐng)導下，吊裝QC小組改進了傳統(tǒng)的“一機多吊”和“雙機抬吊”技術(shù)，大大加快了吊裝的進度；測量QC小組將傳統(tǒng)的“整體測量”技術(shù)進行了改進，創(chuàng)新了“跟蹤測量”和“雙系統(tǒng)復核控制”技術(shù)，成功地將主樓垂直度總偏差控制為向外17mm，向內(nèi)25mm，僅是美國規(guī)范標準1／3;焊接QC小組經(jīng)過艱苦的嘗試，終于成功地突破了CO2氣體保護半自動焊應用于立焊、斜立悍的禁區(qū)，不僅提高了工效、保證了工期，而且所有焊縫經(jīng)權(quán)威的第三方100％探傷，100％合格，優(yōu)良率達94％。
在鋼結(jié)構(gòu)工程中區(qū)型鋼板鋪設是一道工作量大及危險性大的工序其鋪設的快慢不僅直接影響工程的進度，并經(jīng)過吊裝艦慢校正、高強螺栓及焊接等一系列工序的施工安全帶來嚴重影響。為此我們從日本進D了兩臺國際先進水平的Co。點焊機，不僅操作簡單加間短而己焊點光潔平滑、質(zhì)量好工效是手工焊的五倍。地工大廈主樓超高層鋼結(jié)構(gòu)L程中所引進的澳大利亞M44OD大型內(nèi)爬吊、日本產(chǎn)CO。氣體保護半自動焊機及熔焊杜釘機等先進設將都在本工程施中發(fā)揮了重要作用。
7、安全施工
安全施工是鋼結(jié)構(gòu)施工中的重要環(huán)節(jié)，超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的特點是高空、懸空作業(yè)點多。 地王大廈施工過程中，僅高強螺栓就有50萬顆，這些東西雖小，但如果從幾百米高的地方掉下去， 后果可想而知。為了杜絕安全事故，項目成立了安全監(jiān)督小組，設立了專職安全員，嚴格管理， 制定了周密完善的安全生產(chǎn)條例，對職工進行定期的安全教育，樹立“安全第一”的思想。 在嚴格管理的基礎上，項目不惜花大量的人力、物力、財力進行嚴密的防護。 采取搭設雙層安全網(wǎng)及壓型鋼板提前鋪設等新工藝，創(chuàng)造了地王大廈主體超高層鋼結(jié)構(gòu)施工379天， 人員無一傷亡，構(gòu)件無一墜落的奇跡。在中建總公司組織的深圳地工商業(yè)大廈超高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù) 鑒定會上，專家們從為地王商業(yè)大廈超高層鋼結(jié)構(gòu)裝施工技術(shù)達到了國際先進水平，該項成果已被評 為我局科技成果特等獎。中建總公司科技進步一等獎，國家科技進步三等獎。
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