CCTV技術(shù)創(chuàng)新與創(chuàng)效在特大型工程中的體現(xiàn)(改)

1、技術(shù)創(chuàng)新與創(chuàng)效在央視底板施工中的體現(xiàn)作者：中央電視臺(tái)新臺(tái)址A標(biāo)段項(xiàng)目經(jīng)理部楊曉毅隨著世界范圍內(nèi)建筑市場(chǎng)一體化進(jìn)程的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀建筑企業(yè)在更大范圍內(nèi)展開(kāi)更為激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。面對(duì)挑戰(zhàn)，企業(yè)不僅要建立健全“EPC總承包管理模式，還要在此模式下充分發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新與創(chuàng)效能力，把資源最佳配置結(jié)合在工程項(xiàng)目上，才可真正實(shí)現(xiàn)質(zhì)量與效益、工期與效益、成本與效益的完美統(tǒng)一。對(duì)于中央電視臺(tái)新臺(tái)址這座造型獨(dú)特的特大型建筑，技術(shù)管理工作已不再是簡(jiǎn)單地執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)技術(shù)方案實(shí)施指導(dǎo)，而是有了更深層次的研究和挖掘。項(xiàng)目技術(shù)工作中出現(xiàn)了大量無(wú)先例、無(wú)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的研究課題，技術(shù)工作難度大而且標(biāo)準(zhǔn)高。鑒于中央電視臺(tái)新臺(tái)址

2、項(xiàng)目技術(shù)難點(diǎn)多，在解決一些關(guān)鍵性技術(shù)難題的時(shí)候，技術(shù)人員本著安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、便于操作的原則，慎重制定專項(xiàng)施工方案，取得了一些經(jīng)驗(yàn)和成績(jī)。下面就技術(shù)創(chuàng)新與創(chuàng)效在央視底板施工中的體現(xiàn)進(jìn)行論述一央視底板施工存在的難題難題1底板大體積混凝土施工CCTV主樓基坑南北長(zhǎng)292.7m,東西寬219.7m。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)將整個(gè)底板用后澆帶劃分為16塊，各塊大小、厚度不一。尤其以兩座塔樓的底板體量巨大，厚度超厚，鋼筋特殊。其中塔樓1底板面積為6824m2,一次澆筑混凝土量超過(guò)39000m3,詳見(jiàn)（圖1）;塔樓2底板面積5477m2,一次澆筑混凝土量也超過(guò)33000m3。圖1塔1基底標(biāo)高及筏板厚度示意圖難

3、題2超規(guī)范HRB400-50鋼筋的應(yīng)用央視塔樓區(qū)筏板底鐵為27層HRB400級(jí)50200400鋼筋網(wǎng)片，該鋼筋是國(guó)內(nèi)首次使用。且沿底板厚度方向每1500mm設(shè)置雙向HRB335級(jí)25200鋼筋網(wǎng)片，上鐵為23層HRB400級(jí)50200400鋼筋網(wǎng)片，詳見(jiàn)（圖2）。圖2主樓區(qū)底板典型截面配筋圖難題3埋入式鋼柱的安裝央視地下室13根埋入式鋼柱分布在塔樓1和塔樓2的外側(cè)，鋼柱編號(hào)為C1、C2、C6、C7、C37、C38、C42、C43、C44、C77、C84、C85、C97,其中C77有預(yù)應(yīng)力錨栓。埋入式鋼柱的材質(zhì)為Q390D,埋入式鋼柱柱腳柱底筏板頂面標(biāo)高為-16.500m,最重鋼柱為C77,約8

4、0t。13根埋入式鋼柱除C7、C37為單向傾斜6。外其余均為雙向傾斜6。（圖3）。UmH-3Jnn甘T-r !nn:H:ri-i 1 三 HneH-TH- 干 A»1 Arl.口口D 科工，J-+4一» f -If - J JIB4 rtjl*J Jid-埋入式鋼柱腳分布圖圖3二央視底板施工的技術(shù)創(chuàng)新（一）HRB400-50鋼筋制作由于本工程的HRB400級(jí)50mm鋼筋為國(guó)內(nèi)首次使用，在50mm鋼筋的放樣、加工及綁扎過(guò)程中，有一些前所未有的技術(shù)難題。1、HRB400級(jí)50mm鋼筋原材取樣在鋼筋原材取樣方面，共使用了HRB400級(jí)50鋼筋近2萬(wàn)噸，50mm鋼筋單根重量很大，原

5、材試驗(yàn)數(shù)量多，而且每次試驗(yàn)費(fèi)用也很高?，F(xiàn)場(chǎng)在積累了80組原材復(fù)試的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，組織相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行技術(shù)論證，將HRB400級(jí)50鋼筋原材檢驗(yàn)批由規(guī)范要求的60噸擴(kuò)大至220噸，減少試驗(yàn)費(fèi)。2、HRB400級(jí)50mm鋼筋切斷在兩個(gè)塔樓的底板施工中，60天的時(shí)間內(nèi)共需加工50鋼筋直螺紋接頭8萬(wàn)個(gè)，切削斷面有16萬(wàn)個(gè)。根據(jù)直螺紋加工的要求，鋼筋在套絲時(shí)需保持端面平直。普通直徑的鋼筋在進(jìn)行直螺紋套絲前一般采用砂輪機(jī)進(jìn)行切割，去除端頭不符合直螺紋加工要求的部分，而HRB400級(jí)50鋼筋由于其直徑大、強(qiáng)度高，用砂輪機(jī)切割對(duì)鋸片損耗非常大，且加工速度很慢，施工進(jìn)度上和經(jīng)濟(jì)上難以承受。所以，在切割50鋼

6、筋時(shí)，我們引入了帶鋸切割機(jī)。圖4:鋼筋帶鋸切割機(jī)使用鋼筋帶鋸機(jī)進(jìn)行切割有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):（1）該切割機(jī)在切割鋼筋時(shí)可自動(dòng)噴出切割液，以避免鋼筋局部溫度過(guò)高造成損傷。（2）切割速度快。鋼筋帶鋸機(jī)一次可同時(shí)切割4根50鋼筋，切割時(shí)間約1.5分鐘，（如果用砂輪機(jī)，切割一個(gè)端頭大約需要4560分鐘，每切割一次需更換一個(gè)鋸片）加上備料、運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間，每切割4根鋼筋（每根鋼筋兩個(gè)端頭）需要的時(shí)間約為5分鐘。這樣每?jī)膳_(tái)帶鋸機(jī)每個(gè)臺(tái)班（按8小時(shí)計(jì)，實(shí)際每天加工15小時(shí)，兩天更換1根帶鋸條）可以切割50鋼筋380頭以上。鋼筋帶鋸機(jī)一般每?jī)膳_(tái)為一組使用，以方便鋼筋兩頭切割。加工費(fèi)用對(duì)照表設(shè)備名稱設(shè)備需求量設(shè)備單價(jià)材料

7、損耗/頭人工費(fèi)/日總加工費(fèi)帶鋸機(jī)41.5力兀0.125元320元9.92萬(wàn)無(wú)齒鋸1331200元7.5元1.06萬(wàn)元199.56萬(wàn)（加工按照每天15小時(shí)，人工每日15小時(shí)80元計(jì)算）由此可見(jiàn)，采用帶鋸機(jī)進(jìn)行接頭加工，經(jīng)濟(jì)效益和工期效益十分明顯。（二）底板支撐設(shè)計(jì)由于“EPC工程總承包管理最大的特點(diǎn)是擁有自行的深化設(shè)計(jì)能力，因此，央視大量的深化設(shè)計(jì)是由項(xiàng)目技術(shù)部完成的。在央視塔樓區(qū)域底板，其厚度為4.50010.900m,上鐵鋼筋由23層HRB400級(jí)50200400鋼筋網(wǎng)片組成，每平方米面積內(nèi)最大鋼筋重量為504kg（常規(guī)底板一般為57.6kg）。施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)的鋼筋半成品可能在局部成捆堆放

8、，大大增加局部重量。在這樣一個(gè)特殊的底板面前，常規(guī)的鋼筋支撐作法都無(wú)法滿足要求，為了保證塔樓底板上層鋼筋綁扎順利施工，滿足安全性要求，同時(shí)又不致造成過(guò)大的浪費(fèi)，經(jīng)過(guò)項(xiàng)目技術(shù)部反復(fù)研究，認(rèn)為采取型鋼支撐架支撐體系是合理、安全的選擇。鋼支撐架體系設(shè)計(jì)：鋼梁選用8,型鋼柱選用101800,連接采用E43XX型焊條的手工焊。沿底板厚部方向設(shè)置L50角鋼將每4個(gè)型剛柱連接成一個(gè)整體，以提高鋼筋支撐的穩(wěn)定性。另外，為保證鋼筋支撐體系的側(cè)向穩(wěn)定，雙向設(shè)置HRB335級(jí)147200的斜向拉筋。圖5塔樓區(qū)上部鋼筋支撐體系圖在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮L50角鋼與層間溫度鋼筋網(wǎng)片綁扎后能夠提供較大的水平剛度，起到框架結(jié)構(gòu)中梁

9、板的作用，L50角鋼將豎向支撐劃分成每1.5m一個(gè)計(jì)算單元，因此將計(jì)算長(zhǎng)度變?yōu)?.5m,最不利段為底部1.5m區(qū)段（一端固定、一端自由）。塔樓底板底面鋼筋保護(hù)層厚度為100mm,底板下層典型配筋為HRB400級(jí)50200400雙向7層布置，厚度達(dá)到1100mm,同時(shí)考慮50鋼筋自身剛度非常大，因此將型鋼架支撐上提到底板下層鋼筋網(wǎng)片的頂面，減少型鋼用量。同時(shí)為保證10槽鋼穩(wěn)定，在支撐底部設(shè)置長(zhǎng)350mm的L75X5短鋼梁搭在鋼筋網(wǎng)片上。was圖6塔樓鋼筋支撐架底部連接示意圖在支撐體系頂部鋼梁設(shè)計(jì)中，考慮50鋼筋自身剛度大的特點(diǎn)，要求鋼梁與上鐵底部鋼筋綁扎，使50鋼筋也能起到一定作用，因此在鋼梁內(nèi)

10、力計(jì)算中，應(yīng)力值達(dá)到了允許應(yīng)力的95%,以縮小型鋼截面。由于底板底部高低不一，上部和下部鋼筋也有很大變化，因此所有豎向鋼筋支撐高低不同，為嚴(yán)格控制型鋼用量，繪制支撐平面布置圖和支撐高度表，使支撐的實(shí)際用量與方案設(shè)計(jì)用量保持一致。隨鋼筋綁扎的進(jìn)行，項(xiàng)目部對(duì)支撐體系進(jìn)行了追蹤監(jiān)控，未觀察到有鋼柱或鋼梁出現(xiàn)翹曲和明顯變形，即便局部施工荷載集中處，例如HRB400級(jí)50鋼筋成捆堆放處，也未出現(xiàn)任何異常現(xiàn)象。鋼筋全部綁扎完成后，為檢驗(yàn)混凝土澆筑過(guò)程的安全性，在澆筑開(kāi)始前，又在鋼筋網(wǎng)片上進(jìn)行了堆載試驗(yàn)，堆載重量遠(yuǎn)大于施工過(guò)程中可能發(fā)生的施工荷載，試驗(yàn)結(jié)果表明現(xiàn)場(chǎng)鋼筋支撐體系是足夠安全的。隨后進(jìn)行的混凝土澆

11、筑工作順利完成，也證明了現(xiàn)場(chǎng)鋼筋支撐的體系選擇和計(jì)算假設(shè)符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，保證了底板施工的安全。在底板鋼筋支撐的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)上述各項(xiàng)措施將技術(shù)工作的做精做細(xì)，型鋼支撐的使用量與投標(biāo)時(shí)計(jì)算量節(jié)約了一定數(shù)量鋼材。（三）十三根埋入式鋼柱吊裝從吊裝構(gòu)件分布情況看，塔樓1構(gòu)件分布在基坑內(nèi)偏北和偏西區(qū)域，距基槽邊有5060m的距離，因此只能在基坑內(nèi)吊裝，另外基底高低錯(cuò)臺(tái)多，塔樓1與周邊未開(kāi)挖區(qū)域高差達(dá)到8000mm以上，對(duì)構(gòu)件的吊裝、運(yùn)輸都造成很大的難度；塔樓2構(gòu)件分布在基坑?xùn)|側(cè)，雖然構(gòu)件吊裝、運(yùn)輸相對(duì)難度較小，但吊裝時(shí)由于附加荷載很大對(duì)基坑邊坡安全性影響較大。由于13根埋入式鋼柱比較分散，選用汽車(chē)吊

12、對(duì)埋入式鋼柱進(jìn)行吊裝比較合理，根據(jù)13根埋入式鋼柱的重量，同時(shí)根據(jù)地下室基坑墊層施工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的道路情況，選用450t全液壓汽車(chē)起重機(jī)進(jìn)行地下室埋入式鋼柱的吊裝。塔12埋入式鋼柱吊裝時(shí)，對(duì)于在東側(cè)邊坡450t汽車(chē)吊站位對(duì)于21m的深基坑的影響，450t汽車(chē)吊站位位置的最大壓力為17.4t/m2,根據(jù)汽車(chē)吊支腿與護(hù)坡樁邊的距離9m,按照45°放坡進(jìn)行計(jì)算，在9m深位置的壓力不足1t/m2,此處護(hù)坡的承載應(yīng)力為4t/m2,滿足安全要求。由于以前此區(qū)域?yàn)楣I(yè)廠房，地下障礙物不明，為防止在吊裝站位區(qū)域下部有防空洞或其它管線，在450t汽車(chē)吊站位位置進(jìn)行雷達(dá)探測(cè)。同時(shí)，在東側(cè)的護(hù)坡上布置4個(gè)測(cè)量觀

13、測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)吊裝過(guò)程中基坑變形。圖7C43鋼柱腳吊裝工況最終實(shí)際吊裝過(guò)程中邊坡最大位移7mm,吊裝完成后邊坡最大位移5mm,邊坡最終永久變形位移為3mm,未對(duì)邊坡安全造成任何影響。C10素塔1if1北側(cè)6根埋入式鋼柱吊裝時(shí)，450t汽車(chē)吊站位為前期土方單位試樁超挖區(qū)域，此區(qū)域需進(jìn)行地基處理，同時(shí)地基處理為合同外內(nèi)容屬于新增工程量通過(guò)與業(yè)主和設(shè)計(jì)協(xié)商采用混凝土回填。這樣處理后不僅免去后期鋼柱吊裝站位區(qū)域的加固，同時(shí)費(fèi)用還全部由業(yè)主方承擔(dān),節(jié)省了邊坡和地基加固費(fèi)用。整個(gè)吊裝過(guò)程以塔樓1的C77吊裝工況最不利，該柱腳重量大、距離基坑邊較遠(yuǎn)，吊裝難度非常大。450t汽車(chē)吊必須距離構(gòu)件就位位置15m以內(nèi)才

14、能吊裝，支腿中心尺寸為8.9X8.7m,吊裝時(shí)汽車(chē)吊尾部面向鋼柱就位位置，汽車(chē)吊帶配重約245t,在吊裝鋼柱時(shí)支腿最大荷載約335t,每37.2t/m2,同時(shí)此區(qū)域邊坡個(gè)支腿下受力面積9m2,在最不利工況下一個(gè)支腿受力，地面承載力為高差8.2m。向多家地基施工單位咨詢，均表示無(wú)法進(jìn)行邊坡加固保證吊裝，只有選擇搭建臨時(shí)鋼平臺(tái)，搭設(shè)鋼平臺(tái)的花費(fèi)預(yù)計(jì)在25萬(wàn)30萬(wàn)之間。C77鋼柱吊裝站位圖最終通過(guò)技術(shù)部?jī)?nèi)部討論集思廣益，采用預(yù)留塔I內(nèi)部分土方，并將正式工程樁接高，面層150mm厚C10混凝土硬化形成吊裝平臺(tái)方法，同時(shí)采取砌筑擋土墻并嚴(yán)格夯填、與后部穩(wěn)固拉接等措施，為C77鋼柱腳的順利吊裝提供了一個(gè)安

15、全實(shí)用的平臺(tái)，為鋼結(jié)構(gòu)吊裝第一個(gè)難題的解決奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此種方式處理費(fèi)用有大幅節(jié)省。Q。,3雅C77鋼柱吊裝加固圖圖9;1r.:劃（四）底板混凝土施工由于央視塔樓基礎(chǔ)底板厚度局部達(dá)10.9m，且有大面積厚度為6m和7m的部位，項(xiàng)目所有參戰(zhàn)人員，包括所有的攪拌站都沒(méi)有類(lèi)似的施工經(jīng)驗(yàn)，能否將超大體積的混凝土澆注成功，確定混凝土的配合比是第一個(gè)先決條件，這是對(duì)項(xiàng)目技術(shù)工作的又一個(gè)考驗(yàn)。在進(jìn)行超大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中，央視技術(shù)部積極與國(guó)內(nèi)著名專家取得聯(lián)系，多方聽(tīng)取各位專家在大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)的意見(jiàn)和建議，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一系列的試驗(yàn)方法，對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性能、膨脹（收縮）性能

16、、絕熱溫升等進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)，最后，通過(guò)組織專家論證，確定了底板大體積混凝土的基準(zhǔn)配合比。底板混凝土配合比試驗(yàn)過(guò)程中，針對(duì)設(shè)計(jì)圖紙要求在底板混凝土摻加膨脹劑的要求，設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法，用試驗(yàn)數(shù)據(jù)取消了膨脹劑，節(jié)省工程造價(jià)；最終確定大摻量粉煤灰的配合比，I級(jí)粉煤灰替代水泥用量達(dá)到49（目前規(guī)范要求替代量不允許超過(guò)30），相對(duì)以前的大體積混凝土配合比每方混凝土價(jià)差達(dá)到16元。在已澆注的底板混凝土中，經(jīng)實(shí)際測(cè)溫，底板內(nèi)部的最高溫度為超過(guò)61°，加上現(xiàn)場(chǎng)的及時(shí)保溫養(yǎng)護(hù)，完全能夠滿足混凝土抗裂要求。在塔樓底板混凝土澆筑方案編制過(guò)程中，從配合比的調(diào)整、攪拌站的重新考察確認(rèn)、澆筑過(guò)程的施工組織、車(chē)輛停靠區(qū)域的規(guī)劃、泵管接拆時(shí)間的安排、管理及操作人員數(shù)量、分工、各項(xiàng)應(yīng)急措施等都編制了詳盡的措施，為使該方案能夠在施工中得到貫徹執(zhí)行，在編制方案時(shí)繪制了大量的三維圖，使方案更加生動(dòng)形象，清晰易懂。最終確保兩個(gè)塔樓底板的順利澆筑，塔樓2用時(shí)52小時(shí)，完成3.3萬(wàn)方澆筑，澆筑速度為630方/小時(shí)；塔樓1用時(shí)54小時(shí)，完成3.9萬(wàn)方澆筑，澆筑速度為720方/小時(shí)，最高峰時(shí)澆筑速度達(dá)到850方/小時(shí)。在