1、超高层建筑施工技术与特点庞洪海,第一部分 超高层建筑概述,一、超高层建筑定义 高层建筑混凝土结构技术规程规定10层及10 层以上的居住建筑及高度超过24m的公共建筑为高层建筑。 国际上把高度超过30层或100m以上的高楼称为超高层建筑。 1972年在国际高层建筑会议上，提出高层建筑的分类和定义，其中超高层建筑定义为40层以上（高度100m以上）。 我国民用建筑设计通则规定，建筑高度超过100m时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。,二、中国超高层建筑发展现状 我国超高层建筑虽起步较晚，但自从20世纪90年代初开始，我国已成为世界上超高层建筑最活跃与最繁荣的地区。据资料统计，全球在建的摩天大楼中
2、，87%在中国，中国在建的摩天大楼已超过200座。,国内已建成330米以上的超高层建筑一览表,国内在建350米以上的超高层建筑一览表,三、我国在世界高层建筑中的地位 2012年世界最高建筑20栋,建筑高度从381米至828米，平均高度461米。中国有10栋，占50%，平均高度442米，低于全球平均高度。 但到2020年世界最高建筑20栋,建筑高度从492米至1000米，平均高度600米。中国有10栋，占50%，平均高度563米。但若中国尚有三栋巨高层列入：一栋1000米，一栋838米，一栋729米。中国巨高层建筑的平均高度将达到640米，超过世界平均建筑高度。,世界前20名超高层建筑排名示意图
3、,世界超高层建筑地域分布图,世界超高层建筑用途分布图,四、超高层建筑的未来发展 在21世纪的第二个十年中，我们不仅仅会目睹世界上第一个千米高层建筑的诞生，我们也会看到很多超过600米高，的高楼拔地而起。两年前，在哈利法塔竣工前，这种建筑类型并未存在。但是到2020年时，我们却有望看到世界上有八座这类的建筑耸立起来。我们正在步入“巨高层”建筑的时代，“巨高层”一词已被学会作为描述高度超过600米的建筑时的专业用语。,哈利法塔与湖南未来天空城市对比,五、超高层建筑面临的问题及挑战 这对于超过13亿人口的中国和急速增长的城市化人口，中国也许是最具有建设高层建筑理由的国家。中国所拥有的10个500米高
4、度以上的超高层工程广泛分布于7个城市：深圳、上海和天津各有2栋、武汉、广州、大连和台北各有1栋。,五、超高层建筑面临的问题及挑战 但是，人类面临的问题不再是“我们能建多高和多少高层”而是“我们应建多高和应建多少”。随着高度的增加，在建造、使用和维护中能源消耗的增加是不可避免。此外，随着高度的增加，结构和核心筒随之增加而使用效率降低。高到何时，由高度增加带来的益处会被高度增加带来的能耗所超过。,第二部分 超高层建筑关键施工技术,一、中国超高层建筑技术发展现状 我国的超高层建筑若干施工技术已处于国际先进水平，超高层建筑领域设备已实现国产化：我国塔吊生产技术发展迅速，已能生产各种可适应超高层建筑施工
5、需要的自升式塔吊；在混凝土超高设备泵送领域，我国已达到世界领先水平；国产大空间、大吨位、高速施工电梯也已已经实现了500米级超高层建筑的成功应用。,一、中国超高层建筑技术发展现状 随着超高层建筑向高度更高、结构形式更复杂、施工进度要求更快的方向发展，超高层建筑施工技术逐步发展为以超高层钢结构制作安装、高强混凝土超高泵送、模架施工技术为主的现代施工技术。,超高层塔吊布置,超高层模架布置,超高层模架布置,超高层超高压泵,二、超高层建筑主要关键施工技术 1、超深基坑及地下室施工技术 超高层建筑埋置深度深，部分超高层建筑埋深已超过30米（十字门塔楼基坑深度为24米，珠海横琴IFC大厦基坑深度达到28米
6、），超深基坑支护结构施工技术、地下水位控制技术、土方开挖及运输技术、信息化施工及变形控制技术难度越来越大。,二、超高层建筑主要关键施工技术 1、超深基坑及地下室施工技术 超高层建筑地下室一般采用顺做法、半逆作法、全逆作法三种施工方法，其中半逆作法最为常见。 顺做法施工： 顺做法是遵循先深后浅的原则，地下室全部采用从下至上的施工步骤，地下室结构完成后再开始上部结构施工。 顺做法优点是施工工艺成熟简单，缺点是施工周期长。,1、基坑结构支护施工,2、地下室结构施工,3、主体结构施工,二、超高层建筑主要关键施工技术 1、超深基坑及地下室施工技术 半逆作法施工： 半逆作法是主体塔楼区域采用顺做法，周边裙
7、房采用逆作法，先期完成塔楼区域地下室施工，在主体塔楼施工时再采用逆作法施工周边地下室。 半逆作法优点是建筑物上部结构的施工和地下基础结构施工平行立体作业可有效缩短工期，缺点是需采用双层围护结构，施工成本高。,1、主楼基坑结构支护施工,2、主楼地下室结构施工,3、主楼结构施工,4、裙楼支护结构施工,6、主楼结构施工,5、裙楼结构施工,7、主楼结构施工,8、主楼结构施工,二、超高层建筑主要关键施工技术 1、超深基坑及地下室施工技术 全逆作法施工： 全逆作法是主体塔楼区域及裙房区域全部采用逆做法，基坑支护及桩基完成后首先开始首层施工，首层施工完成后同时向上施工主楼，向下施工地下结构。 半逆作法优点是
8、施工周期大大缩短，缺点是前期建筑物荷载需通过钢结构立柱传力，且地下室梁柱等节点混凝土浇筑困难。,1、支护结构施工,2、首层结构施工,3、上部结构施工,4、地下室结构施工,5、上部结构施工,6、地下室结构施工,7、上部结构施工,8、地下室结构施工,9、上部结构施工,二、超高层建筑主要关键施工技术 1、超深基坑及地下室施工技术 超高层基坑深度超深且多处于繁华地带，基坑支护一般采用地下连续墙+支撑（内支撑或环形支撑）；地下连续墙+拉锚；排桩+支撑；排桩+锚索等支护形式。 部分处于大型整体地下室中的超高层基坑采用坑中坑设计，即大基坑采用一种支护形式，坑中坑采用一种支护形式。如十字门大基坑采用桩锚支护形
9、式，坑中坑采用桩撑支护形式。,坑中坑支护,二、超高层建筑主要关键施工技术 2、高承载力大直径桩基施工技术 随着建筑物高度的不断攀升，桩基承载力要求越来越高，桩长也越来越长，施工难度也越来越大（如十字门塔楼桩基直径达2.4米，持力层达到微风化花岗岩，单桩承载力设计值达65900KN）。部分超高层工程桩基直径可达4米。 大直径嵌岩桩一般可采用旋挖成孔、冲孔成孔、潜孔锤成孔技术。,冲孔成孔施工,冲孔成孔施工,二、超高层建筑主要关键施工技术 2、高承载力大直径桩基施工技术 冲孔成孔适应性强，可以适应多种复杂地质情况，但遇孤石或嵌岩较深时，施工速度慢。可采用水下（地下）爆破技术对孤石及岩层进行爆破后再冲
10、孔施工，可以大大提高工作效率。 嵌岩旋挖需采用特种大功率设备，潜孔锤需采用多孔组合施工，施工难度大，且施工成本高。,孤石分布柱状图,水下爆破施工,二、超高层建筑主要关键施工技术 2、高承载力大直径桩基施工技术 大直径灌注桩钢筋笼钢筋规格及数量远远超过普通灌注桩，且桩长长，采用孔口钢筋笼对接，需采用特殊措施及钢筋连接工艺进行施工。,钢筋笼对接装置,钢筋笼对接装置,二、超高层建筑主要关键施工技术 3、大体积混凝土施工技术 超高层建筑高度高，基础厚度厚，一次性浇筑混凝土方量大（如上海环球金融中心基础一次性连续浇筑28900m3，如上海中心6米厚基础一次性连续浇筑60000m3）。大体积高强度混凝土水
11、化热大、混凝土收缩大、裂缝控制难度大。 十字门塔楼基础厚度4.0m12.2m，采用分层浇筑，单次最大浇筑厚度5.6m，浇筑方量约6000 m3。,基础钢筋施工,大体积混凝土浇筑,二、超高层建筑主要关键施工技术 3、大体积混凝土施工技术 超高层超大体积混凝土一般采用优化配合比设计；优选原材料；选用中低热水泥；大掺量粉煤灰和矿物掺合料；采用聚羧酸系高性能减水剂；采用蓄热保温保湿养护方法；采用实时温度检测等综合控制方法。,大体积混凝土养护,二、超高层建筑主要关键施工技术 4、高强混凝土超高泵送施工技术 超高层建筑的混凝土强度高、粘度大，随着泵送高度的增加，泵送施工越来越困难。随着材料性能及设备性能的
12、不断提升，我国在超高层泵送领域已创造多项世界纪录（如深圳京基大厦创下C120超高强混凝土一次性泵送417米高度的纪录）。,二、超高层建筑主要关键施工技术 4、高强混凝土超高泵送施工技术 混凝土浇筑机械选择：超高层每层混凝土浇捣方量较大，混凝土浇筑一般采用 2 泵2管一泵到顶的施工技术。 应用双泵技术在 1 组出现故障时，另 1 组仍可继续进行工作，避免输送中断造成质量事故。 高度较高的巨高层建筑一般会增加备用泵及管路系统。,砼泵管固定装置,砼泵管弯管固定装置,应用实例,二、超高层建筑主要关键施工技术 4、高强混凝土超高泵送施工技术 超高层高压泵带有专项管道水洗技术，利用该专项技术的砼活塞、自动
13、补偿磨损间隙的眼镜板、切割环及管路的良好密封性。采用水洗技术，直接用混凝土泵泵送水洗，使其能够做到泵送多高，水洗多高。水洗输送管可以最大限度利用管道中的混凝土，减少混凝土浪费和对施工环境的污染。,超高层砼泵管水洗示意图,高抛自密实混凝土配比试验,高抛自密实混凝土配比试验,试验柱安装,试验柱自密实混凝土扩展度检测,试验柱混凝土浇筑,钢管柱高抛自密实混凝土试验,试验柱剖口及横向抽芯检测,钢管柱高抛自密实混凝土试验,试验柱剖口及横向抽芯检测,钢管柱高抛自密实混凝土试验,试验柱竖向抽芯检测,钢管柱高抛自密实混凝土试验,自密实混凝土超声波检测曲线,钢管柱高抛自密实混凝土试验,施工工法,钢管柱高抛自密实混
14、凝土试验,二、超高层建筑主要关键施工技术 5、模架施工技术 在超高层建筑领域，大型塔吊、钢结构安装技术日益成熟，混凝土核心筒结构施工是影响整体施工的关键环节，模架体系的先进性、科学性成了制约整个混凝土结构施工的关键因素。模架体系一般可采用滑模体系、液压单片爬升体系、液压整体爬升体系、液压整体提升体系、智能化整体顶升体系等多种形式，经过多年的发展，现常用液压整体爬升体系及智能化整体顶升体系两种模式。,5.1、液压爬升模板及平台施工技术 液压爬升模板及平台是通过附着于已浇筑混凝土上的轨道作为受力构件，进行逐层爬升。 全自动液压爬升系统提高了模板系统的自动化程度，减轻了操作人员的工作强度。其封闭的爬
15、架系统可以用于放置钢筋、电箱、电焊机、工具箱、常用材料等，并且底部设置悬挂安全平台以防止高空坠物，提供了适宜的操作环境及安全保障。,5.1、液压爬升模板及平台施工技术 自动液压爬模脚手模板体系由内外构架支撑系统、动力系统、钢平台系统、脚手架系统和模板系统组成。其中钢平台系统处于整个体系的顶部，是施工人员的操作平台和液压布料机的放置场地；脚手系统作为施工人员的上下通道和钢筋绑扎、模板安装的操作空间；悬挂脚手架采用滑移式设计方法，满足核心筒墙体收分施工需要；模板系统采用定型轻型大模板，施工时跟随构架平台体系一起进行爬升；支撑系统搁置在墙体上，承受构架平台施工时的荷载；整个体系利用油缸的顶升和回提跟
16、随核心筒墙体的施工完成每一层的爬升。,5.2、液压顶升模板及平台施工技术 液压顶升模板及平台是通过低于已浇筑混凝土上的钢梁作为受力构件，进行逐层顶升。 顶模是通过长行程、大吨位液压双作用油缸顶升体系，一个行程即可顶升一个结构层，在很短时间内即可完成全部顶升工序，加快施工速度。,顶模布置示意图,顶模布置示意图,顶模布置示意图,顶模布置示意图,二、超高层建筑主要关键施工技术 5.3、液压提模板及平台台技术 整体提升模板及平台系统是通过高于已浇筑混凝土内的格构柱作为受力构件，进行逐层提升。 整体提升操作平台系统由结构平台、支承格构立柱、和提升动力系统三大部分组成。,提模布置示意图,提模布置示意图,二
17、、超高层建筑主要关键施工技术 6、超高层钢结构施工技术 超高层钢结构具有安装高度高、构件重量大、操作面狭小、倾斜及悬臂构件多、安装顺序复杂等诸多难度。超高层钢结构均采用塔吊吊装方式，塔吊的布置及选型完全取决于钢结构安装方案。超高层钢结构安装技术、空间结构施工技术、大悬臂安装技术、多角度全位置异性钢结构焊接技术是其关键技术。,二、超高层建筑主要关键施工技术 6、超高层钢结构施工技术 因超高层混凝土核心筒与外框钢结构采用错层施工，且混凝土与钢结构的收缩量并不相同，因此在每个施工阶段以及施工结束后，结构外框巨型柱与核心筒之间存在竖向差值，且该差值会导致的水平构件（内外筒刚性连接梁与楼板、伸臂桁架等）
18、产生的附加应力，需根据仿真计算结果进行修正并采取相应施工措施予以解决。,高度补偿示意图,伸臂桁架变形示意图,伸臂桁架施工措施,二、超高层建筑主要关键施工技术 7、钢混凝土组合施工技术 钢混凝土组合结构充分利用了钢与混凝土的各自优势，是常用的超高层结构形式，主要有钢管混凝土及型钢混凝土两种形式。大直径多隔板钢管混凝土施工密实性是钢管混凝土的最主要难点，密集钢筋与钢骨柱的连接及狭小空间混凝土浇筑是型钢混凝土的最主要难点。,钢板剪力墙,二、超高层建筑主要关键施工技术 8、超高层幕墙施工技术 超高层结构幕墙单元面积大、安装高度高、与结构错层施工，幕墙安装需充分利用塔吊、施工电梯、悬臂吊及卸料平台等设备
19、，施工组织难度大。 9、超高层设备安装施工技术 超高层结构设备安装高度高，设备重量重，需采用塔吊安装，塔吊选型及施工电梯选型需考虑设备重量及外形尺寸，设备安装需在结构施工阶段完成。,二、超高层建筑主要关键施工技术 10、超高层施工设备选择 超高层施工主要施工设备主要包含大吨位自升式塔吊、大尺寸高速施工电梯、液压模架系统、超高泵送设备系统，设备的布置与选型的科学性是超高层建筑施工的关键。,二、超高层建筑主要关键施工技术 11、超高层测量技术 超高层建筑多为混凝土核心筒与钢框架的组合结构，施工过程中内外筒竖向压缩变形不同，随着建筑物高度增高，测量受环境温度变化及日照影响大。 12、超高层总承包管理
20、 超高层建筑施工专业多，需多专业交叉阶梯施工，各专业需共用塔吊及施工电梯等垂直运输设备，各专业间的施工布置及协调难度大。,第三部分 超高层施工技术路线选择,一、超高层总体施工路线 超高层施工技术路线的选择与建筑物高度、结构类型直接相关，在相同高度情况下不同的结构类型将会采用不同的技术路线，同样，在结构类型相同情况下建筑物高度不同也将可能采用不同的技术路线。 超高层建筑一般采用混凝土核心筒+混凝土外框架；混凝土核心筒+钢结构外框架两种主要结构类型。,一、超高层总体施工路线 混凝土核心筒+混凝土外框架结构类型施工技术路线： 此种结构类型外框柱可采用混凝土结构柱或钢结构柱，核心筒内外楼层均采用混凝土
21、结构。 此种结构类型多采用核心筒与外框同层施工技术，即核心筒与外框架同步施工，一般设置电动或液压爬升外防护屏。,同层施工实例,同层施工实例,一、超高层总体施工路线 混凝土核心筒+钢结构外框架结构： 此种结构类型多采用核心筒与外框错层施工技术，即核心筒先于外框架施工，在此中形式下核心筒自身又可分为同层施工及错层施工两种形式，模板体系可分为外爬及内外圈爬两种类型。 建筑物高度较高时，一般采用内外全爬形式，此时核心筒仅施工竖向墙体，核心筒内水平楼层延后施工，多采用模架施工技术（爬模、顶模、提模等）。,核心筒内楼层同步施工示意,核心筒内楼层错层施工示意,错层施工实例,二、塔吊的布置及选型 超高层塔吊的
22、合理选择是保证施工生产顺利进行的重要保障之一，需主要考虑结构高度、钢结构构件重量、起吊点位置、结构对机械布置的适宜性等因素。 在我国一般250米以下建筑多采用平臂式塔吊（周边条件复杂时采用动臂式），塔吊布置于建筑外围，采用落地附着工况。,塔吊落地布置示意,二、塔吊的布置及选型 250米以上建筑塔吊多采用爬升工况，可附着于核心筒外侧爬升，也可在核心筒内设置托梁爬升。因塔吊布置于核心筒处，塔吊间距小，需采用动臂式塔吊。,爬升塔吊布置示意,三、模架系统的选型 首先根据总体技术路线确定施工方向，如需采用错层施工，需根据工程的具体情况选择模架系统。 根据工程的高度及结构形式选择爬模、顶模或提模系统。,第
23、四部分 十字门塔楼主要施工方案,一、项目概况 珠海十字门中央商务区会展商务组团一期项目与澳门隔河相望，南侧与横琴岛毗邻，西侧为南湾路。 一期工程主要包括珠海国际会议中心、珠海国际展览中心一期、国际标准甲级写字楼及白金五星级酒店（塔楼）、国际标准五星级酒店、公寓式酒店、商业写字楼及其他相关配套设施，总建筑面积约66.1万m2，其中地下室建筑面积约32.4万m2。,二、塔楼建筑概况 塔楼总建筑积146828m2，塔楼屋面标高324.2m，外立面总高度325.25m，屋顶机房屋面标高328.8米，平面尺寸58.4m54.4m变化至44.5m43.5m，单层建筑面积为2500m21500m2。塔楼地下
24、2层，地上65层，其中首层至35层为甲级写字楼，36层至顶层为超五星级酒店。 建筑外形轮廓随高度变化，楼层平面形状沿竖向从带切角的三角形渐变为接近圆形，再由圆形渐变至与底部方向相反的带切角的倒三角形，中部核心筒为切角三角形平面。,三、塔楼结构概况 结构体系：塔楼采用伸臂桁架的型钢砼框架+钢筋混凝土核心筒结构体系，核心筒内楼板采用现浇混凝土楼板，核心筒以外区域采用钢筋桁架式楼承板。 外框柱：共12 根沿竖向单向（轴线方向）微曲率变化的框架柱。在40 层以下采用 D1800 圆钢管混凝土柱，40 层及以上层采用矩形钢管混凝土柱。钢柱与圆钢管混凝土柱通过 40层楼面框支梁转换。 框架钢梁：采用“H”
25、型钢梁，每层平台钢梁约有120根。,错层施工实例,三、塔楼结构概况 核心筒：核心筒在39层以下由剪力墙分割为6个筒体，40层结构发生转变，核心筒三个边角处向外挑出，内框减少部分剪力墙，整体由一道剪力墙分割为2个筒体。 核心筒42层以下混凝土强度等级为C60，42层以上均为C50，核心筒墙体标高最高至327.2米，核心筒墙体厚度随高度增加逐步由1200mm减至600mm。,40层以上核心筒,40层以下核心筒,三、塔楼结构概况 核心筒由承台面一直伸延至顶层，主要为垂直交通及机电设备管井。部分核心筒墙体在37层40层区域采用斜墙向内侧转换，在40层核心筒三个边角处向外挑出，最大跳出3375mm，墙体
26、通过核心筒与外框柱间的转换梁进行转换。,核心筒斜墙示意图,核心筒40层转换层示意图,三、塔楼结构概况 伸臂桁架：本工程在第 35 层、36层设置一道伸臂桁架层，桁架的形式根据核心筒与柱的距离大小设置交叉型或单斜杆型，并在该两层楼层平面沿墙体设置水平钢梁贯通核心筒，形成封闭传力体系。,伸臂桁架布置示意图,四、总平面布置 在塔吊覆盖范围内主要布置土建结构、钢结构、幕墙及其它需使用塔吊吊运的材料堆放场地，在施工电梯附近布置砌体、装饰、幕墙、及专业安装需使用施工电梯运输的材料堆放场地，并根据不同施工阶段对场地进行调整。 在场地一侧布置混凝土浇筑专用施工场地，满足固定泵布置及混凝土罐车行走需要。 在塔楼
27、四周布置3个出入口，供人员进出。,总平面布置示意图,五、总体技术路线 塔楼采用钢框架+混凝土核心筒结构体系，高度328.8米，经过策划研究和多方案对比，确定了 “分区作业、阶梯施工，突出塔楼、一泵到顶”的总体技术路线。 采用核心筒与外框柱错层施工；核心筒先施工竖向结构，采用内外全爬的模板体系；布置2台动臂塔吊，采用核心筒内爬升工况。,五、总体技术路线 选用4台高速施工电梯，并分批投入低、中、高区正式电梯，满足物料垂直运输要求。 根据本工程核心筒及钢管柱的浇筑特点，采用3台布料杆进行混凝土浇筑，2台布料机负责核心筒混凝土浇筑，1台布料机负责钢管混凝土浇筑，选用高性能混凝土泵及超高压泵管实现混凝土
28、一泵到顶。 塔楼混凝土核心筒与钢结构、楼层板及装饰安装采用阶梯型施工，合理搭接实现多工种立体交叉作业。,工况示意图,六、基础施工 塔楼核心筒基础面积约为1745m2（不含独立承台），基础厚度4.0m12.2m，基础混凝土采用C35P8混凝土，采用60天后期强度。 根据核心筒基础厚度厚、基坑支护支撑梁位置及钢柱埋置深度等特点，核心筒基础分层浇筑。,七、结构施工工况安排 主体结构施工在竖向共分3 个流水节拍，首先进行核心筒墙体结构施工，其次进行核心筒外围钢框架结构施工（含钢管混凝土），最后进行楼板结构施工。 根据本工程在40层处核心筒进行外扩转换的特点，在竖向共分2个施工段，40层以下为主体结构第
29、1施工段，40层以上为主体结构第2施工段。,七、结构施工工况安排 第1施工段首先采用混凝土核心筒钢结构外框架楼层阶梯循环施工，核心筒施工至40层后停止施工并拆除液压爬升系统，钢结构外框架及内外楼层逐层施工至40层，待40层转换层施工完成且达到设计强度后开始40层以上混凝土核心筒结构，然后逐步开始钢结构外框架及楼层施工，最后再次形成混凝土核心筒钢结构外框架楼层阶梯循环施工，直至主体结构施工至屋顶。,D1#塔吊,核心筒型钢柱,钢管柱,工况2示意图,D1#塔吊,地下室顶板,钢管柱,工况3示意图,工况4示意图,工况5示意图,工况6示意图,工况9（标准工况）示意图,工况13示意图,工况14示意图,工况1
30、5示意图,工况15示意图,工况16：核心筒采用普通工艺施工至44层，并逐层安装模板爬升系统。,工况17：模板爬升模板系统安装完成。,工况18：40层以上核心筒钢结构外框水平楼层再次形成阶梯施工。,工况19：核心筒结构封顶，拆除模板及爬升系统，逐层完成外框钢结构及水平楼层施工,工况20：钢结构及楼层施工完成，结构封顶，利用D1#塔吊拆除D2#塔吊，再安装屋面吊逐级拆除。,八、幕墙、安装及装饰工程安排 本工程在16层处设置办公区避难层、在40层处设置结构转换层、在51层设置酒店区避难层。 根据以上特点，在竖向可以分成4个施工段，016层、16层40层、40层51层、51层屋顶层。 在混凝土水平楼层
31、板施工至16层后，开始进行幕墙骨架安装、机电管线安装、砌筑等工作，最后进行幕墙玻璃及内装饰施工，这样结构施工与幕墙及装饰等工程在竖向就可以形成流水施工。,九、主要大型机械配置 1、塔吊选型 鉴于本工程钢结构构件单件重量较重，作业半径较大，并考虑到施工总进度要求及核心筒结构对机械布置的适宜性，配备2台STL720动臂塔吊。 根据塔楼特点及钢结构构件重量，动臂塔吊臂长为50m，塔身高度54m，塔吊最大起重量为50t（4倍率）。根据本工程的具体特点，塔吊布置于核心筒内侧，采用内爬升工况，塔吊内爬间距为18-24m。,塔吊布置示意图,STL720型塔吊荷载性能表,选用工况,根据分段后情况，最重的构件为
32、外框圆管柱，最重19.5t（序号31），其安装最大距离约31m，卸货最大距离约为32m。塔吊在35m作业半径内，可吊装最大重量为19.58t。由分析可知，分段及塔吊满足吊装需求。,三道爬升梁，两道处于工作状态，一道用于转换。,爬升高度1824m。,塔吊爬升示意图,塔吊阶梯爬升示意图,塔吊托梁布置形式一,塔吊安全性有限元分析,九、主要大型机械配置 2、施工电梯布置 施工电梯布置：本工程在建筑物外侧布置2台双笼高速直爬施工电梯、在核心筒内侧布置布置2台单笼高速直爬施工电梯。 核芯筒平面面积小，洞口面积比例大，若按常规支模方法，无法开展正常施工，施工周期长，故针对核芯筒特点设计整体提模板操作平台。,
33、室外双笼施工电梯,室内单笼施工电梯,室内单笼施工电梯,施工电梯示意图,电梯笼,筒内单笼施工电梯示意图,施工电梯示意图,正式电梯使用计划表,3、混凝土浇筑机械 每层混凝土浇捣方量较大，混凝土浇筑采用 2 台固定泵，采用高压泵管一泵到顶。应用双泵技术，在 1 组出现故障时，另 1 组仍可继续进行工作，避免输送中断造成质量事故。,3、混凝土浇筑机械 固定泵选择：根据本工程混凝土强度等级及浇筑高度，选择泵送设备，根据泵送压力计算，初步选择HBT110.26.390RS超高压混凝土泵（或同类产品）直接将混凝土输送到目的地。,3、混凝土浇筑机械 泵管选择：考虑到本工程施工用的大都是C50、C60高强度混凝
34、土，粘性大的特点，计划采用125AG与125B（泵车用耐磨管）两种型号现场布管。从泵出料口到高度200米楼层之间计划采用125AG混凝土输送管，该输送管为臂厚为10mm的高强度耐磨管。高度200米以上采用125B混凝土输送管，使用过程中应经常检查管道的磨损情况，及时更换已经磨损的管道。垂直管道在130米及200米处设置S弯头，以减缓混凝土自重对管道的冲击。,3、混凝土浇筑机械 布料机选择：1台小型布料机布置于核心筒液压爬升平台上，1台爬升式布料机布置于电梯井内满足核心筒墙体混凝土浇筑。 因本工程核心筒领先于钢结构施工，布置于核心筒平台上的布料机无法浇筑到钢管柱，在钢结构梁上布置1台移动式液压布
35、料机，布料机与钢梁采用螺栓固定。 钢筋桁架楼层板及核心筒内水平楼层采用固定泵管浇筑。,自爬升式布料机,移动式布料机一,移动式布料机二,平台上布料机,平台上布料机,4、液压爬升模板及操作平台 由于本工程为钢框架混凝土结构的超高层结构体系，核心筒独立施工，相关钢结构作业随后进行。核心筒施工中采用大模板配合液压爬模架施工工艺。 模板系统包括核心筒内外围全自动液压爬模SKE100和SKE50系统，大面积墙体模板TOP50系统，覆盖核心筒墙体。全套模板可从塔楼第一层开始使用，可一次性无间断地爬升。,爬升模板平面示意图,九、测量方案 本工程测量包括平面测量和高程测量，主楼结构测量采用超高层建筑施工测量中的
36、垂准仪传递成熟测量方法，并且结合GPS 校核等新技术，对各施工控制环节进行针对性的测量控制。 本项目为混凝土核心筒与钢框架的组合结构，施工过程中内外筒竖向压缩变形差、受环境温度变化及日照对安装精度的影响等因素必须引起足够的重视。,主要施工方案,十、核心筒施工方案 本工程为钢框架混凝土结构的超高层结构体系，核心筒独立施工，相关钢结构作业随后进行。核心筒施工中采用大模板配合液压爬模架施工工艺。 自动液压爬模系统采用液压顶升的方式提高了模板系统的自动化程度，减轻了操作人员的工作强度。其封闭的爬架系统可以用于放置钢筋、电箱、电焊机、工具箱、常用材料等。既提供了适宜的操作环境，对安全也有保障。,模板系统
37、包括核心筒外侧采用全自动液压爬模SKE50系统；核心筒内侧采用全自动液压爬模SKE100系统，且内部做成一整体施工平台。 核心筒内外墙采用大面积墙体模板TOP50系统，核心筒标准浇注高度为：4.60米及4.00米，模板设计高度为4.65m。墙模体系主要组成部分包括面板（萨维板）、 木工字梁、背部钢围檩三部分。,主要施工方案,主要施工方案,爬升模板剖面示意图,主要施工方案,爬升架体外围护实例,由于核心筒墙体先行施工，而核心筒内外楼板及楼梯均后施工，为不影响爬模系统的正常爬升，需将核心筒墙体上楼板及楼梯钢筋头控制在墙体以内，可以采用以下两种方式来实现： 浇筑核心筒墙体时，在楼板及楼梯板和墙体的连接
38、处，先设置凹槽，将钢筋预弯如墙凹槽内。待核心筒墙体浇筑完毕爬模系统爬升以后，拆除凹槽并将预留的钢筋弯出，与楼板及楼梯钢筋绑扎结合并浇筑混凝土，此种做法主要用于板中较小直径钢筋。,浇筑核心筒墙体时，在楼板及楼梯板和墙体的连接处，先设置凹槽，钢筋连接直螺纹套筒预先埋入墙体。待核心筒墙体浇筑完毕爬模系统爬升以后，拆除凹槽，将楼板及楼梯钢筋与套筒连接并浇筑混凝土，此种做法主要用于梁钢筋及板中较大直径钢筋。,钢筋水平连接方式一,钢筋水平连接方式二,在可能条件下，核心筒内楼板与核心筒外楼板采用同步施工方法。因核心筒内楼板施工难度较大，施工周期较长，如核心筒内楼板与核心筒外楼板不能同步施工时，核心筒内楼板可
39、采用跳层施工，再逐层将混凝土内楼层补充施工完成。 核心筒内楼板模板计划采用定型模板及快拆模系统，以加快核心筒内水平楼层施工速度。,水平楼层跳层施工示意图,定型模板示意图,快拆模系统示意图,十一、钢结构施工方案 结构高度高，安装工作量大：塔楼地上高度328m，地下11.5m，用钢量18000吨，构件总数量约20000件，高强螺栓约8万套，安装任务大。 构件截面大、重量重，安装技术难度大：钢管柱最大截面D180050mm，钢柱最大重量达33.4t。 厚板焊接较多，焊接难度大：钢柱普遍采用中厚板，最大厚度达50mm，增加了焊接收缩变形、焊接应力控制的难度。,结构平面复杂，给安装、制作带来较大困难：塔
40、楼轮廓形状复杂，测量控制角度多，钢柱方向精度要求高，牛腿方向变化多，且随着高度的升高，外框钢柱向内倾斜收缩，给制作、安装、测量都带来很大困难。 安装精度高、影响因素多：超高层结构安装精度要求高，在施工过程中，随着高度的升高，受温差、焊接的因素影响将增大；外围钢框架与混凝土核心筒之间的竖向变形差异的协调在施工中不可忽视。,钢柱的分段： 钢柱分段位置在建筑层面标高1.0m的位置，分段长度不宜大于15m，分段重量不宜大于20t 根据该分段原则，核心筒内构件可按3层一节分段，外框圆管柱由于截面重量较大，可按2层分为一节，上部矩形柱可按3层分为一节（标准层高为4.6m）。,主要施工方案,吊装顺序： 钢柱
41、的吊装遵循先核心筒后外框，先下后上的顺序安装。 钢梁吊装总体随钢柱的吊装顺序进行，相邻钢柱安装完毕后，先安装相邻柱间外框梁，再安装与核心筒的连梁，再安装次梁。 桁架支撑即可随外框主楼层同步施工，即将柱安装完后，安装桁架斜撑，再安钢梁。,倾斜钢柱垂直度校正,倾斜钢柱的校正,利用临时支撑稳固及校正。,焊接顺序,钢柱竖向焊接顺序,两名焊工对称施焊。,十二、钢管混凝土柱施工方案 工程塔楼采用钢框架+混凝土核心筒结构体系，塔楼共12根钢管混凝土外框柱。 塔楼钢管柱41层（含41层）标高以下采用C60混凝土，41层以上采用C50混凝土 。 塔楼负二层至39层（+179.6m）钢管混凝土外框柱采用直径180
42、0mm圆管柱； 40层至60层（+280.75m）采用600*2400方管柱； 60层至屋面（+324.2m）采用600*1200方管柱。,钢管混凝土一般采用顶升无振捣、高抛自密实无振捣、高抛自密实+辅助振捣几种施工工艺。根据本工程的实际特点，经多方案对比分析本工程钢管混凝土柱混凝土施工采用高抛自密实+辅助振捣施工工艺。 为保证钢管混凝土浇筑密实性，确保施工质量，验证“高抛自密实+辅助振捣施工工艺”的可行性，选用相近高度复杂节点段钢管柱模拟实际施工条件进行1:1试验构件混凝土浇筑施工及质量检测，并根据试验结果最终确定混凝土配合比及施工工法。,试验柱安装,试验柱混凝土浇筑,试验柱剖口及横向抽芯检
43、测,试验柱竖向抽芯检测,施工工法,十二、组合楼板施工方案 本工程核心筒内采用钢筋砼梁板体系，核心筒外采用型钢-混凝土楼板体系，板厚120mm、150mm，组合楼板采用钢筋桁架模板组合楼板。在施工阶段由压型钢板提供的刚度更改为由钢筋桁架提供，由此能提供更大的楼承板刚度，以适用于更大的无支撑楼板跨度。其缺点为需工厂成型、运输不便且运输成本高。,钢筋桁架楼层板施工,十三、幕墙施工方案 首层为隐框夹胶玻璃幕墙，二层以上为标准层用单元式Lowe中空玻璃幕墙，屋面层陶土板幕墙构成。幕墙在垂直方向分多个施工区域，整体为异形扭面。装饰条将外层幕墙分隔为台阶状。其支撑结构是每层设置的水平周边曲梁，在每隔 6 个
44、分格宽度，采用吊杆和连向楼边梁的侧向支撑实现稳定。支撑结构在每个区域的底部设置可伸缩节点。,技术路线：塔楼幕墙的施工比主体结构施工晚 2 个分区，施工顺序为：外层幕墙钢支撑结构施工外层幕墙单元板块施工，按照从下往上的顺序分区独立施工。 外层幕墙单元板块安装时，在与内层幕墙最近的位置空三个单元板块，设置铝合金百叶，用于室内施工通风。在内部装修及通风系统安装完成之后将铝合金百叶更换为幕墙单元板块。,幕墙工程施工与主体结构施工顺序 ： 塔楼标准层以约每十五层为 1 个分区，设备层分别设置在首层、38层、39层以及63层，避难层分别设置在16层、17层、35层以及51层。为了保证幕墙施工的独立性及完整
45、性，按照每个分区为 1 个大单元进行安装；幕墙预埋件的施工与主体结构施工同时进行；外层幕墙的安装比主体结构施工推迟 2 个分区，内层幕墙的施工比外层幕墙施工推迟 6 层，幕墙施工开始后，幕墙与主体安装的进度保持平行推进。,幕墙安装：安装时可以使用挂在安装位置电动葫芦进行起吊，使用电动吸盘或专用吊带固定玻璃，将玻璃从楼面起到至安装位置，结合手动吸盘将玻璃移动到安装位置，取下吊带或电动吸盘，将玻璃下部放进挂槽里，上部用半扣件固定副框，竖向用铝合金压板压住玻璃，调整无误后，全部固定好。,卸料平台示意图,卸料平台示意图,玻璃安装示意图,玻璃安装示意图,十四、临时用水及消防施工方案 根据施工进度共设置5
46、个水箱，分别位于塔楼地下2层、16 层、37 层、51 层、63 层的设备层中，并设置相应加压水泵。其中地下2 层水箱可满足3 小时消防用水。楼层中水箱可满足15 分钟消防用水。 塔楼每层设双出口消防栓，内配4 寸消防龙头和消防皮带，保证室内任何一点有两股水柱保护。,十五、施工全过程模拟分析 根据以上各个施工阶段的动态模拟分析，可以得出以下结论： （一）通过采用MIDAS/GEN软件，真实地模拟了结构施工各个阶段的动态过程，保证了施工过程的连续性与真实性； （二）在每个施工阶段以及施工结束后，结构的主要构件的变形和应力均在允许范围内，符合设计意图及设计要求；,（三）施工结束后，结构核心筒的最大
47、水平向变形为14.2mm，发生在剪力墙顶部，外框巨型柱的最大水平变形为15.48mm，发生在外框柱顶部，水平向变形较小，满足要求； （四）施工结束后，结构核心筒的最大竖向变形为39.21mm，外框巨型柱的最大竖向变形为35.21mm，两者的最大竖向变形均发生在结构的中上部；,（五）在每个施工阶段以及施工结束后，结构外框巨型柱与核心筒之间的最大竖向变形差为10.15mm，该竖向变形导致的水平构件（内外筒刚性连接梁与楼板、伸臂桁架）产生的应力和变形均不大，满足构件的安全、使用要求； （六）在结构封顶后的最不利状态下，结构在100年一遇风荷载和多遇地震作用下的层间位移角均满足小于1/800的要求，结构在施工过程中的抗水平荷载能力足够；,（七）施工平台重量传给核心筒的竖向力对核心筒的影响不大，支撑施工平台的剪力墙和连梁的承载力足够； （八）施工塔吊的附着力对核心筒影响不大，核心筒与内爬框的变形应力均不大，核心筒局部位置的应力集中现象可通过预埋垫板的方式解决，塔吊布置方式满足强度、刚度与稳定性要求。,
