本刊記者 鄭影
唐際宇,中國(guó)建筑第八工程局有限公司廣西分公司副總工程師,昆明新機(jī)場(chǎng)、南寧吳圩國(guó)際機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目總工程師,還參與了南寧金之島城市廣場(chǎng)、百色川惠國(guó)際廣場(chǎng)等工程。中國(guó)建筑學(xué)會(huì)工程建設(shè)學(xué)術(shù)委員會(huì)理事。中建八局“十佳工程師”、“青年崗位能手”,昆明新機(jī)場(chǎng)轉(zhuǎn)場(chǎng)建設(shè)省級(jí)表彰“一等功”,獲得發(fā)明專利10項(xiàng),省部級(jí)工法15項(xiàng),在國(guó)家核心期刊發(fā)表論文30余篇。
全國(guó)建筑施工優(yōu)秀項(xiàng)目總工證書編號(hào):CEC20120030
昆明新機(jī)場(chǎng)是國(guó)家“十一五”期間的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目、云南省特大型城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程,項(xiàng)目定位為“大型樞紐機(jī)場(chǎng)和輻射東南亞、南亞,連接歐亞的門戶機(jī)場(chǎng)”。該航站樓A1合同段由中建八局施工總承包,唐際宇任項(xiàng)目總工程師。工程于2008年開工,2011年竣工,2012年6月通航使用。工程已通過云南省優(yōu)良等級(jí)評(píng)定,獲得2010年中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)。
昆明新機(jī)場(chǎng)航站區(qū)(圖1)工程總建筑面積約85萬m2,由航站樓、停車樓、高架橋組成。其中,航站樓總建筑面積75萬m2,南北長(zhǎng)855m,東西寬1134m,地下3層、地上3層,南側(cè)屋脊頂點(diǎn)(最高點(diǎn))標(biāo)高72.91m。
1)土石方總工程量第一。由于新機(jī)場(chǎng)地質(zhì)條件復(fù)雜,土石方填筑和場(chǎng)地精平整工程挖填累計(jì)約3億多m3,創(chuàng)目前國(guó)內(nèi)土石方工程紀(jì)錄。其中,場(chǎng)內(nèi)最大挖方高度約92m,最大填方高度約52m。
2)單體航站樓建筑面積國(guó)內(nèi)第一。航站樓南北總長(zhǎng)855.1m,東西寬1134.8m,面積為75萬m2,為目前國(guó)內(nèi)單體建筑面積之最。
圖1 航站樓正立面效果圖
3)航站樓減隔震技術(shù)及設(shè)施應(yīng)用規(guī)模第一。新機(jī)場(chǎng)航站樓為國(guó)家抗震示范工程。航站樓前中心區(qū)在結(jié)構(gòu)上安裝隔震支座1811個(gè),同時(shí)輔助使用粘滯性液壓阻尼器108個(gè),是當(dāng)前世界隔震支座應(yīng)用規(guī)模最大、隔震支座直徑最大的隔震建筑。
4)大型機(jī)場(chǎng)使用瀝青混凝土道面技術(shù)在國(guó)內(nèi)是第一次。機(jī)場(chǎng)跑道采用全幅瀝青道面的跑道,質(zhì)量保證15年預(yù)期使用壽命,在國(guó)內(nèi)尚屬首例,是中國(guó)民航局科技示范工程。
5)綠色機(jī)場(chǎng)概念在機(jī)場(chǎng)建設(shè)中全方位實(shí)踐是第一次。新機(jī)場(chǎng)建設(shè)工程實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)區(qū)土石方填筑場(chǎng)內(nèi)總體平衡,節(jié)約良田3萬多畝;航站樓坡形屋頂設(shè)置的自動(dòng)開啟天窗,在3月~11月可關(guān)閉35%區(qū)域空調(diào);航站樓通透的玻璃幕墻能使主要公共區(qū)域充分利用自然采光,每年節(jié)省電量達(dá)151.3萬kWh,全年節(jié)能20%~30%。
六大難點(diǎn)包括高填方地基處理、大直徑隔震支座安裝、倒梯形密肋梁板清水混凝土施工、空間鋼彩帶制作與安裝、大跨度雙曲面焊接球網(wǎng)架安裝及基于彩帶結(jié)構(gòu)的雙向單索幕墻施工。由于該工程地理?xiàng)l件惡劣,設(shè)計(jì)規(guī)模龐大,技術(shù)難度超高,成為近年中建八局承建項(xiàng)目中,技術(shù)含量最高、施工難度最大的代表性工程之一。
鑒于本工程的技術(shù)含量,項(xiàng)目申請(qǐng)立項(xiàng)了中建八局局級(jí)科技開發(fā)項(xiàng)目《昆明新機(jī)場(chǎng)隔震技術(shù)研究與應(yīng)用》和中建總公司科技開發(fā)項(xiàng)目《昆明新機(jī)場(chǎng)關(guān)鍵施工技術(shù)研究》,唐際宇均擔(dān)任課題主要負(fù)責(zé)人,在長(zhǎng)達(dá)3年的施工實(shí)踐和科研活動(dòng)中,獲得了豐碩的科技成果。
在工程實(shí)踐中,唐際宇特別注重科研和技術(shù)管理工作思路,通過理論分析、現(xiàn)有文獻(xiàn)查詢、企業(yè)積累的施工經(jīng)驗(yàn),形成初步方案進(jìn)行專家論證,將方案付諸試驗(yàn)研究,再進(jìn)行新一輪的論證。如此反復(fù),從而形成成熟的施工方法應(yīng)用到工程實(shí)踐中。從工程實(shí)踐中再進(jìn)行深入的提煉總結(jié),升華為施工工法、專利及論文等科研成果,為將來類似工程的實(shí)施提供借鑒和參考。
在機(jī)場(chǎng)關(guān)鍵工程鋼結(jié)構(gòu)安裝方面,昆明新機(jī)場(chǎng)航站樓工程主體設(shè)計(jì)為混凝土框架+鋼結(jié)構(gòu)體系,主體鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為罕見的鋼彩帶體系,作為建筑裝飾構(gòu)件,也是屋面承力構(gòu)件。鋼彩帶共有7根,主要由大截面箱梁構(gòu)成,彩帶水平面投影長(zhǎng)度324m,其中1號(hào)、4號(hào)彩帶分別由3根箱梁交織而成,5~7號(hào)彩帶分別由2根箱梁交織,圖2、圖3.
圖2 鋼彩帶效果圖
圖3 鋼彩帶分布三維示意圖
工程地下三層和地上三層,從基礎(chǔ)地板-17.2m至地上三層10.4m。1、4號(hào)下彩帶拱底支座位于地下一層-5.2m混凝土樓板上,5~7號(hào)彩帶拱底支座位于地上三層10.4m樓板上。
本工程鋼結(jié)構(gòu)吊裝投標(biāo)措施費(fèi)總價(jià)包干,吊裝由鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)分包實(shí)施,此項(xiàng)投標(biāo)時(shí)由總部協(xié)調(diào),處虧損狀態(tài)。原投標(biāo)方案中,5~7號(hào)彩帶采用4臺(tái)行走式塔機(jī)進(jìn)行安裝(圖4),基礎(chǔ)底板需進(jìn)行加固,隔震層至地上3層樓板共計(jì)七層需留設(shè)8m寬的后澆帶,鋼筋、預(yù)應(yīng)力均需斷開。約1.2萬m2的后澆帶在鋼結(jié)構(gòu)安裝完畢后方可施工,后澆帶鋼筋需除銹處理,預(yù)應(yīng)力筋需進(jìn)行搭接處理,增加了鋼筋接頭和預(yù)應(yīng)力接頭。同時(shí),模板支撐體系積壓,以上土建費(fèi)用均由總包單位承擔(dān)。
圖4 原投標(biāo)吊裝方案—采用行走式塔機(jī)
分析原投標(biāo)方案的種種不利因素,經(jīng)過與分包多輪方案論證和修改,分包采納了項(xiàng)目總工唐際宇提出的吊裝方案指導(dǎo)性意見。1~4號(hào)彩帶采用500t履帶起重機(jī)進(jìn)行跨外吊裝;5~7號(hào)彩帶采用2臺(tái)150t履帶起重機(jī)上3層樓面進(jìn)行吊裝,樓板搭設(shè)架空路基箱,受力直接傳與主梁和柱頂,經(jīng)驗(yàn)算無需對(duì)樓板進(jìn)行加固,見圖5、圖6。
圖5 調(diào)整后的吊裝方案之1~4號(hào)彩帶安裝示意
圖6 調(diào)整后的吊裝方案之5~7號(hào)彩帶安裝示意
此方案避免了由于留設(shè)施工后澆帶給我單位造成的巨大投入。同時(shí),也避免了后澆帶對(duì)結(jié)構(gòu)本身的不利影響,以及對(duì)樓層內(nèi)清水砼梁板的質(zhì)量影響。
航站樓中央大廳設(shè)隔震支座共1811個(gè),隔震支座直徑達(dá)1000mm。隔震支座安裝數(shù)量大、精度要求高,施工工期緊。其中,隔震支座安裝的難點(diǎn)和重點(diǎn)在于如何精確對(duì)預(yù)埋件的平面位置和標(biāo)高進(jìn)行定位。此外,疊層橡膠隔震支座安裝過程中還存在因上部施工荷載不均衡、不對(duì)稱對(duì)隔震支座產(chǎn)生的水平側(cè)移影響;隔震支座不均勻沉降對(duì)鋼結(jié)構(gòu)吊裝測(cè)量精度的影響等問題,圖7。
圖7 隔震支座
由于工期緊(主體結(jié)構(gòu)工期僅8個(gè)月),必須采用簡(jiǎn)單快捷的施工方法進(jìn)行隔震支座的安裝,以便為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造工作面。本工程隔震支座安裝工期僅2個(gè)半月,由于基礎(chǔ)底板面積大,隔震支座支墩密集,運(yùn)輸車輛難以通行,垂直運(yùn)輸困難,因此工期非常緊張。
隔震支座安裝國(guó)內(nèi)類似工程施工工藝方法較多,如二次灌漿法、隔震支座先裝法等。但安裝過程過于復(fù)雜,施工過程需細(xì)致、精確,安裝起來耗時(shí)耗工。
基于上述背景,通過廣泛借鑒現(xiàn)有技術(shù)、集成研究,運(yùn)用到該項(xiàng)目,通過試驗(yàn)對(duì)比,確定隔震支座預(yù)埋件安裝采用一次預(yù)埋到位,下支墩混凝土直接澆筑至完成面,隔震支座直接安裝就位。隔震支座預(yù)埋件安裝固定采用與隔震支座法蘭板相同大小的4mm厚鋼模板,確保了預(yù)埋套筒的精確定位。待混凝土澆筑完成后拆除定位模板周轉(zhuǎn)使用。為便于混凝土澆筑,在鋼模板上開設(shè)直徑400mm的澆筑孔,并在背面加設(shè)角鋼作為加勁肋,以加強(qiáng)定位模板的剛度。采用八角箍與錨筋焊接固定,并通過縱橫向鋼筋與下支墩鋼筋焊接牢固,防止混凝土澆筑時(shí)錨筋發(fā)生位移,參見圖8。
圖8 隔震支座埋件安裝
通過以上措施,既快又準(zhǔn)地保證了隔震支座中心位置的精確定位,解決了橡膠隔震支座螺栓套筒及與螺栓連接錨筋的精確預(yù)埋,避免了預(yù)埋件在混凝土澆筑時(shí)可能造成的位移,安裝簡(jiǎn)便,施工速度快。形成了施工措施標(biāo)準(zhǔn)化的施工工法,并在昆明機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目中進(jìn)行了成功應(yīng)用,取得了縮短工期、提高經(jīng)濟(jì)效益的顯著效果。
做為項(xiàng)目總工,在考慮工程技術(shù)可行性、科學(xué)性的同時(shí),還要綜合考慮到經(jīng)濟(jì)、工期、安全等各方面的訴求,達(dá)成各方面的協(xié)調(diào)甚至妥協(xié),使參建各方步調(diào)一致、意見統(tǒng)一,這樣技術(shù)工作才能順利推進(jìn),并朝著有利于工程實(shí)施的方向發(fā)展。