2020年6月28日
苏州中南中心开工仪式举行
高度499.15米的中南中心建成后
将超过目前苏州第一高楼
450米的九龙仓苏州国际金融中心
刷新苏州城市高度
苏州中南中心项目处在苏州工业园区金鸡湖中央商务区。中南集团进行了投资建设。Gensler 公司设计了建筑方案。还邀请了国际知名的 Thornton Tomasetti、WSP、ALT、BPI、RWDI 等公司,这些公司分别开展了结构、机电、幕墙、灯光、风洞等相关设计工作。同时,邀请了华东建筑设计研究总院、同济大学建筑设计研究院有限公司、启迪设计集团股份有限公司等国内顶级设计公司,将它们作为方案实施单位来进行深化设计。
苏州中南中心的高度为 499.15 米,总建筑面积约 50.8 万平方米。其方案将“垂直园林城市”当作核心设计理念,建筑造型的灵感来源于苏州传统文化,其中蕴含着传统形制以及大巧若拙的工匠精神。
整体造型呈现出方中带圆的特点,既极简现代,又带有当地文化特色。其顶部设计形态是以苏州市花“桂花”为形状,寓意是“取蟾宫折桂之势,彰显苏州盛世繁华”。通过开放的姿态,将苏州文化与周边环境优雅且友好地完美结合在一起,与苏州中心片区相互呼应。生动的体量关系,强化了人与自然以及人与建筑之间的关系。
塔楼形态为方正的。它那挺拔的线条带有一些曲折的变化。其灵感来源于波光粼粼的金鸡湖水波纹。从远处看,它显得挺拔且简洁。而从近处看,它的细节则十分丰富。
中南集团的建设计划工期大约是 5 年半,建成之后会成为华东区域标志性的超高层之一。
北寺塔高达 76 米,东方之门有 300 米高,国金中心是 450 米高,苏州中南中心为 499.15 米高。建筑记录着城市的步伐,同时也象征着城市向上的力量。
苏州中南中心,2015年完成桩基施工后,已停工5年。
2015年苏州中南中心桩基完成后现场照片
苏州中南中心,在当年属于在建的国内第一高楼。其原设计方案是地上有 138 层,地下 5 层,塔冠高点能达到 729 米。然而,最终这个项目没能避开 500 米的“限高令”,高度被压缩到了 499.15 米。这实在令人感慨万千!
可喜的是,这个项目时隔 5 年又开始建设了。我们期待着这座大楼能够早日建成。
苏州中南中心原施工方案简介
苏州中南中心地下室施工方案动画
工程概况
本工程包含一幢 137 层的塔楼以及 9 层裙房。地下室有 5 层,在北侧临近地铁的地方地下有两层。总建筑面积大概是 49.1 万 m²。塔楼的主体建筑上人高度为 598m,塔冠顶的高度达到 729m,裙房的高度是 61m。
采用桩筏基础。塔楼的底板厚度是 6.2 米。裙楼的底板厚度是 1.6 米。塔楼是巨型框架核心筒结构。裙房采用大跨度钢桁架并且搭配框架剪力墙体系。地下室是框架结构。
工程特点
“一寸高,就有一寸的危险”。苏州中南中心身为国内正在建设的第一高楼,并且处在超高层集中的苏州工业园区。它在施工方面的复杂程度要比其他同类建筑更高,具体突出体现在以下几个方面:
1、复杂的场区与周边环境
本工程的可用场地较为狭小。地下室的东侧距离正在建设的 CBD 商务区的地连墙有 1.4 米。北侧距离地铁 1 号线仅仅 8.65 米。在施工过程中,对基坑变形的控制要求很高,难度也很大。
2、多变的结构与复杂构件施工难度大
核心筒体的形状变化较大,竖向构件数量较多,工期较为紧张,对模板体系的适应性以及施工效率有着较高的要求。
C70 高强混凝土需要进行超高程泵送,钢管混凝土的密实度也是工程控制的重点。
钢结构总用钢量为 11 万吨。其构件重量大,并且分布范围广,这就对吊装设备的选型提出了很高的要求。钢构件的板材较厚,高空焊接的工作量大,施工环境不佳,所以焊接质量的控制比较困难。
3、超常规工艺建造质量控制难
本工程的地连墙厚度为 1.2m,长度是 63.7m,需要穿透两层承压水层。其中,最大单节钢筋笼的重量接近 100T。地连墙槽壁的稳定、垂直度需要得到保证,并且钢筋笼的吊装难度较大。
在房建类工程中这尚属首次。
4、大量的人员与建筑材料运输难
施工人员需要承担繁重的运输任务,材料的运输也很繁重,设备的运输同样繁重。建立起高效的垂直运输体系,对施工效率会产生重要的影响。
5、多工序交叉,施工组织是难点
裙房逆作与塔楼顺作同步开展,塔楼核芯筒作业、巨柱外框架作业以及楼承板作业这三个作业面前后进行了合理的搭接,并且平行作业。庞大且复杂的机电系统以及内外装饰等专业需要穿插着进行。专业之间的协调管理要求较高。在遭遇巨大施工困难的情况下,又产生了许多新的施工组织课题。我们会按照“分区施工,突出塔楼”的原则来安排施工流程,以保障工程能够高效、顺利地推进。
施工包括基坑围护的地下连续墙施工、超深钻孔灌注桩施工、裙房塔吊基础桩施工、降水井施工以及基槽加固施工。
2、裙楼地下室逆作至基础底板。
塔楼地下室进行顺作施工,裙楼地上结构也进行顺作施工。同时,裙楼的竖向构件被补齐。北侧地下 2 层区域开始进行土方开挖。
裙楼结构已经完成。接着安装裙楼的屋顶钢结构。之后拆除裙楼的 ST7032 塔吊。
塔楼施工到了 6 层。接着安装了钢结构顶升平台。然后拆除了落地围护架。在塔楼的南北两侧分别安装了 1 台 M1280D 塔吊。之后开始安装钢结构外框架。
6、塔楼核心筒施工至26层时,开始分区施工外幕墙。
7、塔楼施工至76层,拆除南北侧两台1280D塔吊。
8、核心筒墙体施工到顶,拆除钢平台模板脚手体系。
巨型柱安装到了 137 层,同时安装了 900D 塔吊,接着拆除了东西两侧的两台 M1280D 塔吊;幕墙也安装到了顶部。
10、屋顶塔冠钢结构施工。
现场布置
本工程现场将遵循以人为本,动态调整的原则进行部署。
1、桩基及围护墙施工
2、土方开挖至-15m
3、裙楼顺作至±0
此阶段,要沿着出土孔来划定重型车辆的行走线路。同时,要设置材料运输通道以及职工通道,实现人车分离。沿着塔楼设置材料的临时堆放区。在环梁内部留置环形坡道。在裙楼安装 4 台 ST7030 塔吊。
4、裙楼及地下室逆作至基础底板完成
环梁周边设置了钢构件堆场。塔楼安装了两台 M1280D 塔吊。裙楼西侧的塔吊被拆除了。
5、裙楼地上结构施工,塔楼核心筒施工至6层
把材料堆放区移到塔楼北侧的地下室顶板处。接着拆除塔楼的外围护架体系。然后安装顶升钢平台。之后在塔楼增设两台 1280D 塔吊。当裙楼钢屋架吊装完毕后,拆除裙楼南侧的 ST7032 塔吊。最后安装 1 台施工电梯。
6、塔楼核心筒以上结构施工至工程竣工
增设了外幕墙材料堆放区。
为确保工期,计划以核心筒结构为依托,在塔楼安装 10 台人货两用中速电梯。这些电梯用于核心筒结构的施工,用于钢结构外框架的施工,用于主楼结构的施工,用于设备安装,也用于装饰工程施工。在合适的时候安装永久电梯,将其用作室内装修材料的运输工具以及人员上下的工具。根据工程的进展情况,拆除人货两用电梯,并归还永久电梯。
关键技术方案
测量
本工程具有异型超高的特点,所以我们采取分级布网以及逐级控制的方式来进行测量,目的是提升测量系统的稳定性与可靠性。我们构建了测量平面的三级控制网,并且随着施工的推进,运用天顶法逐步向上传递。与此同时,在 44 层、92 层和 124 层还采用了 GPS 进行校核,以此来确保测量精度。
地下结构逆作
本工程地下有 5 层。主楼区的埋深为 33 米,集水坑处的深度是 36 米。它采用了 5 道直径为 89 米的混凝土环形围领构成围护体系。并且采用倒盆结合的方式来进行对称的土方开挖。首先进行地下 5 层区域第一步土的开挖工作,接着施工地联墙压顶梁;之后开挖东区和南区边跨的两跨土方,使其达到-1.8m 的深度,同时施工 B0 板;接着采用二级退台的方式,进行盆式开挖,将主楼及裙楼的土方挖到-15m 的深度,并且施工 B02 板,接着顺作该区 B02 以上的结构,直至达到±0;在塔楼区的南侧设置 1:8 环形坡道,利用裙楼区的 7 个出土孔以及环梁内的坡道,将剩余土方向外运输,同时逆作施工裙楼 B03 层以下的结构,直至到达基础底板。
混凝土
本工程基础底板的混凝土量为 8 万方。在浇筑过程中,使用了 12 台 48 米的汽车泵、3 台 56 米的汽车泵以及 5 台固定泵。这些泵一次性连续作业,将基础底板浇筑成型。
巨型柱以平台作为支撑,并且使用钢框木模;核心筒 5 层以下的区域运用传统脚手模板体系;6 层及 6 层以上采用 8 支点大吨位且大行程的整体顶升模板系统,该系统包含钢桁架系统、支撑与顶升系统、挂架与安全防护系统以及模板系统。
本工程的混凝土浇筑最大高度达到了 598 米。为了确保混凝土的性能,使用了 3 台 48Mpa 高压混凝土泵,采用一泵到顶的方式,其中两台使用,一台备用。泵管选用的是 150 耐磨合金钢泵管,并且分三路进行布置,其中一路作为备用。为了降低混凝土自重对泵送所产生的影响,在 27 层、59 层、91 层和 123 层设置了水平缓冲管。
在钢平台上布置两台液压自动布料机,用于进行核心筒墙体的混凝土浇注。同时,巨型柱和楼板的混凝土通过泵管接硬管的方式来进行施工。
采用水洗技术,目的是最大限度利用泵管中的混凝土;设置水池和废料承接架,以此来达到绿色施工的要求。
钢结构
本工程的钢结构包含外框架、加强桁架层、屋顶塔冠结构以及裙房钢结构。为了能让本工程的钢结构得以高效吊装,依据裙房结构传力的特点,裙房钢结构屋盖的主桁架和次桁架在地面进行整体拼装,之后进行整体提升,最后安装吊柱和吊梁。主楼采取“在工厂制作并合理分段,由 4 台塔吊进行综合安装,用履带吊辅助配合”的施工思路,其中最大构件的重量约为 65 吨。
巨型钢柱被运至现场,接着由 300 吨履带吊把它卸到指定位置,之后用塔吊和 300 吨履带吊进行双机起吊使其回直,最后由 M1280D 塔吊进行单机吊装。
为确保结构具有足够的刚度,要及时对巨型钢柱和核心筒间的联系钢梁进行吊装;接着以已吊装的部分为中心,对称地吊装角柱和其余钢梁,之后按照顺序往上进行施工。
利用支撑辅助法安装伸臂桁架下弦杆,并及时补缺其余楼层钢梁。
采用“单元构件法”依次吊装巨型柱、伸臂桁架斜腹杆、上弦杆。
首先安装环带桁架直腹杆,接着从两侧往中间安装斜腹杆和中层梁,最后安装环带桁架上弦杆。当内侧环带桁架安装完成后,便按照相同的工艺来安装外侧环带桁架。
核心筒施工到了 76 层,接着拆除了东西两侧的两台 M1280D 塔吊。主塔楼施工完成后,借助南侧的 M1280D 塔吊拆除北侧的 M1280D 塔吊,然后安装 M900D 塔吊,再利用 M900D 塔吊拆除南面的塔吊,最后补齐其余的钢结构。
塔冠结构较为复杂,其高空拼装存在较大难度。它分为上中下三个部分进行吊装。因为每部分的结构尺寸都比较大,所以都是散件出厂的,在地面先拼装成整体,然后再分段吊装至预定位置。塔冠结构在空间定位方面有着较高的要求,将会使用全站仪对整个过程进行全程监测。桅杆的总高度为 54 米,重量为 40 吨。在屋顶层安装前设置拼装底座,接着进行塔冠安装苏州钢结构厂家,同时分段安装桅杆并就位。待塔冠焊接完成后,在 666 米标高处安装 4 个液压千斤顶,把桅杆提升至合适位置。为确保桅杆提升稳定,在其底部增添支撑架和导向滑轮,提升到位后补全杆件,最后拆除临时提升设备。
塔冠施工完毕后,开始安装 ZSL380 塔吊,同时拆除 M900D 塔吊;接着按照先拆除中型塔吊、再拆除小型塔吊的顺序完成塔吊拆除工作。
机电安装
我们结合施工部署以及机电的特点,把机电安装划分成了四个区域。并且按照分区管理的方式,以样板领路,通过流水搭接的方法,按照阶段验收的原则来安排施工流程。
利用 BIM 技术对机电系统展开深化设计,以此来完善施工方案。例如,将竖向管材提前运至施工现场,借助塔吊把立管吊运到管井内并进行固定,同时随着塔楼结构的推进而同步提升,这样就能够解决在传统施工方式中,由于管井空间较小以及层高受到限制,导致大口径立管难以进行吊装的难题。
我司会组织参与建设的各方来成立调试指挥部。接着会制定调试方案以及应急预案。然后会按照分系统、分区域、分阶段、分步骤的方式来进行系统的调试工作。
深化设计,BIM应用
我们将为本工程组建一个专业的 BIM 团队。这个团队将实施 BIM 技术总承包管理。在深化设计方面会运用,在施工方面会运用,在质量方面会运用,在进度方面会运用,在安全管理方面也会运用。
我们会借助 BIM 技术,来辅助进行钢结构节点的深化设计。同时,还能进行虚拟的三维场景漫游,以此协助业主和设计师确定方案。此外,我们会进行机电设备布置的模拟以及复杂管线的碰撞检查,并且配合绿色三星和 LEED 认证所需要的日照分析及风场模拟。
将借助 BIM 技术,进行施工现场布置组织的模拟,进行 4D 施工进度的模拟,进行预制巨大钢构件装配施工的模拟,对施工的重点难点进行数据化的分析,以此来指导施工。
在质量成本运营管理领域,对构件进行三维全景扫描。通过模型生成工程量统计数据。利用该统计数据实现限额领料。将全信息数据模型交付给业主,以便后期进行维护管理。
节点工期控制
本工程规定的工期是 2190 日历天,经我公司进行优化后苏州钢结构厂家,总工期变为 2070 日历天。原本计划在 2014 年 3 月 1 日开始施工,于 2019 年 12 月 29 日完成竣工验收。实际上,该项目在桩基完成后就停止了施工。
第一部分 苏州中南中心
总体施工部署
逆作法地下室施工包括地下桩基施工,也包括地下连续墙施工,还包括逆作法地下室结构施工以及地下室土方外运。
2. 核心筒底板施工
3. 核心筒地下室及裙房施工,钢结构开始进场
4. 核心筒地下室及裙房施工,核心筒滑膜体系装配
5.核心筒地上部分施工,混凝土滑膜施工,钢结构同步施工
6.核心筒地上部分施工,裙房结构施工完成,裙房塔吊拆除
7.核心筒地上部分标准层施工
8.核心筒塔吊拆除,逐级更换小塔吊
9. 钢结构塔冠施工
第二部分 苏州中南中心
钢结构塔冠施工方案
1. 主体结构的四台塔吊相互拆除,最终只保留一台塔吊
2. 塔吊吊装钢结构塔冠第一节
3. 在屋顶拼装塔尖,并搭设施工平台
4. 吊装第二节钢结构塔冠
5. 吊装第三节钢结构塔冠
6. 塔尖部分由轨道爬升自预定位置
7. 塔吊吊装塔尖与第三节塔冠的过渡段
采用大型屋面吊来拆除塔吊,接着用小型屋面吊拆除大型屋面吊,最后人工对小型屋面吊进行拆解