400米以上超高层建筑施工技术基本经验和面临的新课题.ppt

400米以上超高层建筑施工技术基本经验和面临的新课题张希黔张希黔 教授、博导教授、博导中中建建总总公公司司施施工工技技术术专专业业委委员员会会 主主任任2012015 5年年6 6月月 东南大学东南大学 住住建建部部高高等等教教育育工工程程管管理理专专业业评评估估委委员员会会顾顾问问2.超高层建筑施工技术基本经验1.已建和在建典型超高层建筑简介3.超高层建筑建造面临的新课题1.已建和在建典型超高层建筑简介中国建筑总公司高层及超高层建筑的定义：高层及超高层建筑的定义：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24米的公共建筑为高层建筑。国际上一般把高度超过国际上一般把高度超过30层或层或100m以上的高楼称以上的高楼称之为超高层建筑。之为超高层建筑。1972年年8月在美国宾夕法尼亚洲的伯利恒市召开的月在美国宾夕法尼亚洲的伯利恒市召开的国际高层建筑会议上，专门讨论并提出高层建筑的分国际高层建筑会议上，专门讨论并提出高层建筑的分类和定义。其中超高层建筑定义为类和定义。其中超高层建筑定义为40层以上（高度层以上（高度100米以上）。米以上）。根据我国民用建筑设计通则定义建筑高度大于根据我国民用建筑设计通则定义建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。的民用建筑为超高层建筑。1.已建和在建典型超高层建筑简介1.1上海环球金融中心上海环球金融中心上海环球金融中心上海环球金融中心塔楼地上塔楼地上101层，地面以上高层，地面以上高度为度为492m，地下，地下3层，总建筑层，总建筑面积面积381600m2。主体结构采用由巨型柱、主体结构采用由巨型柱、巨型斜撑以及带状桁架构成巨型斜撑以及带状桁架构成的三维巨型框架结构、钢筋的三维巨型框架结构、钢筋混凝土核心筒结构和构成核混凝土核心筒结构和构成核心筒和巨型结构柱之间相互心筒和巨型结构柱之间相互作用的伸臂钢桁架组成的三作用的伸臂钢桁架组成的三重结构体系。重结构体系。1.已建和在建典型超高层建筑简介1.2广州珠江新城西塔广州珠江新城西塔广州珠江新城西塔建筑高度432m。主塔楼为钢筋混凝土核心筒和钢结构外框筒组成的筒中筒结构 中央电视台新台址主楼建筑建中央电视台新台址主楼建筑建筑面积筑面积47.3万平方米，地下三层，万平方米，地下三层，地上五十二层，高地上五十二层，高237m，钢结构，钢结构用钢量达用钢量达14万吨。塔楼外框筒由水万吨。塔楼外框筒由水平边梁和双向倾斜柱、支撑形成三平边梁和双向倾斜柱、支撑形成三角形单元模块，外框筒与屋顶连接角形单元模块，外框筒与屋顶连接成整体，形成主楼的主要抗侧力结成整体，形成主楼的主要抗侧力结构体系。两座塔楼各自整体双向倾构体系。两座塔楼各自整体双向倾斜斜6，内部核心筒及内柱竖直。悬，内部核心筒及内柱竖直。悬臂结构共臂结构共14层，从塔楼层，从塔楼37层至顶层层至顶层外伸，悬臂底面为水平，标高外伸，悬臂底面为水平，标高162.200m，顶面与塔楼屋顶位于同，顶面与塔楼屋顶位于同一个倾斜面内。塔楼一个倾斜面内。塔楼1悬臂外伸悬臂外伸67.165m，塔楼，塔楼2悬臂外伸悬臂外伸75.165m。央视主楼效果图央视主楼效果图1.已建和在建典型超高层建筑简介1.3中央电视台新台址主楼中央电视台新台址主楼深圳京基深圳京基100大厦大厦1.已建和在建典型超高层建筑简介1.4深圳京基深圳京基100大厦大厦 深圳京基深圳京基100100大厦位于大厦位于深圳市罗湖区红宝路南侧，深圳市罗湖区红宝路南侧，地下地下 4 4层，地上层，地上100 100 层，层，建筑总高度建筑总高度 441.8m441.8m，总，总建筑面积约建筑面积约2424万平方米，万平方米，是目前中国大陆第三高楼。是目前中国大陆第三高楼。框架框架-核心筒结构。核心筒结构。东塔夜景效果图东塔夜景效果图1.5广州珠江新城东塔广州珠江新城东塔 广州珠江新城东塔，总建筑广州珠江新城东塔，总建筑面积面积507681平方米，建筑物总高度平方米，建筑物总高度为为530米。米。塔楼结构形式为带加强层的塔楼结构形式为带加强层的钢管混凝土巨柱框架筒体结构。钢管混凝土巨柱框架筒体结构。东塔钢结构主要分布1外 框钢结构外框筒钢柱楼层钢梁桁架层钢结构2核心筒钢结构核心筒钢板剪力墙核心筒劲性钢柱3裙 房钢结构裙房多功能厅屋面桁架连廊钢梁1.已建和在建典型超高层建筑简介1.6武汉绿地中心武汉绿地中心 武汉绿地中心武汉绿地中心高高606米，共米，共124层，层，总建筑面积总建筑面积30万平万平方米。方米。1.已建和在建典型超高层建筑简介1.7天津天津117大厦大厦天津天津117大厦大厦 地下地下3层，地上层，地上117层，层，总设计高度总设计高度570米以上，米以上，规划建筑面积规划建筑面积183万平方万平方米，预计投资米，预计投资270多亿元多亿元人民币。人民币。1.已建和在建典型超高层建筑简介1.8深圳平安国际金融中心大厦深圳平安国际金融中心大厦 深圳深圳平安国际金融中心大厦平安国际金融中心大厦总建筑面积总建筑面积378600平方米，高平方米，高度为塔顶度为塔顶646米，屋面米，屋面588米，米，共共115层。层。1.已建和在建典型超高层建筑简介1.9武汉中心武汉中心王家墩中央商务区王家墩中央商务区“武汉中武汉中心心”，设计高度设计高度428米，共米，共88层。层。1.已建和在建典型超高层建筑简介1.10重庆瑞安嘉陵帆影重庆瑞安嘉陵帆影 二期塔楼99层，三期塔楼34层，裙楼6层，建筑高度468米，总建筑面积500710平方米。三期塔楼：34层，总高度174.8米。二期塔楼：99层，总高度468米。裙楼：6层，总高度40.33米。1.已建和在建典型超高层建筑简介2.超高层建筑施工技术基本经验1.已建和在建典型超高层建筑简介3.超高层建筑建造面临的新课题2.超高层建筑施工技术基本经验超高层建筑施工的基本经验：超高层建筑施工的基本经验：一、受力特征：与高度一、受力特征：与高度H的关系的关系（1）垂直受力与高度）垂直受力与高度H成正比成正比（2）弯矩与高度）弯矩与高度H2成正比（钢板剪力墙问题）成正比（钢板剪力墙问题）（3）变形与高度）变形与高度H4成正比（阻尼器问题）成正比（阻尼器问题）H广州东塔钢板剪力墙广州东塔钢板剪力墙（3）变形与高度）变形与高度H4成正比（阻尼器问题）成正比（阻尼器问题）二、深基坑施工二、深基坑施工深基坑深基坑与周边与周边环境环境超高层超高层与裙楼与裙楼沉降差沉降差处理处理逆作法逆作法大体积大体积砼裂缝砼裂缝控制控制1234（1 1）理论发展与关键技术理论发展与关键技术n建建筑筑物物上上部部结结构构的的施施工工和和地地下下基基础础结结构构施施工工平平行行立立体体作作业业，可可缩缩短短工工期期。建建筑筑物物上上部部结结构构的的施施工工和和地地下下基基础础结结构构施施工工平平行行立立体体作作业业，可可缩短工期。缩短工期。n（二墙合一，围护结构变形量小，对邻近建筑的影响小。（二墙合一，围护结构变形量小，对邻近建筑的影响小。n地下室施工少受风雨影响，有利于土方开挖。地下室施工少受风雨影响，有利于土方开挖。n地下室施工少受风雨影响，有利于土方开挖。地下室施工少受风雨影响，有利于土方开挖。n逆逆作作结结构构的的自自身身荷荷载载由由立立柱柱直直接接承承担担并并传传递递至至地地基基，降降低低了了基基坑坑内内地基回弹量。地基回弹量。n地下室梁柱等节点混凝土浇筑是其施工难点地下室梁柱等节点混凝土浇筑是其施工难点。逆作法逆作法 上海环球金融中心位于上海陆上海环球金融中心位于上海陆家嘴金融贸易开发区，该大厦为家嘴金融贸易开发区，该大厦为集商贸、展厅、办公、酒店、观集商贸、展厅、办公、酒店、观光、公共设施为一体的综合性多光、公共设施为一体的综合性多功能超高层建筑。该项目地下三功能超高层建筑。该项目地下三层，地上裙楼层，地上裙楼6 6层，塔楼层，塔楼101101层，层，高高492m492m。地下室基坑平面呈不规。地下室基坑平面呈不规则四边形，长约则四边形，长约200m200m，宽，宽108108120m120m，基坑周长，基坑周长614.1m614.1m，面积约，面积约22468m222468m2，大面积开挖深度，大面积开挖深度17.8517.8519.85m19.85m。裙楼地下室外墙采用。裙楼地下室外墙采用“两墙合一两墙合一”地下连续墙。地下连续墙。上海环球金融中心基坑工程上海环球金融中心基坑工程塔楼基坑土方开挖塔楼基坑土方开挖 为满足该工程合同工期，同时有效保护基坑周边环为满足该工程合同工期，同时有效保护基坑周边环境，工程采取境，工程采取塔楼顺作，裙楼逆作塔楼顺作，裙楼逆作的施工工艺：采用地的施工工艺：采用地下连续墙临时围堰将塔裙楼隔开，塔楼先期施工，顺作下连续墙临时围堰将塔裙楼隔开，塔楼先期施工，顺作施工至施工至1FL1FL后，裙楼开始由后，裙楼开始由1FL1FL往下逆作法施工，分层分往下逆作法施工，分层分段拆除临时围堰，对接塔楼。为不影响塔楼材料运输及段拆除临时围堰，对接塔楼。为不影响塔楼材料运输及为塔楼提供重型钢结构构件转运场地，在塔楼边为塔楼提供重型钢结构构件转运场地，在塔楼边1FL+1.5m1FL+1.5m高处设置面积约高处设置面积约2500m22500m2重型材料堆场。重型材料堆场。1）基坑工程整体施工部署）基坑工程整体施工部署（2 2）逆作法施工实施过程）逆作法施工实施过程 临时围堰、坑内土体加固、深坑土体加固施工完成后在坑内均临时围堰、坑内土体加固、深坑土体加固施工完成后在坑内均匀布置匀布置4040口深井疏干井，沿顶圈梁在坑外均匀布置口深井疏干井，沿顶圈梁在坑外均匀布置1414口降压水井，口降压水井，在基坑内侧周边均匀布置在基坑内侧周边均匀布置4 4个取土平台。塔楼基坑土方开挖采用岛式个取土平台。塔楼基坑土方开挖采用岛式分层开挖。基坑开挖遵循分层开挖。基坑开挖遵循“对称、均衡、分层对称、均衡、分层”，最大限度保证圆，最大限度保证圆形围护结构均匀受力。提前形围护结构均匀受力。提前2020天进行土体预降水，挖土至天进行土体预降水，挖土至-10.5m-10.5m时时启动承压水井，土方开挖至大面积底板底，及时封闭加强垫层，局启动承压水井，土方开挖至大面积底板底，及时封闭加强垫层，局部深坑分两层开挖土方，施工完成后进行底板施工。底板分三层浇部深坑分两层开挖土方，施工完成后进行底板施工。底板分三层浇筑，每层浇筑高度筑，每层浇筑高度4 44.5m4.5m，水平向不留设施工缝和后浇带。底板完，水平向不留设施工缝和后浇带。底板完成后，地下结构采取常规模板满堂脚手架支撑体系顺作施工至成后，地下结构采取常规模板满堂脚手架支撑体系顺作施工至1FL1FL。2）塔楼顺作施工）塔楼顺作施工（2 2）逆作法施工实施过程）逆作法施工实施过程塔楼底板完成后插入裙楼基坑围护塔楼底板完成后插入裙楼基坑围护工程，塔楼完成工程，塔楼完成1FL1FL，裙楼分四区，裙楼分四区及车道区由上往下逆作施工，分层及车道区由上往下逆作施工，分层分段爆破拆除临时围堰，对接主楼。分段爆破拆除临时围堰，对接主楼。施工顺序为一区、二区、三区、四施工顺序为一区、二区、三区、四区、车道区依次跳仓对称施工。每区、车道区依次跳仓对称施工。每区先进行土方开挖，再施工对应的区先进行土方开挖，再施工对应的水平结构，依次交叉向下施工至底水平结构，依次交叉向下施工至底板，再从下向上依次顺作施工竖向板，再从下向上依次顺作施工竖向结构。结构。3）裙楼逆作法施工）裙楼逆作法施工裙楼基坑施工分区平面示意图裙楼基坑施工分区平面示意图（2 2）逆作法施工实施过程）逆作法施工实施过程 每区设每区设3 34 4个取土口，个取土口，土方采取分层盆式开挖，土方采取分层盆式开挖，开挖深度同层高，坑边留开挖深度同层高，坑边留土护壁。土护壁。底板先施工中心岛区，底板先施工中心岛区，在底板上向围护结构设置在底板上向围护结构设置抛撑，再进行环岛区土方抛撑，再进行环岛区土方开挖及底板施工。水平结开挖及底板施工。水平结构施工完毕由下向上顺作构施工完毕由下向上顺作施工竖向结构，封闭出土施工竖向结构，封闭出土口，完成裙楼地下结构。口，完成裙楼地下结构。3）裙楼逆作法施工）裙楼逆作法施工基坑竖向施工分层工况图基坑竖向施工分层工况图（2 2）逆作法施工实施过程）逆作法施工实施过程 上海环球金融中心工程塔裙楼高差达上海环球金融中心工程塔裙楼高差达95层，地下结构不留沉降缝，设层，地下结构不留沉降缝，设计通过每层塔裙楼之间留设后浇带来协调两者之间的沉降差异。后浇带宽计通过每层塔裙楼之间留设后浇带来协调两者之间的沉降差异。后浇带宽23m，沿塔楼环形布置，后浇带中间布置对撑钢梁的柔性传力带，既能，沿塔楼环形布置，后浇带中间布置对撑钢梁的柔性传力带，既能确保裙楼基坑水平支撑力有效传递至主楼，又能有效协调塔裙楼之间的沉确保裙楼基坑水平支撑力有效传递至主楼，又能有效协调塔裙楼之间的沉降差异，避免底板产生沉降裂缝。设计要求，根据塔裙楼沉降监测数据分降差异，避免底板产生沉降裂缝。设计要求，根据塔裙楼沉降监测数据分析，塔裙楼沉降趋于稳定，方可封闭后浇带，且塔楼至少施工至析，塔裙楼沉降趋于稳定，方可封闭后浇带，且塔楼至少施工至50F。该工程裙楼施工至底板时，塔楼施工至该工程裙楼施工至底板时，塔楼施工至32层，塔楼最大沉降层，塔楼最大沉降25.31mm。各层后浇带开始封闭时，塔楼施工至各层后浇带开始封闭时，塔楼施工至68层，最大沉降层，最大沉降38.55mm，此时裙楼，此时裙楼最大沉降最大沉降3mm。塔楼施工至塔楼施工至100层时，塔楼最大沉降层时，塔楼最大沉降98.34mm，裙楼最大，裙楼最大沉降沉降36mm。与理论计算相比，塔楼沉降值较接近，裙楼差距较大，裙楼与理论计算相比，塔楼沉降值较接近，裙楼差距较大，裙楼未出现反拱现象。未出现反拱现象。后浇带削弱了承担水平力作用的各层楼板整体刚度，加大了围护体的后浇带削弱了承担水平力作用的各层楼板整体刚度，加大了围护体的变形总量，使得该工程相对于其他逆作法工程的变形稍大。变形总量，使得该工程相对于其他逆作法工程的变形稍大。超高层超高层与裙楼与裙楼沉降差沉降差处理处理 塔楼、裙楼同步立体交叉施工，施工区域的协调、施工场地、运输通塔楼、裙楼同步立体交叉施工，施工区域的协调、施工场地、运输通道协调是关键。该工程在塔楼周边道协调是关键。该工程在塔楼周边1FL+1.5m标高处特设计了由施工主干道跨标高处特设计了由施工主干道跨越裙楼，通向塔楼的临时重车道、重型材料堆场，面积越裙楼，通向塔楼的临时重车道、重型材料堆场，面积2500m2，将裙楼施，将裙楼施工对塔楼影响降至最低。同时裙楼逆作首层楼面为塔楼施工提供大量的材料工对塔楼影响降至最低。同时裙楼逆作首层楼面为塔楼施工提供大量的材料堆场、施工通道，保证了塔裙楼施工顺利实施。堆场、施工通道，保证了塔裙楼施工顺利实施。塔裙楼立体交叉施工对高空安全坠落、物体打击、爆破震动等施工安全塔裙楼立体交叉施工对高空安全坠落、物体打击、爆破震动等施工安全带来很大隐患。带来很大隐患。裙楼与塔楼对接，在裙楼首层施工时完全暴露在塔楼下方，且塔楼已施裙楼与塔楼对接，在裙楼首层施工时完全暴露在塔楼下方，且塔楼已施工较高，只有做好塔楼临边安全防护措施，才能保证裙楼施工安全。工较高，只有做好塔楼临边安全防护措施，才能保证裙楼施工安全。为加快施工速度，塔裙楼之间临时围堰及围檩采取爆破方式拆除，围堰紧靠为加快施工速度，塔裙楼之间临时围堰及围檩采取爆破方式拆除，围堰紧靠塔楼，要保证塔楼永久结构不能受任何损伤，该工程采取密孔少药量，减小塔楼，要保证塔楼永久结构不能受任何损伤，该工程采取密孔少药量，减小冲击力及振动波；加强防护棚，在围堰爆破对塔楼影响区域内覆盖模板、麻冲击力及振动波；加强防护棚，在围堰爆破对塔楼影响区域内覆盖模板、麻袋等方式对塔楼永久结构进行保护。袋等方式对塔楼永久结构进行保护。值得注意的是，逆作法楼面堆载要均衡、要限载。荷载既要在临时钢柱值得注意的是，逆作法楼面堆载要均衡、要限载。荷载既要在临时钢柱承载范围内，又不能引起钢柱发生不均匀沉降，以免拉裂楼板。同时要等楼承载范围内，又不能引起钢柱发生不均匀沉降，以免拉裂楼板。同时要等楼板强度达板强度达85方可堆载。方可堆载。塔裙楼立体交叉施工塔裙楼立体交叉施工 楔形锁口接头楔形锁口接头底板与地下墙间埋设注浆管底板与地下墙间埋设注浆管 采用大直径圆形围护体系，利用圆拱采用大直径圆形围护体系，利用圆拱效应，充分发挥混凝土材料的抗压性能，效应，充分发挥混凝土材料的抗压性能，对基坑变形控制相当出色。对基坑变形控制相当出色。100m100m直径的圆直径的圆形围堰，仅靠三道围檩，无任何内支撑，形围堰，仅靠三道围檩，无任何内支撑，土体开挖深度土体开挖深度17.85m17.85m，电梯井深坑达，电梯井深坑达25.85m25.85m，基坑最大变形仅，基坑最大变形仅30.1mm30.1mm。成功保。成功保障了周边建筑物、地下管线及围护结构的障了周边建筑物、地下管线及围护结构的正常运行。正常运行。地下连续墙楔形锁口接头，外侧劈裂地下连续墙楔形锁口接头，外侧劈裂注浆加强止水，大大提高地下墙间整体刚注浆加强止水，大大提高地下墙间整体刚度、传力性能及止水性能。度、传力性能及止水性能。该工程底板与地下墙接头处除采用常该工程底板与地下墙接头处除采用常规止水措施外，还采用预埋注浆管加强两规止水措施外，还采用预埋注浆管加强两者之间的止水。若发现底板与地下墙之间者之间的止水。若发现底板与地下墙之间有渗水，仅需要在相应的注浆管接头处进有渗水，仅需要在相应的注浆管接头处进行压力注浆，充分填实之间的渗水毛细孔行压力注浆，充分填实之间的渗水毛细孔缝隙，止水效果双保险。缝隙，止水效果双保险。大体积大体积砼裂缝砼裂缝控制控制 大体积混凝土温度裂缝控制关键技术大体积混凝土温度裂缝控制关键技术（1 1）原材料优选）原材料优选（2 2）配合比优化）配合比优化（3 3）约束条件的优化）约束条件的优化（4 4）混凝土入模温度优化）混凝土入模温度优化（5 5）混凝土浇筑方案优化）混凝土浇筑方案优化（6 6）混凝土养护和二次滚压）混凝土养护和二次滚压（7 7）构造钢筋的设置）构造钢筋的设置（8 8）温度监测及反馈）温度监测及反馈 通过仿真技术分析研究，提出了超厚底板混凝土裂缝控制技术，实现了通过仿真技术分析研究，提出了超厚底板混凝土裂缝控制技术，实现了基础底板超长（基础底板超长（100m100m）、超厚）、超厚(最厚最厚4.5m)4.5m)、C40C40超大体积混凝土超大体积混凝土4242小时小时一次连续成功浇筑一次连续成功浇筑28900m28900m3 3，体现了现代混凝土施工新水平。该技术获国，体现了现代混凝土施工新水平。该技术获国家级工法。家级工法。(为当时国内单次浇筑方量之冠为当时国内单次浇筑方量之冠)底板超长（底板超长（100m100m）、超厚）、超厚(最厚最厚4.5m)4.5m)、C40C40超大体积混凝土超大体积混凝土4242小时一次连续成功小时一次连续成功浇筑浇筑28900m28900m3 3上海环球金融中心工程上海环球金融中心工程CCTV新址CCTV新址 地铁振动对地下永久结构施工期及运营期影响研究地铁振动对地下永久结构施工期及运营期影响研究深圳星河发展中心深圳星河发展中心深基坑深基坑与周边与周边环境环境地铁交通荷载研究地铁交通荷载研究地铁振动在土体介质中的传播规律研究地铁振动在土体介质中的传播规律研究地铁振动对地下结构影响问题研究（实测及分析）地铁振动对地下结构影响问题研究（实测及分析）地铁振动舒适度问题的研究（实测及分析）地铁振动舒适度问题的研究（实测及分析）振动对周边环境影响实测振动对周边环境影响实测 三、主体结构施工三、主体结构施工（1）施工部署及施工顺序是否合理）施工部署及施工顺序是否合理三、主体结构施工三、主体结构施工（2）主要施工设备选择）主要施工设备选择中央电视台及深圳证券工程中央电视台及深圳证券工程M1280D塔吊、上海环球金融中心工塔吊、上海环球金融中心工程程M900D及及M440D塔吊、广州西塔工程塔吊、广州西塔工程M900D塔吊、京基塔吊、京基100大大厦工程厦工程M900D塔吊、沈阳恒隆工程塔吊、沈阳恒隆工程ZSL2700塔吊、太原湖滨工程塔吊、太原湖滨工程ZSL1000塔吊塔吊，形成了超高层建筑施工中的大吨位动臂式塔吊的形成了超高层建筑施工中的大吨位动臂式塔吊的施工技术集成施工技术集成。u塔式起重机施工技术塔式起重机施工技术 塔式起重机的选型塔式起重机的选型 塔式起重机的爬升塔式起重机的爬升 塔式起重机的撤除塔式起重机的撤除 在风作用下塔吊的安全施工研究在风作用下塔吊的安全施工研究u混凝土泵送技术混凝土泵送技术 混凝土输送泵混凝土输送泵 混凝土泵管混凝土泵管 混凝土布料机混凝土布料机u高性能混凝土的高性能混凝土的“三高三低三自三高三低三自”三高：高可泵性、高强度、高耐久性三高：高可泵性、高强度、高耐久性 三低：低收缩、低成本、低水化热三低：低收缩、低成本、低水化热 三自：自密实、自养护、自流平三自：自密实、自养护、自流平 通过反复试验研究通过反复试验研究,研制出研制出JGJC多组份复合高性能混凝土，有效解决了混凝土大流多组份复合高性能混凝土，有效解决了混凝土大流动性与抗离析稳定性之间的矛盾。动性与抗离析稳定性之间的矛盾。（1）上海环球金融中心创造了将）上海环球金融中心创造了将C40结构混凝土一次泵送至结构混凝土一次泵送至492m高度的国内纪录；高度的国内纪录；（2）广州西塔工程创造了将）广州西塔工程创造了将C80高强混凝土一次泵送到高强混凝土一次泵送到400m高度的国内更高记录；高度的国内更高记录；（3）深圳京基工程创造了将）深圳京基工程创造了将C120高强混凝土一次泵送到高强混凝土一次泵送到417m高度的世界记录；高度的世界记录；混凝土大流动性抗离析稳定性混凝土试验（3）砼核心筒的爬模）砼核心筒的爬模核核心心筒筒上上平平台台爬爬模模系系统统核心筒下平台爬模系统核心筒下平台爬模系统（4）钢结构施工）钢结构施工钢结构吊装钢结构吊装钢结构现场焊接钢结构现场焊接 钢结构工程少量塔楼外框筒钢柱因钢结构工程少量塔楼外框筒钢柱因超重，按设计不能再分节，必须对节超重，按设计不能再分节，必须对节点进行分离吊装，在节点分离部位形点进行分离吊装，在节点分离部位形成长达成长达14.88m的超长斜立向焊缝，见的超长斜立向焊缝，见左图。左图。在最大节点部位焊缝金属填充量在最大节点部位焊缝金属填充量为为1100公斤（两条对称焊缝），需要公斤（两条对称焊缝），需要52名合格焊工连续焊接约名合格焊工连续焊接约70小时才能小时才能完成。根据规范要求在焊接完完成。根据规范要求在焊接完48小时小时后用超声波对焊缝进行夹渣、气孔、后用超声波对焊缝进行夹渣、气孔、裂纹等内部缺陷探伤检测，裂纹等内部缺陷探伤检测，15天后用天后用超声波进行延迟裂纹检测，以确保焊超声波进行延迟裂纹检测，以确保焊接质量。接质量。钢结构施工过程中的钢结构施工过程中的垂直度控制、竖向变形控制、内力控制、异种材质垂直度控制、竖向变形控制、内力控制、异种材质焊接控制焊接控制是超高层复杂巨型钢结构安装的技术难题。我们从分析材料的时变是超高层复杂巨型钢结构安装的技术难题。我们从分析材料的时变特性出发展开研究。特性出发展开研究。垂直度控制竖向变形控制内力控制异种材质焊接控制钢结构安装四大控制难题超高层钢结构安装关键技术超高层钢结构安装关键技术环带桁架环带桁架超高层钢结构安装关键技术超高层钢结构安装关键技术依据环带桁架的安装及焊接顺序，基于依据环带桁架的安装及焊接顺序，基于ABAQUSABAQUS平台进行焊缝收缩的理论预测，平台进行焊缝收缩的理论预测，首次提出巨型钢柱首次提出巨型钢柱“反向预调反向预调”的垂直度的垂直度控制技术控制技术，即事先将巨型钢柱反向预调到计算值，焊接收缩后回归到，即事先将巨型钢柱反向预调到计算值，焊接收缩后回归到设计位置。设计位置。超高层钢结构安装关键技术超高层钢结构安装关键技术有效解决了焊接对巨型钢柱垂直度影响的技术难题。最终大楼垂直度偏差仅为有效解决了焊接对巨型钢柱垂直度影响的技术难题。最终大楼垂直度偏差仅为32.8mm 32.8mm，经查新，在国内外均无相关报道。，经查新，在国内外均无相关报道。最终大楼垂直度偏差仅为最终大楼垂直度偏差仅为32.8mm32.8mm超高层钢结构安装关键技术超高层钢结构安装关键技术巨柱反向预调安装实况理论分析计算模拟计算超高层钢结构安装关键技术超高层钢结构安装关键技术为了解决竖向变形导致的结构实际标高与楼层设计标高差不一致的技术难题，我们为了解决竖向变形导致的结构实际标高与楼层设计标高差不一致的技术难题，我们通过数值模拟、计算分析、现场监测研究，通过数值模拟、计算分析、现场监测研究，首次提出首次提出“超高巨型钢柱竖向变形的超高巨型钢柱竖向变形的主动补偿控制关键技术主动补偿控制关键技术”。补偿竖向变形导致的长度损失，实现补偿竖向变形导致的长度损失，实现475m475m高巨型钢高巨型钢柱设计标高的精确控制。柱设计标高的精确控制。SRC柱竖向变形示意SRC柱安装及标高测量实况超高层钢结构安装关键技术超高层钢结构安装关键技术伸臂桁架附加内力形成机理伸臂桁架斜腹杆临时连接(内力释放点)超高层钢结构安装关键技术超高层钢结构安装关键技术提出提出“伸臂桁架被动适应安装技术伸臂桁架被动适应安装技术”，有效解决了内筒外框变形差造成巨型钢结，有效解决了内筒外框变形差造成巨型钢结构附加内力难以控制的技术难题。构附加内力难以控制的技术难题。斜腹采用高强螺栓临时固定斜腹采用高强螺栓临时固定变形趋于稳定后焊接连接变形趋于稳定后焊接连接超高层钢结构安装关键技术超高层钢结构安装关键技术未焊过渡段铸钢件已焊过渡段铸钢件超高层钢结构安装关键技术超高层钢结构安装关键技术这一焊接技术的转变，解决了超高空现场条件下钢结构异种材质的焊接技术难题，这一焊接技术的转变，解决了超高空现场条件下钢结构异种材质的焊接技术难题，保证了保证了本工程本工程170170万延米焊缝一次探伤合格率达万延米焊缝一次探伤合格率达98.698.6%。超高层钢结构安装关键技术超高层钢结构安装关键技术 19951995年建成的武汉国际贸易中心大厦是一座年建成的武汉国际贸易中心大厦是一座地下地下2 2层、地上层、地上5555层的超高层建筑，高层的超高层建筑，高211.8m211.8m，总，总建筑面积超过建筑面积超过1313万万m m。大厦为钢筋混凝土筒中筒。大厦为钢筋混凝土筒中筒结构，内筒和四角均为剪力墙结构，外筒为框架，结构，内筒和四角均为剪力墙结构，外筒为框架，水平结构为无粘结预应力密肋梁楼板，梁宽水平结构为无粘结预应力密肋梁楼板，梁宽200mm200mm，梁高，梁高550550650mm650mm，间距，间距800800850mm850mm，每层密肋，每层密肋梁数量为梁数量为144144根。内筒及角部板厚根。内筒及角部板厚100mm100mm，密肋板，密肋板70mm70mm，内筒剪力墙厚，内筒剪力墙厚650mm650mm300mm300mm，框架梁、柱，框架梁、柱宽宽1350mm1350mm550mm550mm。混凝土强度等级：。混凝土强度等级：1111层以下为层以下为 C55C55，12122323层为层为C50C50，24243535层为层为C45C45，3636层以上层以上为为C40C40。采用墙、柱、梁整体液压滑模施工技术。采用墙、柱、梁整体液压滑模施工技术。（5）整体滑模施工技术）整体滑模施工技术武汉国际贸易中心大厦武汉国际贸易中心大厦武汉国际贸易中心武汉国际贸易中心1 1）工程概况）工程概况 武汉国际贸易中心大厦的滑模面积武汉国际贸易中心大厦的滑模面积属于当时全国第一，一次滑模面积属于当时全国第一，一次滑模面积23002300，采用，采用6 6吨位千斤顶、吨位千斤顶、F48F483.53.5钢管支钢管支承杆在结构体内外混合布置等滑模措施承杆在结构体内外混合布置等滑模措施均为国内首创，且体外采用工具式钢管均为国内首创，且体外采用工具式钢管支承杆，滑模施工技术达到了国际先进支承杆，滑模施工技术达到了国际先进水平。整体液压滑模从水平。整体液压滑模从0.0000.000开始起滑，开始起滑，采用采用“滑二浇一滑二浇一”的方法进行，即先滑的方法进行，即先滑N N层墙、柱、梁，后滑层墙、柱、梁，后滑N N1 1层楼板，然后层楼板，然后N N层剩余部分与层剩余部分与N N十十1 1层连续滑模，施工缝层连续滑模，施工缝设在每层密肋梁下设在每层密肋梁下200mm200mm。武汉国际贸易中心武汉国际贸易中心2 2）滑模施工工艺）滑模施工工艺 剪力墙和框架柱以上、密肋梁下剪力墙和框架柱以上、密肋梁下200mm200mm高度范围内（标准层高度范围内（标准层为楼面以上为楼面以上2.75m2.75m处）按一般滑模方法进行，以处）按一般滑模方法进行，以145145170mm/h170mm/h的滑的滑升速度将混凝土浇至密肋梁下升速度将混凝土浇至密肋梁下200mm200mm处；处；框架柱与剪力墙同步滑升，当混凝土浇至框架梁底标高处，框架柱与剪力墙同步滑升，当混凝土浇至框架梁底标高处，解除框架柱、梁插板与滑升模板的连接；解除框架柱、梁插板与滑升模板的连接；滑模平台滑模平台密肋梁滑模平台布置密肋梁滑模平台布置 当模板上口滑至框架梁底下当模板上口滑至框架梁底下800mm800mm处处时（标准层为楼面以上时（标准层为楼面以上1.2m1.2m处），开始处），开始支框架梁底模板，随着滑模上升，绑扎支框架梁底模板，随着滑模上升，绑扎框架梁的底部钢筋、箍筋、腰筋，直至框架梁的底部钢筋、箍筋、腰筋，直至完成；完成；当模板上口滑至框架梁底标高以上当模板上口滑至框架梁底标高以上300mm300mm时，浇筑框架梁混凝土，浇至密时，浇筑框架梁混凝土，浇至密肋梁下肋梁下200mm200mm止；止；采用空滑措施，在采用空滑措施，在4h4h内将模板滑升内将模板滑升200mm200mm，使模板脱开混凝土，模板上口，使模板脱开混凝土，模板上口提升至密肋梁底标高处；提升至密肋梁底标高处；竖向结构滑模施工竖向结构滑模施工 混凝土浇筑混凝土浇筑 楼层结构滑模施工楼层结构滑模施工 混凝土浇筑混凝土浇筑 在在N层墙、柱滑模的同时，进行层墙、柱滑模的同时，进行N一一1层的支模、扎筋、浇筑混凝土层的支模、扎筋、浇筑混凝土并养护等工作；并养护等工作；当墙及框架梁的混凝土浇至施工缝标高时，在提升架横梁下提前绑当墙及框架梁的混凝土浇至施工缝标高时，在提升架横梁下提前绑扎密肋梁钢筋，在扎密肋梁钢筋，在N一一1层的密肋梁上支撑层的密肋梁上支撑N层密肋梁底模，梁的钢筋放层密肋梁底模，梁的钢筋放入底模上，并将全部模板滑升到梁底标高以上入底模上，并将全部模板滑升到梁底标高以上200mm；开始第二次浇筑混凝上，先浇墙、柱及框架梁开始第二次浇筑混凝上，先浇墙、柱及框架梁400mm高度的混凝土，高度的混凝土，再浇一部分密肋梁的混凝土（再浇一部分密肋梁的混凝土（200mm），当模板上口滑升至楼板底标高），当模板上口滑升至楼板底标高时，进行密肋梁第二层混凝土（约时，进行密肋梁第二层混凝土（约280mm）及墙和框架梁剩余部分的浇）及墙和框架梁剩余部分的浇筑；筑；从第二层浇筑后从第二层浇筑后4h起，密肋梁（包括梁高范围内的墙及框架梁）浇起，密肋梁（包括梁高范围内的墙及框架梁）浇筑时间控制在筑时间控制在24h内，滑升速度平均内，滑升速度平均55mm/h。在梁滑模的同时，绑扎上一层模板高度范围内的墙、柱钢筋，当梁在梁滑模的同时，绑扎上一层模板高度范围内的墙、柱钢筋，当梁的混凝土浇筑完成后，接着继续上一层的浇筑和滑模。的混凝土浇筑完成后，接着继续上一层的浇筑和滑模。1 1）理论发展与关键技术）理论发展与关键技术 利用利用GPSGPS技术在建筑物外设立了临时观测基准点（技术在建筑物外设立了临时观测基准点（GPSGPS外控点），以外控点），以GPSGPS外控点作为施工定位基准点，形成施工外控点作为施工定位基准点，形成施工定位外控网，从而以外控网对轴线的控制取代了传统的以定位外控网，从而以外控网对轴线的控制取代了传统的以内控点进行施工定位的作业模式。内控点进行施工定位的作业模式。GPSGPS外控基准网的作业外控基准网的作业模式具有精度高、对施工干扰小、使用方便、可操作性强模式具有精度高、对施工干扰小、使用方便、可操作性强等优点。利用等优点。利用GPSGPS外控基准网可以一次测定到位，防止误外控基准网可以一次测定到位，防止误差的传递和积累，对任意施工层面均可控制，其平面定位差的传递和积累，对任意施工层面均可控制，其平面定位精度为精度为5mm5mm，高程精度为，高程精度为5mm5mm。观测基准点相互不通视，。观测基准点相互不通视，变换观测基准点均不影响观测精度；选择楼层施工控制网变换观测基准点均不影响观测精度；选择楼层施工控制网基点的约束较少，各点之间可以不通视，点数和点位也可基点的约束较少，各点之间可以不通视，点数和点位也可以根据实际要求变化，均不影响定位精度。以根据实际要求变化，均不影响定位精度。（6）高层建筑）高层建筑GPS测控技术测控技术-重庆大学主教学楼工程重庆大学主教学楼工程 重庆大学主教学楼是集办公、重庆大学主教学楼是集办公、教学、科研于一体的现代化综合教学、科研于一体的现代化综合性大楼，建筑造型优美，结构复性大楼，建筑造型优美，结构复杂，智能化程度高。位于重庆大杂，智能化程度高。位于重庆大学校园学校园A区中部，地理位置较为显区中部，地理位置较为显要，它的建设成功将为重庆大学要，它的建设成功将为重庆大学的科研、教学及为西部建设培养的科研、教学及为西部建设培养高级专门人才发挥重要作用。本高级专门人才发挥重要作用。本工程总建筑面积约为工程总建筑面积约为70032 m2，占地面积占地面积12000 m2；主楼地下；主楼地下3层、层、地上地上27层，高层，高+121.30m；裙楼分；裙楼分为两个部分，地下两层，地上分为两个部分，地下两层，地上分别五层、六层，高分别为别五层、六层，高分别为+20.30m、+23.50m。重庆大学主教学楼重庆大学主教学楼 2 2）高层建筑）高层建筑GPSGPS测控技术实施过程测控技术实施过程重庆大学主教学楼重庆大学主教学楼GPSGPS检测内控点图检测内控点图 GPSGPS监测轴线控制坐标系的建立监测轴线控制坐标系的建立 GPS GPS外控网的确立外控网的确立 重庆大学主教学楼重庆大学主教学楼GPS外控点分布略图外控点分布略图 2 2）高层建筑）高层建筑GPSGPS测控技术实施过程测控技术实施过程施测仪器施测仪器 2 2）高层建筑）高层建筑GPSGPS测控技术实施过程测控技术实施过程 现场施测现场施测现场施测现场施测总体偏差（总体偏差（mmmm）施工标高（施工标高（m m）垂直度垂直度一期一期2.802.8039.6039.601/140001/14000二期二期9.289.2872.5072.501/78001/7800三期三期3.403.4099.0599.051/290001/29000建筑物垂直度控制结果建筑物垂直度控制结果GPS动态监测点位分布示意图动态监测点位分布示意图 环境激励下动态特性环境激励下动态特性GPS监测的测试监测的测试 监测点（监测点（GPS1）相对于基准点（）相对于基准点（GPS3）的三维时程曲线）的三维时程曲线 环境激励下动态特性环境激励下动态特性GPS监测的测试监测的测试 实施效果实施效果 u基于基于GPS技术建立的技术建立的GPS外控基准网，其外控基准网，其GPS外控点相互独立，外控点相互独立，可一次测定到位，防止了误差的传递和积累，测定精度高。对可一次测定到位，防止了误差的传递和积累，测定精度高。对任意施工层面均可控制，其平面定位精度为任意施工层面均可控制，其平面定位精度为11mm，高程精，高程精度为度为8mm。