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城建分享丨天津117:“悬浮大陆”前传

中建城建2022-06-29 06:36:26


这幢高596.5米、117层、世界结构第二高的大厦由中建三局总承包,中建钢构负责钢结构施工,中建西部建设负责混凝土施工。昭示着业主的野心,也容纳和见证了所有建设者的生活轨迹。它细长的阴影划过城市的边缘,它漫长的生长,隐藏了或喜或悲的内心。

如果你在一个晴朗的冬日傍晚,站在天津南开大学迎水道校区的操场上,说不定会遇到一片阴影,落在你脸上或者脚边—— 像所有的影子一样,它服帖安静,很难引起你的注意。

但如果你站在已经封顶的天津117 大厦的顶层往东望,你会清楚地看到一些东西。远处鳞次栉比的天津城区建筑隔着外环线铺开,像一座微型城市,西斜的落日将这栋偏居天津西郊的大楼的影子,拉过高新区,越过外环线的高架桥,越过将西青区和南开区隔开的密云路,伸长到4 公里外的中心城区——4 公里的意思是,要跑出它细长的阴影,你需要跑10 圈400 米操场那么远。

就这样,这栋高596.5 米、117层、世界结构第二高的超级摩天大楼,漫不经心地昭示了它的庞大体量。

它孤独地耸立在天津的西南郊,比北京的香山还要高,像曾经的北京在城东可以眺望西山一样,在天津最东边的滨海新区的楼房向西望,你也能看到117 大厦,它站在那,带着要成为这座城市未来新地标的野心。


如果要打造一座城市的地标,可能的确没有比建一座超级摩天大楼占据城市制高点更简单而直接的了。

自1885 年第一座摩天大楼在美国芝加哥建成后,宏伟不再是教堂、佛塔才能拥有的形容词,摩天大楼成为新的彰显权力和财富的象征。

毫无疑问,摩天大楼属于工业社会的产物,19 世纪末的美国,工业产值一下跃居世界首位,经济爆发带来城市扩张与人口突增,城市平面空间越来越拥挤。第一座摩天大楼便是因为芝加哥的一场大火几乎烧毁了整个市区,得以重新规划城市的核心区域的建筑师们,发现往上利用垂直空间变成了大势所趋。建筑师威廉·詹尼从鸟笼结构得到钢架结构灵感解放了建筑物的高度限制,加之此时电梯、电灯、电力的广泛应用, 都在技术上促成了美国的野心,摩天大楼如雨后春笋般出现在了这块大陆上。

随着经济腾飞一座座拔地而起的高楼成了曼哈顿岛的标志,它们既危险又迷人,既刺激着人们内心对于向上飞升的原始欲望,又让人因对坠落的恐惧而感到一阵眩晕。

根据世界高层建筑与都市人居学会(Council on Tall Buildingsand Urban Habitat,CTBUH)年度关于全球高楼的报告,如果我们把200 米以上的建筑定义为摩天大楼,那刚过去的2015 年是人类历史上新建摩天大楼最多的一年,而中国占据了其中60%,中国又以建成62 座的惊人纪录,连续8年成为世界上高楼最多的国家。第二名是印尼,9 座。

不仅摩天大楼数量增加,这些建筑的高度也在飙升。根据世界高层建筑与都市人居学会的定义,超过300 米的称为“超高层(supertall)”。

300米并不是一个随意的划分。当达到300 米的临界点后,楼层越高,成本越大,建造难度也会成倍增加。目前,世界上已经有100座超高层,2010 至2015 年短短五年间就建成50 座超高层建筑,而前50 座则花了80年的时间。

在中国所有的超过300 米高度的超高层建筑中,有41 座是由中建三局承建的,其中就包括这座差点进入CTBUH 设立的600 米门槛的新门类“巨型高层建筑(mega-tall)”的天津117 大厦。

如果你去问中建三局的工程师,他们会这样向你形容这座大厦接近“巨型高层建筑”的体量。它的结构高度为596.5 米,目前世界排名第二,所谓“结构高度”指不包括建筑附属物如天线、钢架、塔冠等,完全是建筑主体的高度。同时它也创下了摩天大楼建筑面积世界之最——84.7 万平方米,将它每层的面积平铺在地面,相当于两百多个篮球场那么大,比828 米、162 层的世界第一高楼哈利法塔的建筑面积都要大。

支撑起这个庞大建筑的是用坚实的钢筋混凝土搭建的核心筒结构和嵌套在外面的巨型框架——就好比人的骨架。

四个六边形的巨型钢柱盘踞在大厦的四个角上,从地下室一直贯穿至583.65 米的高度,8 根国内最大的防屈曲支撑、9道环带桁架、8道巨型斜撑将四根巨型柱和中间的核心筒结构牢牢固定在一起,挺起了整栋大楼。它们将为大厦整体结构提供抗侧刚度和承载力,在大风和地震给大厦造成的巨大冲击下,也不会弯曲变形,只会出现短距离位移,从而减小相邻构件受力,成倍增加保护主体结构的能力。中国建筑科研院的振动台试验结果显示,在遭遇烈度为8 度的地震时,117 大厦结构最大层间位移角达到约1/76,但仍保持了较好的整体性,关键构件基本完好,这说明结构具有良好的变形能力和延性,就算遇到与美国“9·11”同等强度的飞机冲撞,即使有1 根巨型柱坍塌也可确保大厦不会倾覆。

这“巨人”的“骨架”够重,117 大厦使用的工程混凝土总量达到54 万立方米,钢筋总量13 万吨,钢结构总量则达到15.3 万吨。因为单节的钢构件之间主要靠焊接连接,117 大厦现场焊接量巨大,焊缝填充量1000 多吨,所用焊丝连起来能绕地球3圈。

这些数以万吨计算的材料是怎样一点点垒高的?

能吊起大型重物的塔吊就好比是大楼建造的手臂,它们安装在结实的核心筒和巨型柱外侧,负责大型材料的吊装。而负责运送施工人员、中小型建筑材料、和施工机具的施工电梯和通道塔则像是大厦的血管,将人、机、料最终经由这里送进大厦各就其位。

而保障顶层施工人员安全的工作交给了中建三局自主研发、获得国家发明技术二等奖的全国面积最大的核心筒顶升模架系统——“模块化低位顶升钢平台模架系统”,简称顶模系统。这个长35 米、宽32 米、最大高度21 米、重约1100 吨的“庞然大物”有4 层楼高,就像一个“金刚罩”套在大厦顶部,可以确保核心筒内部钢吊件和材料的调运、安装效率,同时兼作硬质防护网、防止高空坠物,确保了核心筒内工人、构件及机械的安全,工人们可以同时在3 层核心筒立体施工,每盖好一层底板模架系统就顶升一层,然后再撑起“四梁八柱”。

1991 年出生的方圣锋可能是对这栋大厦从无到有、拔地而起过程最有感触的人。作为顶模小组的组长,他在位于大楼顶端钢平台不足三平米的操作室里,带领着4 名顶升小组成员操作了顶升模架每一次的顶升任务,从2013 年3 月23 日首次顶升开始,春夏秋冬,寒暑变化,800 多天里,大楼从地面上一点点、一点点拔高天际。2015 年8 月16 日,第124 次,也是最后一次顶升任务完成,他“引领”着大厦升到了579.595 米的高度。

“从最初的7 天修建一个结构层到现在最快2 天一层,我是真正见证了大厦的每一天。”


除了技术上的难题,人们可能很难想象到摩天大楼建造中将要面临的其他一些问题。

因为是建造新高度,很多难题都是在施工过程中实验解决的。

把19.1 万立方米的混凝土泵送上去就是一个难题。因为混凝土需要泵送的高度越高,技术上就越困难。首先对泵送动力有要求,中建三局联合中建西部建设采用超高泵送技术,通过地面上一台高压泵车,连接一条直径150 毫米、长800 多米、固定在大厦墙体、直通楼顶的泵管,以相当于150-180 倍标准大气压的压力,“将混凝土如出膛炮弹一样”,泵送到高处,然后通过布料机送至要浇筑的模板内。

混凝土的成分也需要做出相应的调整——确保它“能上去”还不堵管。这个技术难题让中建设立了“中国建筑千米级摩天大楼”混凝土泵送实验基地,从2014 年3 月开始每天进行不少于8 次的外加剂组分试验。经过2000 余次试配研究混凝土的性能参数,最终自主研发出高性能聚羧酸外加剂,有效解决了工程混凝土泵送高度高、高强混凝土粘度大、低强混凝土易分散、高层泵送流动性损失大、冬季抗冻性能要求高等技术难题,填补了超高层泵送领域多项技术空白。17 大厦的621 米泵送高度也创造了新的吉尼斯世界纪录。

除了技术上的难题,人们可能很难想象到摩天大楼建造中将要面临的其他一些问题。比如在建造过程中工期的重要意义。大多数时候,摩天大楼的建造都必须按照时间表分毫不差地进行,每一条钢梁、每一车混凝土料的顺序都不能颠倒。每一个部件由建筑卡车按时运过来,必须放到需要的位置上。如果某个材料运到的时间顺序不对,比如还没有轮到使用这个材料就运过来的话,就会造成麻烦。没有其他地方可以存放,又不能立即使用,就会导致交通堵塞。因此事先的准备工作显得尤为重要。建筑的设计图纸和工程规划都必须非常细致,并且被仔细审查。所有建筑材料都需要事先预定好,及时待用。

现在的信息技术发展,让真实地再现、调整建筑设计,模拟施工进程变得更加容易。

BIM 系统的全拼是BuildingInformation Modeling,即“建筑信息模型”。它是以三维数字技术为基础,集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,它能够将建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源都直观化地显示在同一个信息模型上。让对工程对象的完整描述,可以被建设项目各参与方普遍使用。

进入BIM 系统,:密密麻麻的设计线条、一幅幅彩色三维图,准确勾勒出117 大厦的“脉络筋骨”。图中有一些显眼的“红色”,是软件检测出的模型存在的一些专业碰撞点,比如机电管道与结构钢梁碰撞……在以往的二维图纸上,这些只能靠人工一一核对辨别,有些甚至只能在施工时被发现,再继续变更调整。有了BIM 系统,这些专业碰撞点均可提前通过服务主机智能检测出来,并在三维模型里自动标注导出碰撞报告。

据统计,在117 项目中,一共检查出过970 多次碰撞,规避掉这些传统施工的返工点,节约了大量财力、物力。商务预算人员也可以用它直接对模型进行算量工作,并出具工程量清单,进行工程预算成本统计。然后提供清单工程量、构件工程量和分包工程量,为业主报量、做材料计划和分包报量审核提供参考数据。

如果某一个工序延期,都将可能打乱后续工序的计划,“一诺千金”,这个词在这里有时甚至可以使用它的本意。所以很多时候,即使工期再紧,承诺过完成的施工任务都必须使命必达。

“2012 年7 月30 日主楼区域地下室结构封顶”,,这是个计划,也是一句必须写进合同条款的话,是中建三局对业主的承诺,因为能否按期、保质保量的完成地下室结构施工任务,是下一步承接主塔楼施工的关键前提。

“ 一诺千金、众志成城、确保完成7.30 地下室结构封顶目标”,在项目部的会议室里,公司副总经理在给项目全体员工做着动员,而项目总包部副经理则要分别与各部门、各专业施工部和劳务公司签订7.30 节点的目标责任状,明确分阶段各个单位的工期节点和奖惩措施。项目部全体员工右手握拳在肩,郑重承诺:“一定保质保量按期完成任务,不辱使命!”

虽然大家都知道47 天的时间完成这些任务是一项艰巨而困难的任务。更何况时值6、7 月份,正是天津酷暑的时候,地势低洼的基坑里闷热得令人窒息,每下一次基坑就像洗了一次桑拿浴,汗水湿透了衣服,析出一层白白的盐痂。骄阳炙烤着每位工人和项目管理人员,北方强烈的紫外线肆无忌惮地灼烧着皮肤,很多人裸露在外的皮肤都一层层地脱皮。即使项目部在施工现场设立了纳凉点,提供工业风扇、饮料和防暑降温药品,还是有很多人中暑。

D 区巨型柱和钢板墙等钢结构构件的吊装和焊接施工,是决定进度的关键,只有钢结构施工抢先提供工作面,后续的土建结构施工才能与钢构件衔接。可是炙热的太阳把钢结构巨型柱变成了一个天然烤箱,即使是暴露在腔体外都热到能用来摊鸡蛋,腔体内的温度更是达到40-50℃难以忍耐的程度,而工人还需要在腔体内绑扎钢筋、焊接构件……后来大家回忆起来都觉得这段经历是几年以来最大的考验,施工人员在身上带着冰块上,或干脆坐在冰桶上施工,通过调整作业时间来规避最热的时间段,并增加一些防暑措施来缓解。

117 大厦作为中建三局历史上总承包合同额最大的项目,涉及协作方多、管理复杂的困难也显现出来了。

同时因为地下室很多结构梁的尺寸都非常大,很多梁筋绑扎非常困难。劲性结构施工区域一个熟练的钢筋工每天只能绑扎100 多公斤钢筋,工人不愿意出活儿,频繁进退场,2个月时间更换了劳动力近7000 人次。为了确保施工进度不受影响,各劳务队伍不得不改计量为计时,同时到其他工地去找工人增援,每天发现金给劳务工人来维持抢工。

7 月中下旬,经过项目全体员工、专业分包和劳务分包的艰辛努力, 7 .30 节点目标实现的曙光就在眼前,如果不出意外,基本可以预见地下室结构的顺利封顶。

但意外就是发生了。北京突降61 年以来最强暴雨,毗邻北京的天津也未能幸免,连续几天都下起了中到大雨;7 月25 日开始,一场持续了26 个小时的大暴雨袭击了天津,城市变成了泽国,项目地下室内积水达到1.5 米深。

大家一边组织抢险,一边组织抢工。管理人员和工人穿上雨衣、打着雨伞,日夜奋战在施工现场,实行12 小时倒班作业,绑扎钢筋、支设模板、浇筑混凝土,搭设安全维护架、悬挂安全网。为了7.30 的目标承诺,全员都进入了一种热血澎湃的备战状态。

下暴雨那天,B2坑的水压最大,积水也最多,普通的自吸泵根本无法满足降水要求,但是当污水泵接好线准备下坑时,难题出现了——已经扎好的钢筋空隙根本无法放下这么大的水泵,浑水深不见底,大家正在想还有什么其他办法的时候,电工班长张欢说:“不下大水泵肯定不行!我来搞!”他将兜里东西掏出来一放,顺着绑扎好的钢筋爬下坑,“哗哗”,积水没过了他的膝盖,“他刚开始还有些皱眉,随后就坚定地要过钳子,撸起袖子,将双手伸进水里上下摸索,他想把绑扎钢筋的铁丝剪断,腾挪空间放置水泵。当时还下着雨,雨水顺着他的帽檐往下流……”随后庞勇和另外两个同事也下了坑,大家喊着口号,一起抽动夹层的钢筋,“水真的很凉”,但沉重的钢筋终于被他们挪出了一个口子,积水顺着排水管被抽完了,大家这才舒了口气。

8月1日下午,从7月31日上午开始持续了近30小时的大雨终于停了下来,只剩下细小的雨丝不停地飘落在地面上。项目部观景平台前的篷房内正在举行117地下室结构封顶暨上部塔楼开工仪式。,,7.30节点目标完美实现”。


不知道为什么,听他们的很多描述都让我想到部队,想到古代打仗时的扎营布阵。

几百上千口人跟随项目在异地驻扎下来,很多人一呆就是好几年。

117大厦项目从2008年开工到2015年9月8日结构封顶,先后参与其中的管理人员有600多位,劳务和专业分包队伍有200多家,平时在工地上作业的工人稳定在1000多人,施工高峰期曾突破过7000人。

他们中有的从开工到现在已经在这片工地上呆了8年,有的可能只是赶工期时请来帮忙一天半天的临时工,进进出出,超过10000名劳务工人在这里工作过,算上临时聘请,这个数字可能达到两万至三万。

人数最多的工种是钢筋工和木工,最多时有4000名钢筋工和木工在工地上同时作业。另外还有一些是超高层特有的工种,比如电梯操作员、幕墙安装工、塔吊司机。

电梯操作员是累积穿梭高度最多的人,塔吊司机是在高空时间最长的人——夜班时,他需要在空中呆12个小时,他们早已习惯了这令普通人胆战心惊的高度,难以习惯的是一个人的操作间悬在空中的寂寞,他们得学会在这高空的寂寞里找乐子。

“身在云中不是仙,两个小杆玩一天。”塔吊司机周瑜说,这就是他们的生活。

真的是“身在云中”。塔吊司机坐得比大厦还高——因为他的操作间在大厦升出的“手臂”上——你需要坐施工电梯到顶层,然后爬上几十米的钢梯。起雾的时候,在这个位置上往下看,好像置身于云中。周瑜喜欢用手机拍照,在他抓拍的照片里,清晨的天津城区像是一座云雾弥漫的岩石森林,只能从那些穿破云雾的高楼上零星亮起的灯判断,居住其间的生物开始活动了。

但又“不是仙”。和偶尔上来看一看、拍一拍的摄影师不同,这是周瑜一看就是好几年的风景。,黑白轮班,最多的时候晚上需要连着干12个小时。他的工作就是用像汽车档杆一样的“两个小杆”来操作这个大楼的手臂,在信号工的引导下将它庞大的“骨架”小心翼翼地移动到合适的位置。这是一个枯燥又要求注意力高度集中的工作。“两个小杆一玩儿就是一天”。“天津雾霾大,信号工的眼睛有时也不好使,吊装物到了300米高度就很难看到了。”“老司机”的技术就体现出来了。干塔吊司机快13年,周瑜练就了盲吊的本领。在500米高空操作塔吊,根本看不到吊钩,他可以根据塔吊转速、风向、风力及发动机的声响判断出吊钩所在位置。

作为一个被同事认为“感性”的人,应付“寂寞”周瑜也有了经验,除了拍照,来自江苏的他还学会了欣赏天津相声,塔吊司机常常会带一个小收音机,在没活儿的时候听听新闻,听听歌,“来到天津后,天天听广播里的相声,最喜欢郭德纲的。”

他们得在这些看起来差不多的蓝白的活动板房里搭建起自己的生活。

外来的人很容易在这里晕头转向,只有生活在这里的人才知道,哪里是会议室、办公室,哪里是超市、淋浴室、开水房,这里还有医务室、理发室、职工书屋、夜校和周末影院放映墙。羽毛球馆、乒乓球馆、台球馆甚至都是24小时的。

这里就是一个临时社区。

顶模小组的方圣锋诅咒过无数次天津的大风,因为数不清多少次,电梯因风大停运,他和同事们被困在几百米的顶模上无法下来。高处的风有时吹得人都站不住,他们能躲进操作间的躲操作间,其余的人就钻进架子下面,而同样被困在高处的塔吊司机,有时只好用平时吊几十吨钢柱的塔吊把盒饭吊上来吃。

在大底板混凝土连续浇筑过程中,怀胎十月的准妈妈赵丹丹结婚钻戒不慎掉落,“叮铃铃”地滚进了密密麻麻的钢筋丛林——它由1300吨直径50mm的钢筋组成,长100.8米、宽100.8米、高6.5米。随着混凝土的浇筑覆盖,。

工长胡先成记得工地上的歌——“在你的心上,自由地飞翔”,腰间别着山寨手机的工人们一边做事,一边哼着歌,高兴的时候还会跟着节奏摇摆几下;还有工地上的酒——啤酒是工地上的男人解乏的好家伙,下了工,几个工友围一桌,一人一瓶,张口就往下灌。

还有人在这里遇到了爱情;有人在这里,孕育了一个孩子;有人在这里,学会做一个合格的父亲;有人在这里,驯养了一只狗,又失去了它。这些都被收录在一本叫做《117故事》的集子里。

他们有人在里面写道:“也许在很多年后,这个工程将不复存在。又或许很多年后,它们依然还会在那里。但时间总会湮没一切,不管它们能坚持多久,总有一天会被历史埋没,然后又在他们的上面由哪个建筑队来建设,如此不断拆拆建建,它们在不断地被不同的人改变,唯一不变的是工地上的那些事。”

按照计划,,施工的活动板房将撤出,这栋现在还四面镂空着的楼将会建成它效果图里的样子。它规划得井井有条的内部将会容纳一到两万人——大厦93层及以下是甲级写字楼,顶部十层将按照迪拜帆船酒店的建造标准,引进一家六星级酒店;在115层,564米处会设一个包含豪华游泳池的私人会所,那将是世界最高的室内泳池;另一个吉尼斯纪录是位于大厦顶层的钻石型旋转观景平台,579米的观光高度将打破上海环球金融中心创造的474米纪录。这还不是最高,117层还有位于584米处的世界最高的旋转餐厅——想想都觉得眩晕。

会有白领来上班,他将从南侧入口走入大厅,按下电梯升至高层,可能直到离职,他也从未曾去过这栋大厦的每一层。

北侧也会有车停下,他们是前往塔尖的“塔尖人群”。也许是去六星级的酒店落榻,也许是去顶层的旋转餐厅赴宴,。这里是他们的游乐场。

偶尔,大家都会抬眼望向窗外,看见窗外的微缩城市,它们好像生来就在那儿,。很少会有人会想起追问一块大陆的来由,但不知道会不会有人能听说,从无到有的八年里,这栋大楼的前传。




内容来源:《中国建筑》杂志                     文:周俊






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