文/中国建筑第八工程局有限公司 阿茹罕
说起“北方之钻”，很多人既熟悉又陌生，他既不是中国第一高，也不是天津第一高。在这个超高层建筑风起云涌的时代，人们对他的关注度也许并不高，但他的建设却对中国超高层建筑的发展具有里程碑意义。其采用的创新技术，如BIM应用、绿色施工、总承包管理等，开创了超高层建造的先河。接下来，就让我们走近“北方之钻”——天津周大福金融中心工程。
天津周大福金融中心项目位于天津市经济技术开发区内，工程总建筑面积39万m2，4层地下室、100层塔楼，由香港周大福集团投资开发，中国建筑第八工程局有限公司总承包施工，涵盖甲级办公、豪华公寓、超五星级酒店等众多业态，建筑高度530m，为天津滨海第一高度（见图1，2）。
天津周大福金融中心项目施工难点多，可简要概括为“高、深、大、多、变、快”等特点。
高。塔楼地上100层，高530m；塔冠中空高度48.85m；高速施工电梯滑触线应用高度518m。BIM应用定位高，要求LOD500精度交付服务于运维。
深。塔楼基坑深达32.3m，为天津地区房建最深基坑；工程桩最深桩底标高-102.900m，桩长71.7m,相当于26层住宅楼高；塔楼基础底板最薄5.5m，最深处厚达9.9m，接近4层住宅楼高度。
大。塔楼基坑环梁支撑内直径达85m，为天津地区最大环形敞口支撑基坑（见图3）；塔楼地下室T形组合巨柱宽达3m，周长42m，包含6根钢管和30mm厚钢板；钢管混凝土柱最大直径2.3m；裙楼宴会厅跨度34.8m，天幕长105m，最大跨度19.4m；核心筒剪力墙最大厚度2.4m；钢构件数量约42000件，高空焊接工作量大，高空组对焊缝约37.6万m，相当于42.5个珠穆朗玛峰高度，使用焊丝可绕地球40圈。
图1 天津周大福金融中心
图2 航拍
图3 塔楼基坑施工
多。建筑业态多，塔楼设备层多达24个，整个工程设备机房900多个；投入设备多，高峰期投入搅拌运输车260余辆，先后投入塔吊8台、施工电梯18部，其它起重、构件加工、泵送等各类设备200余套；现场参建人员高峰期达3000余人；异形构件种类多，如圆形、组合箱形、近似椭圆形、矩形等多种截面。
变。塔楼形体渐升渐细，地方天圆，建筑外缘变化最大处内缩达12.7m；塔楼角柱、边柱、斜柱和带状桁架、帽桁架之间形成复杂的空间交汇渐扭变体系，同一根柱子空间位置不断变化，逐层倾斜，角柱与斜柱连接节点呈空间倾斜并附带扭曲，单层扭曲角度达90o，结构形式自下往上存在钢管混凝土→劲性混凝土→纯钢柱的演变；四立面弧形内凹+四角部弧形外凸，通过外框钢柱反复汇交分离和幕墙V口位置变化勾勒出8条起伏的立面曲线；主体钢柱反复汇交分开，自底至顶经历了圆管→组合扭曲椭圆→组合不规则箱形→箱形→T形→箱形→圆管多种截面形式转变，在每个截面转换位置均要单独进行节点设计，共出现截面形式数10种，主要转换节点约40种（见图4）。两根圆形单管柱交汇渐变过渡为不规则箱形组合截面柱，核心筒剪力墙平面形式经历多次变化。
图4 典型界面形式
快。按照合同工期节点要求，平均结构施工速度须达到4d/层，最快时须2d/层。
天津周大福集高新技术成果于一身，创造了18项中国和世界之最——实现了“38h3.1万m3基础底板混凝土浇筑”“使用3200t·m最大动臂塔吊”等世界之最；解决了“使用物流通道结合悬挑电梯解决超高层楼立面12.7m大距离收缩垂直运输”“自动分离式超高层垃圾运输”等世界难题；创造了“3200t·m动臂式重型塔吊爬升支撑体系四梁合一”“双管椭圆截面钢管柱单层扭曲90o”等世界首次；完成了“双圆管柱转不规则方形单管柱钢结构节点”“LOD500全员、全专业、全过程BIM应用”“超高层泵送废料零排放”“智能顶升平台监测方式”“全专业、全方位、全过程总承包管理模式”“518m超高层高速施工电梯滑触线整体应用”等多项国内领先。
项目组建了一个超级“智囊团”——“苏亚武超高层技术创新工作室”，工作室共有博士5名、硕士25名，集结了覆盖全专业的精英人才，勇于创新，直面挑战。
面对9.9m厚的基础底板混凝土浇筑，他们自主研发了“工具式大口径溜管快速浇筑”技术，设置5道溜管，38h完成了5600m2的混凝土浇筑，刷新国内同体积混凝土浇筑最快速度，同时还实现了零噪声、零油耗、零耗电。
为解决超高层塔楼核心筒竖向结构施工这个公认难题，研发了智能顶升平台系统，能承载32000kN重量，平台形状随墙体厚度经历5次变化，平台架设5层水平网片+1层钢板兜底防护，竖向从上至下全封闭钢板网，配置了自爬升保温装置、休息室、吸烟室、生物厕所等设施，不仅满足质量、安全、绿色施工要求，还处处体现人文关怀。
超高层人员和物料的垂直运输，是超高层施工的生命线，也是制约工期的瓶颈。工作室研究出“超高层物流通道塔+悬挑施工电梯”垂直运输方式，底部48层以下安装预制装配式钢格构塔，一面与塔楼结构连接，另外三面布置双笼施工电梯形成物流通道塔，47层以上设置悬挑式施工电梯与物流通道塔衔接，上下电梯做到同层接力，成功解决运送难题。
项目还借助世界领先的BIM技术实施工程总承包，将所有工序、环节先在电脑上进行“预演”，以BIM为智能化数据平台，分别在深化设计、方案模拟、可视化交底、验收、消防模拟、4D工期、逆向BIM、平面管理等方面进行全面应用，诠释了“现代鲁班”精神。
天津周大福金融中心项目，由总包方牵头，实现了全员、全专业、全过程的BIM应用。项目经理苏亚武介绍说：“通过BIM协同平台，建立了新的协作机制，物流信息实时追踪，设计变更关联模型实现动态管理，现场进度、安全、质量问题及时协调、有效管控，信息沟通效率和准确性大幅度提升。”项目自主研发的EBIM系统，将Revit 模型快速轻量化，同步至项目私有云平台，平台模型大小为原模型的1/6，基于LOD400高精度模型，通过模型ID创建唯一的二维码，所有现场具有二维码的构件可快速定位模型位置，管理人员使用平台将材料设备从订货直至竣工移交各个阶段进行实时状态更新，加强了物流信息追踪能力。在项目管理平台中建立项目管理体系，项目参建各方根据角色分工拥有不同的管理权限，通过创建话题的形式，对工程整体的进度、质量、安全等工作进行实时交流、管控，从而突破了以往BIM模型与现场管理脱节的瓶颈，为最终移交LOD500模型奠定坚实基础。
截至目前，项目申请专利130项，授权65项，形成国家级成果2项，局级成果3项，局级工法3项，市级工法2项。滨海新区这座全新的地标建筑已然成为了一个超高层施工高新技术成果转化中心。
周大福项目地处滨海新区开发区核心区，附近住宅商铺及写字楼较多，基坑周边环境极其复杂，且变形控制要求高，所以对绿色施工要求非常高。除了复杂环境下超深基坑变形综合控制技术、大直径溜管快速浇筑深基础施工技术等，在工程实施过程中，项目还采用了分离式建筑垃圾运输系统，解决了超高层建筑施工中建筑垃圾的运输处理难题。鉴于核心筒外墙及内墙混凝土养护范围大，传统养护时间长，设置外墙自动养护喷淋系统，通过遥控便可进行外墙全覆盖养护。
不仅如此，项目还将BIM技术与绿色施工有效结合。二次结构砌筑统筹考虑，做到“一墙一图，按图备料，照图施工”，杜绝了后期机电开凿的二次破坏和大量洞口封堵，有效减少砌体施工中的材料消耗和垃圾废料产生量。钢结构、幕墙等专业利用高精度模型导入数控机床完成局部复杂构件自动化加工，利用三维激光扫描技术对实体构件和模型进行反复比对，确保安装误差控制在有效范围内，保证了工程质量的一次成优和成本管控（见图5）。
从刚进场时的“脏、乱、差”，到开始施工后的井井有条；从地下30m的奋战，到2d/层的“天津速度”，几个简单的数字，几句简单的话语，背后是周大福团队夜以继日的付出和劳动。一个好的项目，既要像严师，又要像慈父。项目通过双导师带徒、每周一次的项目大讲堂、“五年双岗”轮岗计划、精英人才培养计划、总承包管理人才试点计划等，全面整合教育资源，稳扎稳打，厚积薄发，培育了一支属于中国、面向世界的超高层建筑人才团队。与此同时，项目食堂每周制定营养食谱，每天向员工征求意见并不断改善，保证员工们吃得健康，也要吃得美味。在生活区设置物业管理团队，配备标准化一体床及床上用品，并在生活区设置职工书屋、活动室、各类健身器材等，方便大家下班后消遣娱乐。一餐一饭皆心血，一点一滴总关情。可能正因为这样，所以这个大家庭在面对任何困难时，都能心往一处想，劲往一处使，始终全力冲刺，只为这一颗北方之钻能早日闪耀于滨海天际。
如高山般屹立于中国超高层建筑强者之巅，如风穿过松林，强劲有力；又如慈母般心怀世界，育儿不悔，喃喃细语。万里长征终见曙光，2016年的冬天，天津周大福项目终于与滨海天际线比肩（见图6）。雄关漫道真如铁，而今迈步从头越，接下来，还有更艰险的山峰等着他们去攀越，周大福团队将继续勇往直前，铁军无所畏惧，铁军使命必达！
图5 标准化施工及安全体验
图6 主体封顶
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