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“超级工程”上海深坑酒店建造揭秘:坑底有24米永久在水下

      在上海佘山国家公园南侧,有一个深80多米,约5个足球场大小的采石坑。这曾是一个历史难题,但现在,世界上海拔最低的五星级酒店即将在深坑里横空出世。
      深坑酒店的问世将地球的“伤疤”变成一道奇观,中国建设者们要突破人类工程的极限,实现建筑从上而下的反向延伸,沿着深坑的岩壁建立酒店。除此之外,还要考虑酒店与环境的契合,这不仅是一个建筑奇观,更将是一次建筑与艺术的完美结合。
      一个运用多项黑科技打造的超级工程,吸引了400多名专家不远千里来此观摩,一个人工建筑在坑内海拔最低五星级酒店,创造了世界超级工程的纪录!
      黑科技筑就的超级工程:上海佘山世茂深坑酒店
      难点:难的独一无二
      01 主体异形钢结构施工
      现场地形较为特殊,构件倒运不便。本工程所在地为一个人工开采后形成的深坑,坑底最深处与地表高差达80m,且本工程主体钢结构大部分处于深坑之中,给现场构件倒运带来一定困难。

      结构整体不规则,施工变形大。本工程整体结构不规则,A区立面为双向侧倾,B区立面为单向侧倾,此类结构在施工中存在变形大的特点,影响结构整体受力和建筑外观。

      地下1层巨型桁架安装难度高。地下一层桁架截面高度为5m,跨度从9~30m,单榀桁架自重9.6~34t,由于坑外地面地基承载力小,大型履带式起重机行走困难,因此桁架安装难度较高。

      02 人员材料垂直运输
      坑顶坑底高差大,坑壁为悬崖,人员材料垂直运输难度大。需要布置向下的人货电梯,以满足人员到坑底作业,材料向下运输,但人货电梯的布置方式困难。
      03 混凝土向坑底输送
      坑底大底板混凝土需要向下运送77m,坑壁为悬壁,运输难度大。
      04 坑顶裙房地质情况复杂
      由于工程桩必须打至岩石持力层到中风化层,但现场情况复杂,岩石风化程度不同,工程桩为一桩一探,施工难度高。

      05 爆破工作量大,精度要求高
      深坑酒店主体结构大面积与坑壁围岩(表面强风化岩)碰撞,需经爆破清理后方可进行施工。因坑深坡陡、作业困难,且爆破时不允许对保留岩体及坑顶已施工结构产生扰动,因此对爆破施工安全质量要求高,需经周密计算和验证。

      06 测量要求高
      现场结构复杂,变化大,测量要求高。

      07 永久性水下结构施工技术
      坑底有24m永久处于水下,2层为箱形基础,2层为地下室水下观光,故对结构、防水等要求较高。

      黑科技
      化想象为现实
      77m深全势能一溜到底混凝土输送技术
      深坑酒店建造在约80m的深坑内且坑壁陡峭,为解决混凝土向下输送的难题、保证工程的进度、混凝土输送量,以及保证深坑内混凝土输送装置的稳定性,除采用上述三级接力输送技术,另采用77m深全势能一溜到底混凝土输送技术。
      通过查阅资料、优化设计、运用ANSYS软件进行模拟分析,通过试验与数据结合进行缓冲阻尼装置的调整,最终确定缓冲阻尼装置、混凝土最佳配合比、输送施工工艺等。

      一溜到底安装完成 一溜到底试验成功
      异形断面施工升降机装置
      深坑酒店异形断面施工升降机系统解决了深坑酒店不规则、倾斜崖壁的施工升降机安装问题。
      此装置利用塔吊标准节作为施工升降机的附着结构,将施工升降机附着于塔吊标准节的两侧,很好的解决了向下超深77m施工升降机的安装问题。

      施工升降机安装完成 施工升降机三维模式
      混凝土向下超深77m三级接力输送技术
      混凝土向下超深输送,存在混凝土易离析、坍落度损失大、易堵管等问题,一直是施工技术上的一大难点。
      为了解决混凝土向下输送问题,项目结合三维激光扫描的BIM技术,来模拟确定三级输送系统(混凝土汽车泵+溜槽+混凝土固定泵)的最佳布置点,以及汽车泵的最佳位置、溜槽和固定泵的最佳位置。

      三级接力输送施工 三级接力侧视图
      19m高梯田式大体积回填混凝土施工技术
      为了解决在不规则基岩上的基础施工问题,项目利用了BIM三维模拟技术,对回填混凝土根据不同标高进行了分层。

      混凝土BIM模型 坑底回填混凝土4D进度模拟
      BIM应用:三维激光扫描

      BIM应用:放线机器人

      BIM应用:模型整合、协调
      施工前期对相关专业BIM模型进行整合、碰撞检测,并通过多维剖分对隐蔽、复杂部位进行查看,经过充分协调后避免返工。

      BIM应用:方案优化
      以“一溜到底混凝土输送方案优化”为例。
      本工程由地表下探77米,为解决混凝土超深向下输送的难题,自主设计了一溜到底以及三级泵送两套输送装置,将一溜到底超深混凝土输送装置与崖壁模型进行整合,寻找坑壁最优安装位置,方便日常维修,通过空间三维模拟,排除安装此装置可能产生的碰撞。

      排除与后期结构碰撞 排除与崖壁碰撞 最终定位
      BIM应用:节点优化
      对复杂节点进行钢筋排布,通过BIM技术三维可视化、协同性和信息可提取性的特点,构建实体模型,对复杂节点按照设计图纸配筋,对钢筋穿插、定位进行模拟,解决钢筋、大预埋件、锚索相互冲突问题,指导现场施工。

      原方案 优化方案
      BIM应用:设计验证
      通过模拟调整 基础与坑底脱离的承台以及与崖壁相冲突的结构,如下图,红色为原方案,青色为设计验证后调整方案。

      BIM应用:协同平台
      为实现项目协同管理,采用基于广联云的为实现项目协同管理,并采用基于广联云的BIM施工管理平台,将BIM模型数据,计划数据,工程图档数据,质量安全数据等集成到一起,应用到相应的施工现场管理工作中。
      在BIM 5D软件中依据三维模型计算材料需求量,生成计划报表,导入到广联云中的材料管理流程中,层层审核。
      针对现场施工质量生产管理,在施工中将质量问题录入平台,指定责任人,跟踪记录整改情况,最后将整改后信息录入平台,使每个质量问题的整改流程能够循环闭合起来。
      (原题为《揭秘|超级工程上海“深坑酒店”的建造内幕》)
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