台北101兴建 技术经验分享.pdf

10 創造世界高樓的新紀錄508M 台北的新地標 台北101大樓 無論從設計 施工 管理 維護保養 等各方面而言 都有其最別具將才的思維 本文即 藉由台北101大樓的施工過程及程序 介紹大樓的各 特殊特色 包含塔樓及裙樓的施工工法 混凝土工 事及養護 鋼構設計與組裝 避難消防設計 通訊 塔頂升組裝 高揚程施工電梯 風阻尼系統 超高 速電梯 十種洗窗機的設計等 都是創造世界新紀 錄的驕傲 另分享管理之經驗 從管理組織團隊依 據管理方針 訂定全員的5S及PDCA管理循環 及確 實執行每日例行之安全週期活動 並分享EOT與變 更的協商 藉此等深刻之經驗 締造了台灣建築史 上的新里程碑 關鍵詞 臺北101大樓 施工特色 管理經驗 自從2003年10月起台北的天際出現了新地標 台北101大樓 從此世界高樓的高度也推向508M的新 世界紀錄 緊接著台北101大樓的裙樓商場也於2003 年11月正式營運 經過一年的趲趕 台北101大樓終 於2004年11月取得使用執造 並於2004年12月31日起 大樓頂部的觀景台區正式開放營運 台北101大樓為國內最大宗的建築工程BOT案 由台北金融大樓股份有限公司於1997年以206億餘元 台幣向台北市政府承租本基地 預計興建營運70年 後再歸還台北市政府 本大樓的設計單位為李祖原 及王重平建築師事務所 專案管理為美國Turner Steiner International 施工單位為熊谷組 華熊 榮工 11 公司 大友為聯合承攬 KTRT JV 本工程位於台北信義計劃區信義路與松智路口 的精華地帶 為地下5層 地上101層的鋼骨超高層 大樓 整座大樓鋼結構重達九萬七千六百噸 相當 於三倍多新光大樓鋼構用量 在世界上鮮有出其右 者 本大樓的鋼柱由地下5樓至地上62樓均加灌注 10 000 psi超高強度流動性混凝土 以加強大樓結構 體之勁度 塔樓高層每八樓為一斗 每斗頂部均有 一層機械層 主要機電 空調 消防儲水 垃圾處 理等設備均集中於該層內 且其上均有百坪的避難 平台作為消防避難用 平時可藉平台收集雨水 貯 存至機械層之水箱作為日常清潔用水 火警時則可 作為消防用水 塔樓87樓到92樓間裝有目前世界上最大的被動 式風阻尼系統 Tunned Mass Damper 重達680公噸 其質量塊為直徑5 5公尺之實心鋼球 利用直徑9公分 之鋼纜分4處懸吊至92樓 鋼球底部有8支黏滯性阻 尼器以控制鋼球之擺動量 藉以大幅減少塔樓在強 風的擺動位移 本大樓有當前世上最高速的電梯 速度高達每 分鐘1 010公尺 16 8M 秒 由地面層直達89樓觀景 台僅約37秒 還有為配合本大樓的特殊中國式造 型 總計設置十種洗窗機來清潔大樓之外觀 亦為 單幢建築之首創 本工程除高度創新外 尚有相當多的特色 值 得介紹如后 塔樓採傳統雙順打工法 UP UP Method 施 築 地下室擋土措施為1 2M厚50M深 附加扶壁式連 續壁並以相同連續壁作為塔樓與裙樓下部結構之區 隔 所謂雙順打工法乃指隨著鋼結構由地下室往上 組立同時 鋼筋混凝土施築也配合由下往上逐層施 築 本案混凝土泵送紀錄 也達到91層樓高達392M 的新紀錄 裙樓結構呈L型圍著塔樓為地上6樓鋼結構 採 用逆打工法施築 首先開挖地面層 同時整理基樁 之預埋鋼柱以利與裙樓上部鋼構相結合 並且事先 12 預留後續開挖出土口以及通風設施 以利爾後地下 室開挖與地下層樓版施築 當地面層施築完成後 隨即進行地下1層至地下5層之開挖與樓版結構施 築 該期間裙樓上部鋼構組立也可同時配合展開 以縮短工期 裙樓鋼構施築也配置四部400米噸以上之塔式吊 車進行6層鋼構與6階屋脊施築 第6階屋脊呈如意造 型 跨距超過70公尺 由4支淨高達40公尺之造型鋼 柱支撐於4樓之社交廣場 氣派相當宏偉 由於如意 型屋脊構造非常繁複 必須事先於中鋼構高雄廠區 進行假組立 確認無誤再運至工地組裝 塔樓部分地下室約90M見方 開挖深度超過 20M 塔樓筏式基礎厚度為3M 4 7M 採用6 000 psi 混凝土 總數量約28 100 M3 共分九塊澆築 為確 保巨積混凝土之施工品質 必須加強養護 採用2 3 層塑膠帆布覆蓋養生至少三星期 並在每塊巨積混 凝土預埋溫度監測點 以監控混凝土之溫度 控制 巨積混凝土之表面溫度下降不超過2 C 時或17 C 天 並儘量維持混凝土面溫與心溫之差在20 C以 內 以減少巨積混凝土水化熱之影響 經由風洞試驗以及電腦結構分析結果 塔樓鋼 結構由地下5樓至地上62樓間之鋼柱除本體加勁板 外 尚需組立鋼筋填灌10 000psi超高強度之自平式高 性能混凝土 HPC 以強化主體結構 為確保高性能混凝土之超高強度與流動性 以 及自體收縮控制在300 10 6m m以下 歷經9個多月 之配比試驗 以及實體模型試驗 Mock Up Test 且在預拌廠進行實驗模擬至62層樓高之混凝土泵 送 採用水平配管1公里多相當於275公尺高程之泵 送能量 並以鉆心取樣辦理空隙率與抗壓強度等試 驗 以確保高性能混凝土之品質與施工性 塔樓鋼構由地下5層至地上101層共分35節 其 中地下室分為2節 地上101層高度448M 則分為33 節 塔樓結構主要靠8支巨柱 斷面為2 4M 3M 作為主體支撐結構 由於一節柱子重達80噸 為配 合巨柱鋼構施工 塔樓施工用塔式吊車 採用兩部 世界最大能量之塔式吊車 載重能量高達1 250米 噸 另外輔以兩部600米噸塔式吊車配合吊裝101層之 13 鋼結構 由於巨柱鋼板厚達80 m m 鋼柱現場焊接時必 須由6位合格有照電焊工同時進行接頭焊接 為時長 達24小時 且為確保高層焊接品質 特於焊接處佈 設防風雨之工作台 並於焊接後 另請獨立檢驗單 位 SGS 隨即進行全焊道之超音波檢驗 本大樓於101層屋頂上還裝有一座60M高之通訊 塔 重約475噸 共分十節 利用塔式吊車於96樓上 之內部臨時作業平台上 吊裝組立 含其外部帷 幕墻組裝 再於97樓至 101樓頂之間使用4組 220噸吊重能量之VSL 雙向千斤頂將通訊塔逐 步頂昇至508公尺之世 界新高 為配合本工程超 高層建築之施工 有關 人員物料之揚昇經規劃集中在塔樓信義路側安裝6部 人貨兩用施工電梯 每部施工電梯安全承載荷重為3 噸 可載運人員30人 施工電梯塔節設計為每4層樓 為一單元 利用塔式吊車組裝 安裝高度達91層 由地面搭乘至91層僅約4分鐘 亦為世界創舉 該施 工電梯為配合大樓外觀與景觀施築業於2004年3月初 全部拆除完畢 塔樓87樓至92樓間裝有目前世界上最大的被動 式風阻尼系統 Tuned Mass Damper 總重量達680 噸 運用物理學反作用之原理 大幅減低大樓遭受 強風振動之影響 可承受十七級強風以及地震力 500gal 迴歸期2500年 的搖晃力量 本系統由專業分包商MOTIONEERING 加拿大 RWDI公司之關係企業 負責辦理 其質量塊為直徑 5 5公尺之實心鋼球重量達650噸 採用12 5公分鋼 板 以切片方式組裝 並以4股直徑9公分之鋼纜分4 處懸吊至92樓 安全係數達九倍以上 鋼球底部有8 支黏滯性阻尼器以控制鋼球擺動位移量 維持最大 擺幅在1 1公尺以內 鋼球體位於87層至88層 未來 規劃為觀景餐廳 該阻尼系統之鋼球將漆成金色上 有TAIPEI 101之LOGO 屆時將成為大樓公共藝術之 14 一環 本大樓共裝有50部電扶梯 主要位於裙樓商場 及塔樓一 二樓與空中大廳 35 36樓及59 60 樓 另有61部電梯 其中27台為單層電梯 Single Deck Elevator 34台為雙層電梯 Double Deck Elevator 本案有兩台目前世界上最高速之電梯 速 度高達每分鐘1 010公尺 16 8M S 由地面1樓直達 89樓觀景台僅約37秒 相當於時速60公里 製造商 TOSHIBA針對高速電梯亦開發出新型陶瓷煞車器 並以12倍以上標準載重測試煞車器之耐摩性及抗高 溫狀況 以確保電梯構件之安全 並於實驗室模擬 最佳電梯加減速曲線 由地面層逐漸加速到40幾層 至50幾層達到最高 1 010公尺 分 再遞減速度至89樓 歸零 以減低對人體之不適狀況 口單軌式單元 安全掛鉤系統 龍門架起重主機配 展延式吊籠 底部旋轉式主車配展延式吊籠等 可 垂直揚升 底部旋轉 水平導軌移動 將成為永保 大樓外觀清潔之利器 詳下表 本案屬世界性之超高層大樓專案 必須要有一 彈性有效率之管理架構才能因應此一繁複且工期緊 迫的專案執行 有關台北101大樓工程專案之管理組 織體系概略如下頁上面左表 KTRT JV團隊為確保本超高層專案能如期如質 完成 訂定下列營建管理方針 作為全員的指導原 則 強力推行施工安全 環境保全對策 重視QA QC品質管理 確保高層建築物安 全 有效率的施工 達成工程如期完工 全員上下秉此方針 活用Plan Do Check Action PDCA 之管理循環 並以5S運動計劃從整理 整 頓 清掃 清潔 修身要求每一分子對防災意識之 重視並確實執行 本案洗窗機為配合大樓的特殊造型 總計設置 十種洗窗機 亦為單棟建築之首創 包括爬升單軌洗 窗機 底部旋轉主車式洗窗機 插桿式洗窗機 隼式 洗窗機 鷹式洗窗機及塔樓入口平台吊架式與塔樓入 15 為執行安全管理方針 以達工程施工期間零災 害之目標 每日推行安全施工活動如下 台北101工程業主指定分包廠商項目包括鋼結 構 帷幕牆 電梯 風阻尼系統二期裝修工作 保 全系統 照明系統等 詳如上表 EOT Extension of Time 常因較有爭議性的 Concurrent Delay 業主與總包商同時發生延遲事 件 由於總包商與業方各執一詞 導致缺乏互信 對於整體工進多少有所影響 若再加上變更頻繁則 勢將對整個專案造成重大的衝擊 總包商此時必須 提出充分的佐證資料 說明對整體工進的影響 Time Impact 與費用影響 Cost Impact 經由雙方 善意合理持續的溝通協商 各讓一步 才能避免兩 敗俱傷 締造雙贏的契機 本專案由於業主的變更指示OWI Owner s Work Instruction 多達約570次 再加上331地震的影響讓整 個工程進度延誤達半年以上 若非業主與總包商均 有順利完成世界第一高樓的企圖心與共識 雙方歷 經數月的折衝協商 終於在雙方各退一步的情況下 達成協議 本大樓終於2004年11月順利取得使用執 照 並於2004年底開始塔樓頂層觀景台區的營運 16 本超高層大樓能順利落成 不僅靠施工團隊精 湛的施工技術與管理能力 還需要業主的強烈企圖 心 工程設計及監造單位的協助配合 甚至政府機 關的協助指導 才能締造此一台灣建築史上的新里 程碑 仰望台北新天空 由於台北101新地標的出現 勢將帶動另一股觀光熱潮 並繁榮台北信義商圈 1 台北新天空 tw 2