上海建工：挑战F1施工难度极限.doc

上海建工：挑战F1施工难度极限上海建工挑战F1施工口相信所有看过上海F1国际赛车场的人都会对其印象深刻.壮观华丽的赛道足以向世人展示中国当代建筑的先进技术和实力.上海国际赛车场是由上海建工集团施工总承包.我刊特约上海建工(集团)总公司总经理助理建工集团上海国际赛车场总承包郝项目经理房庆强.项目副经理常务副总工程师江逢潮详细介绍了世界一流赛道的诞生过程.64建筑房庆强江逢潮由上海建工集团施工总承包的上海国际赛车场工程位于上海嘉定,占地面积约2.5平方公里,是承办2004年至2010年国际汽联一级方程式赛车世界锦标赛,即F1大奖赛”中国站”的所在场地.作为上海迄今为止规模最大的赛事工程项目,该工程由F1赛道,连接车道,直线竞速赛道和卡丁车赛道及练习场,主副看台,比赛工作楼,车队生活区等设施组成,可容纳20万名观众.上海国际赛车场2004年6月建成后已成为世界一流的国际赛车场,并在9月底成功举办了首次”中国站”F1大奖赛.上海国际赛车场工程自2002年10月17日开工后,上海建工集团F1总承包项目部以争创精品工程为主线,组织协调200411各参建施工单位,克服各种施工技术难题和施工过程中”非典”影响等困难,在确保质量的前提下加快施工进度,达到了高标准,高质量,安全文明的总要求,取得了的令人瞩目的丰硕成果.F1赛车大奖赛具有高科技的惊人特点,如果说F1赛车的每一项组件都是高科技的结晶,那么承载F1赛车风驰电擎般速度飞驰的F1赛道,其科技含量和质量标准远远超过世界上任何一条高速公路.上海国际赛车场”上”字形赛道总长约5.4公里,其路面宽度介于13至20米之间,平面线形由圆曲线+直线构成,整个赛道共有7左7右l4个弯道和9种不同组合的赛道,其中最小平曲线半径为8米,设计车速为87327千米/4,时,最大离心力为3.5G.为增加比赛的刺激性和观赏性,赛道沿纵向即行车方向设计有多处陡坡,其中最大上坡坡度为3%,最大下坡坡度为8%,主赛道最大填土高度为7.75米,缓冲区最大填土高度为9.O0米,造型区最大填土高度为l2.o0米.在横断面方向上,则根据弯道的位置和比赛要求设置了2.5%l2%大小不等的超高横坡.在赛道内还设置有一条长1200米,宽l8米的直线特种竞速车道,其路面前80米用混凝土铺设,其它部分使用沥青.”上”字形赛道为适合于各种不同赛车,特别是一级方程式赛车比赛,是当今世界上变化最多,最富有挑战性的Fl赛道之一.但是,由于Fl赛车比赛时最高时速超过300公里,对路面平整度和沉降ImportantEngineering要求远远超过高速公路标准.且Fl赛道需要地基基础承载力高,整体性好,工后沉降小且均匀,而上海国际赛车场赛道建造在长江三角洲的软土地基上,地下水位较高,地基载荷条件很差.特别是软土地基容易产生的不均匀沉降影响赛道路面沉降,将会严重影响赛车的速度和安全.总之,在上海这样的软土地基上建造如此高难度,高标准的Fl赛道,好比”豆腐渣上建造赛道”,其难度在当今世界上尚无先例.为此,上海建工集团会同建设单位和中外设计单位,始终将赛道软土地基处理方案,作为整个上海国际赛车场工程建设的主要技术创新点.艰难的技术攻关是从方案论证开始的.早在工程准备阶段,上海建工集团Fl总承包项目部就积极参与赛道地基加固方案论证,提出了许多重要的设想并被业主和设计方所采纳.最后,根据上海地区软土地基处理的长期经验和德方赛道设计师提出的方案,形成了一个”打桩预压,变软为硬,控制软土地基的变形沉降,增强赛道地基稳定性”的赛道软土地基加固处理方案.上赛场Fl赛道区域合计总面积约l.7平方公里,这是完全不同与高速公路线型的超难度,超大规模,超大板块建筑的软土地基加固处理.为了确保赛道软土地基加固处理施工按计划进行,并完全达到设计要求,Fl总承包项目部根据赛道软土地基处理施工方案制订了施工组织设计,经过专家委员会的论证优化和惕克公司认可后,分步骤进行赛道软土地基加固处理施工.步骤一:2002年第四季度,对赛道区域河道进行回填处理.对于赛车场区内总长约l万多米,面积约23万平方米的河道,彻底挖除淤泥35.7万立方米,并采用上海地区常规成熟的二灰填筑方案,填筑二灰方量约为71.4万立方米.步骤二:2003年春节后至3月底,对赛道区域进行堆载预压和打桩处理.对于填筑高度小于2米的赛道区域,采用超载预压的加固处理方法,再采用8%石灰土作为路基填筑材料,共约堆载l20万立方米土方.对于填筑高度大于2米的区域采用路堤桩基础的加固处理方法,桩基础为250250预制方桩,桩长分别为825米,按照网格状布置,桩纵横间距均为3米.工程中路堤桩总量为3.9万多根,主要应用于主赛道,主次缓冲区及造型较高的外侧造型区等区域.2003年第一季度,Fl赛道地基加固处理施工全面展开,但频繁多雨的天气严重影响进度,对3月底完成了超大规模的土方堆载和路堤桩施工带来威胁.上海建工集团Fl总承包项目部采取”集中优势兵力打歼灭战”的施工方案,进行堆载和打桩施工大会战.现场上7000多名施工人员轮班作业,每天约有5000车辆次大型卡车进出堆载土方,砂石料,先后进场100多台打桩机,最多一天创造了日打桩1974根和20041165日堆土6万立方米的新纪录,实现了赛道施工各个节点目标,同时保证了主副看台等设施的施工进展均达到计划要求.步骤三:2003年第二季度,赛道打桩区桩帽板施工.在3.9万根路堤桩桩顶上,均设置一只尺寸为5.755.75米,高度20厘米的钢筋混凝土桩帽板,以增加桩结构的荷载控制沉降.步骤四:2003年第三季度,赛道造型区施工.对于填筑高度大于2小于4米的区域,直接在桩帽板上填筑掺6%石灰的粉煤灰作为路基;填筑高度大于4米的区域,先采用掺6%石灰的粉煤灰回填至绝对标高6.0米,再铺设EPS轻质路基填充材料,EPS顶部设置30厘米厚度的黄砂覆盖层,上部采用二灰和素土作为路基填筑材料.EPS是一种封闭组织型聚苯乙烯硬泡沫合成材料,它具有很小的密度比重和足够的强度.为减少赛道上部结构层对地基的荷载压力,在赛道结构层堆高区使用30多万立方米EPS材料.30多万立方米EPS同时在一个工程上使用,在国内外尚无先例.为此,F1总承包项目部制订了详细的技术方案和质量标准,从EPS进场,验收,堆放,施工和检查,实行全过程管理和控制,施工质量完全达到设计标准.步骤五:2003年第四季度,赛道堆载区120万立方米土方卸载.据有关专家介绍,卸载施工关键要避免路基回弹,因此在赛道卸载的同时必须尽快铺设承重结构层,其技术要求和施工难度大大超过预堆载施工.因此,在F1赛道土方卸载施工会战之66建筑前,上海建工集团F1总承包项目部组织有关施工单位进行了了卡丁车道的卸载施工,积累了一定的经验.并且经过设计和专家对卸载方案的评审,F1总承包项目部对卸载施工方案作进一步优化.10月1日起,各施工单位将陆续进场70多台挖土机,40多台推土机和近200辆自卸车全面展开卸载施工.期间,有关专业单位对赛道路基的沉降进行了全过程监测,并经德国惕克公司根据监测资料分忻,赛道软土地基加固处理达到设计要求,为赛道上部结构施工奠定了扎实的基础.马达轰鸣,风驰电掣的F1赛车以高达300400千米/小时的速度激烈追逐在相对狭窄的赛道上,为了确保赛车和车手的行驶安全,除了缓冲区,防撞栏等必要的辅助安全措施以外,高品质的赛道毫无疑问地成为了行驶安全的绝对保障,这就对赛道路面的平整度,均匀性,抗滑性和耐久性提出了更为严格的要求.上海国际赛车场F1赛道路面工程采用了级配碎石基层+沥青混凝土面层的柔性结构.其路面结依次由下至上为:40厘米级配碎石层,沥青层由下而上依次由10厘米承重层,4厘米粘结层和4厘米面层组成.平整度,均匀性,抗滑性属于赛道对沥青面层的功能性要求,这三项要求对于保证赛车在高速行驶中的安全至关重要;而耐久性则是结构性要求,它对于赛道长期保持良好的使用性能是非常关键的.200411因此,针对F1赛道沥青层功能和结构要求的特点,上海建工集团F1总承包项目部与业主,设计一起,对包括F1主赛道,连接道和缓冲区在内的7万立方米沥青混凝土,进行适合上海本地条件的沥青面层结构材料选择,材料设计,施工工艺与控制的综合性研究.首先,对于用于沥青混凝土的集料,即打碎的粗细不同的岩石颗粒和矿物质的混合物.其颗粒大小和外形应符合沥青调配的技术要求,并且必须是硬石材料,经过两次击碎及筛网过滤,沉淀下来的碎石必须符合现行的国家标准.经过研究,发现F1赛道沥青层材料标准远远高于我国现行标准,特别是集料的磨光值最高达60,远远高出我国道路标准;而其吸水率仅0.5%,远小于我国2.0%的标准.在上海周边地区所能提供的集料,很难同时满足以上严格的要求.为此,F1总承包项目部和业主,设计的工程技术人员等经过走访全国50多个矿厂,并对其出产集料的严格试验和比选,最后确定使用山西,山东等地的天然石料,再经过一定比例混合成的沥青碎石.其次,对于用于沥青混凝土的沥青,由于我国的改性沥青规范标准远远低于赛道标准,有些项目甚至没有规定.因此,经过反复研究,对于赛道使用沥青的标准,除了国际通用的一些检测项目外,还增加了最新的SHRP技术的检测内容,大大确保了沥青材料的可靠性.另外,为了确保沥青在承受赛道较高的剪应力的同时适应上海独特的气候条件,业主打破国外技术封锁,促进自主创新,通过国际招标选择了中石化总公司,研制开发了具有自主产权的东海牌Fl赛道专用沥青,其技术性能经国际权威检测机构确认,达到世界一流水平,现已在上海国际赛车场Fl赛道沥青层施工中大放异彩.第三,赛道沥青面层的材料配制是技术和质量要求较高的生产过程.施工前须经过设备检查,必要时进行检修.搅拌机的容量应根据三台摊铺机以普通速度不间断工作而设定.搅拌后的沥青混合料运输到铺筑地点的时间不得超过30分钟.现场至少需要三台同一型号的摊铺机同时工作,并要求足够的宽度,同时另外准备一台摊铺机在工地现场备用.摊铺机要有能力实现铺设的沥青混合料表面平整,无条纹,无沥青渗透现象,混合料分离或其他不均匀现象,摊铺表面必须平整.开始,德国惕克公司竭力推荐发达国家专业单位生产和摊铺Fl赛道沥青.但经过业主和Fl总承包项目部组织本市沥青生产和摊铺专业单位反复研究,优化方案,最终选择了本市专业单位负责Fl赛道路面沥青的生产和摊铺.2004年5月23月下午,上海国际赛车场Fl赛道面层沥青混凝土摊铺全部结束,据上海建工集团Fl总承包项目部赛道质量工程师和工程监理等检查,Fl赛道面层沥青平整度达到设计标准.正如德国惕克公司总设计师评价的那样:”上”字型Fl赛道将是世界上一流的赛道.上海国际赛车场赛道区域建筑总面积达l5万平方米,其中可容纳3万名观众主看台是赛车场的主体建筑,该工程东西长400米,南北宽40.6米,建筑面积达5.5万平方米,结构为4层钢筋混凝土框架,呈阶梯型由北向南递高,施工难度较大.早在设计扩初方案论证阶段,德方设计师便提出将主看台结构,包括预制看台板全部设计清水混凝土结构形式,但担心施工质量不能完整体现设计清水混凝土建筑力度美的意图.因此,在签订总承包合同时,上海建工集团郑重向业主承诺,只要是德方设计要求,我们就能千方百计达到质量标准.占地面积2.5平方公里赛车场工程同时展开施工,给质量管理控制带来了很大的难度.为此,上海建工集团Fl总承包项目部会同业主,工程监理和德国惕克公司现场质量监督专家,每周组织4次现场质量巡视检查,如赛道路基施工阶段每周3次巡视检查赛道施工质量,1次检查土建施工质量;进入装修施工阶段后,每周赛道检查2次,土建,安装检查各1次.同时,Fl总承包项目部对各施工单位建立质量保证体系和质量管理工作提出了具体要求,考核方法.由于坚持事先策划,过程控制,事后评比,并根据监理通知单对施工单位发出纠正通知单.这样就做到发现问题及时整改,在总体上消除了质量隐患,确保了施工质量达到设计标准和规范要求.上海建工集团Fl总承包项目部将主看台作为质量样板工程,组织施工单位优化方案,在施工中加强管理,严格控制.但开始阶段,主看台质量不尽如人意,特别是第一批清水混凝土看台板质量达不到设计预期的效果.于是,Fl总承包项目部多次到构件制品厂现场解决问题,最终确保了主看台大体量清水混凝土施工质量达到一流水平.特别是2500块预制清水混凝土看台板,经上海市建设工程优质结构评审委员会实地检查后评价,制作质量上佳,安装尺寸精确,在国内堪称首创.因此,在2003年下半年上海市建设工程创优质结构评比中,赛车场主看台工程被列为市优质结构观摩工程,其施工质量受到了设计单位,有关专家和前来观摩的3000多名建筑业同行的充分肯定,成为上海的标志性建筑.相目链目上海F1国际赛车场占地面积约2.5平方公里,是