天津百货大楼扩建工程建筑新技术应用情况

天津百货大楼扩建工程建筑新技术应用情况一、工程概况天津百货大楼扩建工程是由天津百货大楼股份有限公司投资，北京建筑设计院设计，天津二建建筑工程有限公司施工的，以商业为主，融购物、娱乐、餐饮、康体等多功能一体现代化智能型大型公共建筑。本工程位于天津市和平区多伦道与新华路交口，总建筑面积96万M2，地下二层，局部四层，地上主楼38层，总高度150M，裙房八层，高42M。本工程为外筒内框无粘结予应力板柱,结构，柱网间距9M9M，柱子截面尺寸为15M15M07M07M共9种型号。无粘结预应力楼板厚度23CM，基础韩深145M，主楼底板厚2M，裙房底板厚1M。本工程技术难点有基础埋深145M，而且周围店铺林立，与正在营业的原百货大楼最近处达2M，给基坑支护带来难题；主楼高150M，确保无粘结预应力张拉与架体提升顺利完成是主体施工的主要难点；如何确保无粘结予应力钢丝束的锚固性能及超长予应力筋的张拉；确保主楼基础底板砼无裂缝出现。本工程于1994年7月1日开工，1997年10月28日地下室及地上五层营业。二、应用新技术情况天津百货大楼扩建工程作为首批“全国建筑业新技术应用示范工程“先后应用了商品砼和散装水泥应用技术，粗直径钢筋连接技术，新型模板及脚手架应用技术，无粘结预应力砼技术，深基坑支护技术等十项新技术取得了较好的成效。提高了工程质量，缩短了工期，减轻了建筑自重，降低了层高，增大了使用面积，取得综合经济效益达506171万元。1商品砼及散装水泥应用技术本工程的砼全部为商品砼。其中基础砼量为1672674M3，主体砼量为3487295M3。在主体基础底板施工时，2M厚的底板其砼强度等级为C40，抗渗等级为S12，砼量为6358M3，施工时采用一次连续浇筑分层斜面滚动浇筑，为降低水泥水化热，确保砼浇筑质量，采用了双掺技术，加入UEA微膨胀剂，改善砼特性，利用粉煤灰代替部分水泥，粉煤灰掺量达水泥用量的10，与设计协商利用砼的60天抗压强度减少水泥用量253，确保基础底板无裂缝出现。2、粗直径钢筋连接技术本工程22及以上钢筋连接均采用套筒挤压连接，主要应用在垂直及部分水平钢筋连接，共计应用66450个接头，挤压接头的试验检验合格率达100，挤压后的钢筋能保证箍筋绑扎质量，易于砼浇筑，并不受连接部位、标高位置的限制，可操作性强，施工速度快。3、新型模板与脚手架应用技术本工程主体内墙模板采用中模体系钢框竹模板，板厚12MM，钢框为3MM厚，50MM宽扁铁制成。模板尺寸分别为600MM2400MM，600MM600MM，600MM1200MM，投入量为6900M2，该模板体系组装灵活，周转次数较多，板面不需打孔，模板支撑选用碗扣式脚手架560T及可调节早拆支撑体系，主楼外架子及电梯井采用爬架爬模工艺，以墙体为着力点，模板提架体，架体提模板，相互爬升，减少了脚手架的用量，确保了施工安全，爬架由一节附墙架及四节工具柱和一节臂支架组成，附墙架利用25螺栓穿墙固定在墙体上作为整个抓架系统的支托。附墙架高2M，每节工具柱高19M，支架臂高07M，整个建筑物共布置88个。外墙模板为4MM厚冷轧钢板拼焊而成，骨架为6和8焊接成型，为确保预应力埋设及张拉，将架体距墙300MM调整为400MM。大模板上加设100MM宽小钢模，便于埋设锚具。为防止涨模现象发生，在每侧墙体中间加设了调节板，以确保墙体位置的准确。本工程外墙模板投入共计700M2，平整度好，板面不易变形，保证了墙体及电梯井的结构尺寸。4、高强砼技术本工程地下室墙，柱及主体墙、柱使用C50砼共计15580M3基础逆施处钢管C60砼。由于使用高强砼大大减少了构件截面尺寸，建筑物实际使用面积大幅度提高。同时也较大减轻了主体自重。5、高效钢筋及预应力砼技术本工程主体楼板筋应用无粘结预应力钢丝束及钢绞线，柱网间距9M9M，板厚230MM，无粘结预应力筋为无粘结预应力钢丝束（1570NMM2）和低松弛预应力钢绞线（1860N/MM2）。预应力钢丝束使用713T，其固定端为挤压锚，张拉端采用XM斜开缝夹片锚具，砼强度达到设计强度75以上方可张拉，钢丝束长度在30M以内的一端张拉，大于30M长度的预应力筋采用两端张拉，在张拉中采用了超长无粘结预应力张拉技术，此技术在施工前先后在中国建研院及二建中心试验室做了锚具组装件静载试验。在百货大楼现场做了超长无粘结预应力筋摩擦损失性能实测试验，在天津建筑科学研究院做了18M无粘结预应力扁梁的结构试验，取得了大量可靠数值，通过了天津市建委组织的科技成果鉴定，张拉后用CGM灌浆材料进行封堵。6、建筑节能技术本工程主体及地下室非承重墙体采用加气砼砌块2429M3，屋面采用水泥聚苯板5300M2，窗及幕墙采用密封胶条。7、粉煤灰综合利用技术本工程共使用粉煤灰7586T，在砼工程中掺入级粉煤灰替代部分水泥，替代率为10，节约了水泥用量。降低了大体积砼的水化热，改善了砼的工作性能，特别是提高了砼超高层泵送的性能。8、建筑防水新技术本工程地下室底板面积4410M2，地下室采用了外柔内刚砼自防水三道防线。正施部分外墙面积4564M2在墙面刷涂聚氨脂肪水层。屋面面积为5300M2，选用三元乙丙防水卷卷材及聚氨脂肪水涂料。防水效果良好，使用三年未发生渗漏。9、现代管理技术及计算机应用本工程应用计算机加强对技术、成本、材料的管理，及其对基坑位移变化、大体积砼测温的管理。项目经理部按照GBT19002ISO9002国际标准及全国质量管理的方法严格进行工程过程控制，较大地提高了工程质量管理水平。10、正、逆施工法的基坑支护技术工程位于繁华商业区，四周店铺林立，距周围建筑物较近。基坑支护采用800MM厚、900MM厚及局部1200MM厚地下连续墙作为基坑支护。根据工程特点将基坑分为正、逆施二部分。即以E轴后浇带为界，靠近原百货大楼为逆施，地下连续墙兼做结构外墙。远离一侧为正施，在正施段设四排预应力土层锚杆，锚杆间距09M，15及20间隔布置。以避免产生群锚现象，锚杆锚固段长175M、自由段自上而下分别为85M、75M、65M、55M，锚杆数量自上而下依次为186根、176根、173根共计703根。设计承载力为417KN，锁定荷载自上而下依次为200KN、100KN、20KN。锚杆注浆采用二次高压劈裂灌浆工艺，从而提高锚固力，增大锚固效果。等待正施段完成至零层板后与逆施段零层板形成支顶，进行逆施段土方开挖，完成6M楼板形成与正施处6M楼板支顶，依次挖至底板完成逆施段施工。逆施垂直支撑为430钢管内灌C60砼。本工程基坑支护为地下连续墙多层锚杆正、逆施工相结合的施工方法。充分利用正施法和逆施法各自的优势，避免各自的缺陷，体现了经济上的实用性、结构上的合理性、工艺上的适用性、技术上的先进性。确保了周围建筑物的安全及施工的顺利进行。三、经济效益与社会效益天津百货大楼扩建工程采用商品砼及散装水泥等十项新技术取得了较好的经济效益及社会效益。1、本工程共应用商品砼5159969M3，其中使用掺加粉煤灰砼151719M3，节约水泥53102T，合资金1471万元。散装水泥与袋装水泥相比节约包装费4644万元，利用砼60天抗压强度节约水泥251吨，合约奖金93万元。砼质量合格率100，提前工期90天。2、采用套筒挤压连接共计66450个接头与绑扎钢筋相比节约钢材2565T，挤压接头试验检查合格率达100，提前工期25天。3、钢框竹模的早拆支撑体系及爬架爬模工艺，同使用小型钢模及钢管扣件脚手架相比节约租赁费5851万元。钢框竹模具有强度高，刚度大、重量轻、组装灵活，周转次数多，不需起吊设备，板面不需打孔。爬架爬模安全可靠，通过附墙架，使模板与架体交替爬升，可操作性强，无需塔吊，施工速度快等特点。4、采用C50砼15580M3，C40砼60M3，该项技术可减小构件截面尺寸，增加使用面积达530M3，为建设单位节约资金100万元，提高了建筑物的耐久性，增加了结构的刚度减轻了建筑物的自重。5、使用无粘结预应力钢丝束713T，而钢丝束抗拉强度值相当于级钢的34倍，通过使用预应力钢丝束可节约钢材3825T，折合资金11475万元，降低了梁板砼的折算厚度，节约砼1856M3。合资金66816万元，加快了模板的周转，减少租赁费9375万元，操作方便，内外空间组合好，提高了商场的使用功能，延长了砼结构耐久年限，增大使用面积，降低了建筑物层高，每层降低约50CM，共计145M。6、建筑物主体及地下室非承重墙体采用加气砼砌块共计2429M3，屋面采用水泥聚苯板5300M2，窗及幕墙采用密封胶封堵。冬期施工采用综合蓄热法施工减轻了建筑物自重，节约了能源。7、采用双掺技术，利用级粉煤灰替代水泥用量，共使用粉煤灰7586T，替代水泥后节约水泥53102T，合资金1471万元。利用粉煤灰降低了砼的水泥水化热，改善了砼的工作性能，提高了工程质量，节约了能源。8、地下室采用内柔外刚、砼自防水的三道防水施工方法，在后浇带及施工缝处采用XZ32230型橡胶止水带和BW91型止水条确保了142M深地下室无渗漏现象。9、运用GBT19002ISO9002国际标准及全面质量管理的方法，促进和提高了工程的质量管理水平，对工程质量的保证，改善投资环境都起到了积极的作用。10、基坑支护经科学论证后优先选用了地下连续墙多层锚杆深基坑支护正逆施结合的施工方法，该项技术体现了经济上实用性，结构上合理性，工艺上先进性，技术质量上可靠性，具有较高的社会效益和经济效益，该方法地上、地下同时施工，交叉作业，大大缩短了施工工期，与全逆施相比提前工期65天提高经济效益达8027万元。为实现百货大楼工程总工期目标和质量目标，我们针对工程特点在施工中采取科学的施工组织措施，积极开展科技攻关，大力推广应用新技术、新材料、新工艺，取得较好的成绩，既提高了工程质量，缩短了工期，又增进了企业的经济效益和社会效益。本工程根据项目统计，基础工期比合同工期提前65天，主体工程待复工后比合同工期提前45天，节约钢材639T、水泥78202T，节约劳动工日18740个。施工质量达到优良，得到建设单位监理公司及天津市领导的高度赞誉，综合经济效益达506171万元，（见附表）。四、体会与建议天津百货大楼扩建工程被建设部确定为首批全国建筑业新技术应用示范工程，利用这次机遇，我们充分发挥广大科技人员和职工的聪明才智，系统地、有计划地实施了一系列新技术，取得可喜的成果。1、推广应用新技术是一项利国家，利企业跨世纪的举措，对推动技术进步，加速科技成果转化为生产力，提高建筑业的整体技术水平，起到了十分重要的作用。施工企业通过新技术的应用，积累经验，从而促进企业的自身发展。通过推广应用新技术，锻炼了一批人才，极大地提高了职工队伍的整体素质，进一步提高了综合施工生产能力，使企业形成了钻研科技知识，人人争当科技先锋的良好风气。2、新技术推广应用要以工程项目为载体，针对工程实际和市场规律认真做好可行性分析，并根据审定的组织设计方案，认真作好应用项目的应用计划，并逐项落实好资源和责任人。并在实施中溶入过程控制方法，发现问题及时解决，齐心协力抓好落实工作。3、新技术推广过程中离不开建设单位、设计单位、监理单位的大力支持与密切合作应用时作好沟通工作，达成一致，形成合力，新技术应用才能真正及时落实。4、应用新技术应向传统落后的工艺、方法挑战。在施工中积极采用新技术、新工艺、新材料，是培养高素质技术人员的有效途径。5、推广应用新技术必须有企业领导的重视、支持与上级主管部门和基层配合，并且引入全面质量管理的方法才能取得突出的效果。百货大楼QC小组发表了发挥新技术优势，攻克百货大楼工程基坑支护难关获国家级优秀QC小组成果奖。6、本工程作为首批“全国建筑业新技术应用示范工程“在两年多的实践中，我们深深体会到“科学技术是第一生产力“，是企业提高市场竞争能力，生存和发展的重要支柱。我们准备进一步加大推广应用力度，为促进企业的技术进步，新技术的推广应用再上一新台阶，为振兴建筑业作出新的贡献。百货大楼工程推广新技术应用一览表序号推广项目名称应用部位应用数量直接效益社会效益1商品砼和散装水泥的应用技术基础、主体5159968M393万元节约包装费4644万元2粗直径钢筋连接技术（套管挤压边接）基础、主体66450个节约钢材2565T3新型模板及脚手架应用新技术钢框竹模、主体碗扣式脚手架、主体早拆体系、主体爬模、主体6900M2560T13800个700M21492万元1875万元2484万元4高强砼技术基础、主体15580