CCTV技术创新与创效在特大型工程中的体现(改)

1、技术创新与创效在央视底板施工中的体现作者：中央电视台新台址A标段项目经理部杨晓毅随着世界范围内建筑市场一体化进程的发展，国内外优秀建筑企业在更大范围内展开更为激烈的市场竞争。面对挑战，企业不仅要建立健全“EPC总承包管理模式，还要在此模式下充分发挥技术创新与创效能力，把资源最佳配置结合在工程项目上，才可真正实现质量与效益、工期与效益、成本与效益的完美统一。对于中央电视台新台址这座造型独特的特大型建筑，技术管理工作已不再是简单地执行国家标准规范对技术方案实施指导，而是有了更深层次的研究和挖掘。项目技术工作中出现了大量无先例、无标准规范规定的研究课题，技术工作难度大而且标准高。鉴于中央电视台新台址

2、项目技术难点多，在解决一些关键性技术难题的时候，技术人员本着安全可靠、经济适用、便于操作的原则，慎重制定专项施工方案，取得了一些经验和成绩。下面就技术创新与创效在央视底板施工中的体现进行论述一央视底板施工存在的难题难题1底板大体积混凝土施工CCTV主楼基坑南北长292.7m,东西宽219.7m。根据结构特点，设计将整个底板用后浇带划分为16块，各块大小、厚度不一。尤其以两座塔楼的底板体量巨大，厚度超厚，钢筋特殊。其中塔楼1底板面积为6824m2,一次浇筑混凝土量超过39000m3,详见（图1）;塔楼2底板面积5477m2,一次浇筑混凝土量也超过33000m3。图1塔1基底标高及筏板厚度示意图难

3、题2超规范HRB400-50钢筋的应用央视塔楼区筏板底铁为27层HRB400级50200400钢筋网片，该钢筋是国内首次使用。且沿底板厚度方向每1500mm设置双向HRB335级25200钢筋网片，上铁为23层HRB400级50200400钢筋网片，详见（图2）。图2主楼区底板典型截面配筋图难题3埋入式钢柱的安装央视地下室13根埋入式钢柱分布在塔楼1和塔楼2的外侧，钢柱编号为C1、C2、C6、C7、C37、C38、C42、C43、C44、C77、C84、C85、C97,其中C77有预应力锚栓。埋入式钢柱的材质为Q390D,埋入式钢柱柱脚柱底筏板顶面标高为-16.500m,最重钢柱为C77,约8

4、0t。13根埋入式钢柱除C7、C37为单向倾斜6。外其余均为双向倾斜6。（图3）。UmH-3Jnn甘T-r !nn:H:ri-i 1 三 HneH-TH- 干 A»1 Arl.口口D 科工，J-+4一» f -If - J JIB4 rtjl*J Jid-埋入式钢柱脚分布图图3二央视底板施工的技术创新（一）HRB400-50钢筋制作由于本工程的HRB400级50mm钢筋为国内首次使用，在50mm钢筋的放样、加工及绑扎过程中，有一些前所未有的技术难题。1、HRB400级50mm钢筋原材取样在钢筋原材取样方面，共使用了HRB400级50钢筋近2万吨，50mm钢筋单根重量很大，原

5、材试验数量多，而且每次试验费用也很高。现场在积累了80组原材复试的试验数据的基础上，组织相关领域专家进行技术论证，将HRB400级50钢筋原材检验批由规范要求的60吨扩大至220吨，减少试验费。2、HRB400级50mm钢筋切断在两个塔楼的底板施工中，60天的时间内共需加工50钢筋直螺纹接头8万个，切削断面有16万个。根据直螺纹加工的要求，钢筋在套丝时需保持端面平直。普通直径的钢筋在进行直螺纹套丝前一般采用砂轮机进行切割，去除端头不符合直螺纹加工要求的部分，而HRB400级50钢筋由于其直径大、强度高，用砂轮机切割对锯片损耗非常大，且加工速度很慢，施工进度上和经济上难以承受。所以，在切割50钢

6、筋时，我们引入了带锯切割机。图4:钢筋带锯切割机使用钢筋带锯机进行切割有以下几个优点:（1）该切割机在切割钢筋时可自动喷出切割液，以避免钢筋局部温度过高造成损伤。（2）切割速度快。钢筋带锯机一次可同时切割4根50钢筋，切割时间约1.5分钟，（如果用砂轮机，切割一个端头大约需要4560分钟，每切割一次需更换一个锯片）加上备料、运输的时间，每切割4根钢筋（每根钢筋两个端头）需要的时间约为5分钟。这样每两台带锯机每个台班（按8小时计，实际每天加工15小时，两天更换1根带锯条）可以切割50钢筋380头以上。钢筋带锯机一般每两台为一组使用，以方便钢筋两头切割。加工费用对照表设备名称设备需求量设备单价材料

7、损耗/头人工费/日总加工费带锯机41.5力兀0.125元320元9.92万无齿锯1331200元7.5元1.06万元199.56万（加工按照每天15小时，人工每日15小时80元计算）由此可见，采用带锯机进行接头加工，经济效益和工期效益十分明显。（二）底板支撑设计由于“EPC工程总承包管理最大的特点是拥有自行的深化设计能力，因此，央视大量的深化设计是由项目技术部完成的。在央视塔楼区域底板，其厚度为4.50010.900m,上铁钢筋由23层HRB400级50200400钢筋网片组成，每平方米面积内最大钢筋重量为504kg（常规底板一般为57.6kg）。施工过程中，现场的钢筋半成品可能在局部成捆堆放

8、，大大增加局部重量。在这样一个特殊的底板面前，常规的钢筋支撑作法都无法满足要求，为了保证塔楼底板上层钢筋绑扎顺利施工，满足安全性要求，同时又不致造成过大的浪费，经过项目技术部反复研究，认为采取型钢支撑架支撑体系是合理、安全的选择。钢支撑架体系设计：钢梁选用8,型钢柱选用101800,连接采用E43XX型焊条的手工焊。沿底板厚部方向设置L50角钢将每4个型刚柱连接成一个整体，以提高钢筋支撑的稳定性。另外，为保证钢筋支撑体系的侧向稳定，双向设置HRB335级147200的斜向拉筋。图5塔楼区上部钢筋支撑体系图在设计过程中考虑L50角钢与层间温度钢筋网片绑扎后能够提供较大的水平刚度，起到框架结构中梁

9、板的作用，L50角钢将竖向支撑划分成每1.5m一个计算单元，因此将计算长度变为1.5m,最不利段为底部1.5m区段（一端固定、一端自由）。塔楼底板底面钢筋保护层厚度为100mm,底板下层典型配筋为HRB400级50200400双向7层布置，厚度达到1100mm,同时考虑50钢筋自身刚度非常大，因此将型钢架支撑上提到底板下层钢筋网片的顶面，减少型钢用量。同时为保证10槽钢稳定，在支撑底部设置长350mm的L75X5短钢梁搭在钢筋网片上。was图6塔楼钢筋支撑架底部连接示意图在支撑体系顶部钢梁设计中，考虑50钢筋自身刚度大的特点，要求钢梁与上铁底部钢筋绑扎，使50钢筋也能起到一定作用，因此在钢梁内

10、力计算中，应力值达到了允许应力的95%,以缩小型钢截面。由于底板底部高低不一，上部和下部钢筋也有很大变化，因此所有竖向钢筋支撑高低不同，为严格控制型钢用量，绘制支撑平面布置图和支撑高度表，使支撑的实际用量与方案设计用量保持一致。随钢筋绑扎的进行，项目部对支撑体系进行了追踪监控，未观察到有钢柱或钢梁出现翘曲和明显变形，即便局部施工荷载集中处，例如HRB400级50钢筋成捆堆放处，也未出现任何异常现象。钢筋全部绑扎完成后，为检验混凝土浇筑过程的安全性，在浇筑开始前，又在钢筋网片上进行了堆载试验，堆载重量远大于施工过程中可能发生的施工荷载，试验结果表明现场钢筋支撑体系是足够安全的。随后进行的混凝土浇

11、筑工作顺利完成，也证明了现场钢筋支撑的体系选择和计算假设符合现场实际情况，保证了底板施工的安全。在底板钢筋支撑的设计过程中，通过上述各项措施将技术工作的做精做细，型钢支撑的使用量与投标时计算量节约了一定数量钢材。（三）十三根埋入式钢柱吊装从吊装构件分布情况看，塔楼1构件分布在基坑内偏北和偏西区域，距基槽边有5060m的距离，因此只能在基坑内吊装，另外基底高低错台多，塔楼1与周边未开挖区域高差达到8000mm以上，对构件的吊装、运输都造成很大的难度；塔楼2构件分布在基坑东侧，虽然构件吊装、运输相对难度较小，但吊装时由于附加荷载很大对基坑边坡安全性影响较大。由于13根埋入式钢柱比较分散，选用汽车吊

12、对埋入式钢柱进行吊装比较合理，根据13根埋入式钢柱的重量，同时根据地下室基坑垫层施工时现场的道路情况，选用450t全液压汽车起重机进行地下室埋入式钢柱的吊装。塔12埋入式钢柱吊装时，对于在东侧边坡450t汽车吊站位对于21m的深基坑的影响，450t汽车吊站位位置的最大压力为17.4t/m2,根据汽车吊支腿与护坡桩边的距离9m,按照45°放坡进行计算，在9m深位置的压力不足1t/m2,此处护坡的承载应力为4t/m2,满足安全要求。由于以前此区域为工业厂房，地下障碍物不明，为防止在吊装站位区域下部有防空洞或其它管线，在450t汽车吊站位位置进行雷达探测。同时，在东侧的护坡上布置4个测量观

13、测点，检测吊装过程中基坑变形。图7C43钢柱脚吊装工况最终实际吊装过程中边坡最大位移7mm,吊装完成后边坡最大位移5mm,边坡最终永久变形位移为3mm,未对边坡安全造成任何影响。C10素塔1if1北侧6根埋入式钢柱吊装时，450t汽车吊站位为前期土方单位试桩超挖区域，此区域需进行地基处理，同时地基处理为合同外内容属于新增工程量通过与业主和设计协商采用混凝土回填。这样处理后不仅免去后期钢柱吊装站位区域的加固，同时费用还全部由业主方承担,节省了边坡和地基加固费用。整个吊装过程以塔楼1的C77吊装工况最不利，该柱脚重量大、距离基坑边较远，吊装难度非常大。450t汽车吊必须距离构件就位位置15m以内才

14、能吊装，支腿中心尺寸为8.9X8.7m,吊装时汽车吊尾部面向钢柱就位位置，汽车吊带配重约245t,在吊装钢柱时支腿最大荷载约335t,每37.2t/m2,同时此区域边坡个支腿下受力面积9m2,在最不利工况下一个支腿受力，地面承载力为高差8.2m。向多家地基施工单位咨询，均表示无法进行边坡加固保证吊装，只有选择搭建临时钢平台，搭设钢平台的花费预计在25万30万之间。C77钢柱吊装站位图最终通过技术部内部讨论集思广益，采用预留塔I内部分土方，并将正式工程桩接高，面层150mm厚C10混凝土硬化形成吊装平台方法，同时采取砌筑挡土墙并严格夯填、与后部稳固拉接等措施，为C77钢柱脚的顺利吊装提供了一个安

15、全实用的平台，为钢结构吊装第一个难题的解决奠定了坚实的基础。此种方式处理费用有大幅节省。Q。,3雅C77钢柱吊装加固图图9;1r.:划（四）底板混凝土施工由于央视塔楼基础底板厚度局部达10.9m，且有大面积厚度为6m和7m的部位，项目所有参战人员，包括所有的搅拌站都没有类似的施工经验，能否将超大体积的混凝土浇注成功，确定混凝土的配合比是第一个先决条件，这是对项目技术工作的又一个考验。在进行超大体积混凝土配合比设计过程中，央视技术部积极与国内著名专家取得联系，多方听取各位专家在大体积混凝土配合比设计时的意见和建议，在此基础上，设计了一系列的试验方法，对混凝土的抗压强度、抗渗性能、膨胀（收缩）性能

16、、绝热温升等进行了一系列的试验，最后，通过组织专家论证，确定了底板大体积混凝土的基准配合比。底板混凝土配合比试验过程中，针对设计图纸要求在底板混凝土掺加膨胀剂的要求，设计试验方法，用试验数据取消了膨胀剂，节省工程造价；最终确定大掺量粉煤灰的配合比，I级粉煤灰替代水泥用量达到49（目前规范要求替代量不允许超过30），相对以前的大体积混凝土配合比每方混凝土价差达到16元。在已浇注的底板混凝土中，经实际测温，底板内部的最高温度为超过61°，加上现场的及时保温养护，完全能够满足混凝土抗裂要求。在塔楼底板混凝土浇筑方案编制过程中，从配合比的调整、搅拌站的重新考察确认、浇筑过程的施工组织、车辆停靠区域的规划、泵管接拆时间的安排、管理及操作人员数量、分工、各项应急措施等都编制了详尽的措施，为使该方案能够在施工中得到贯彻执行，在编制方案时绘制了大量的三维图，使方案更加生动形象，清晰易懂。最终确保两个塔楼底板的顺利浇筑，塔楼2用时52小时，完成3.3万方浇筑，浇筑速度为630方/小时；塔楼1用时54小时，完成3.9万方浇筑，浇筑速度为720方/小时，最高峰时浇筑速度达到850方/小时。在