叶浩文，北京大学《建筑业创新发展领军人才研修班》导师。

一、工程概况

广州周大福金融中心工程（广州东塔）位于珠江大道东侧、冼村路西侧，北望花城大道，南邻广州市图书馆，是集商场、商业用房、办公、公寓式住宅及五星级酒店于一体的综合性超大型建筑，是华南地区在建超高层之一(工程全景如图8.14.1所示)。广州周大福金融中心工程主塔楼地上层，地下5层，建筑高度为m，裙楼地上9层，地下5层，建筑高度为60m。本工程总占地面积为㎡，总建筑面积为50.77万㎡（地上40.43万㎡，地下10.34万㎡），建筑使用年限为年，耐火等级为1级，建筑类别为1类，人防等级为6级。工程全景如图8.14.2所示。

本工程结构设计使用年限为年，设计耐久性为年，建筑结构安全等级为一级，建筑抗震设防分类为乙类，抗震设防烈度为7度，地基基础设计等级为甲级，基础设计安全等级为一级。

图8.14.1广州周大福金融中心俯视效果图

图8.14.2广州周大福金融中心立面图

二、一体化建造技术与创新

1.5D-BIM技术的研发与应用

目前，国内外BIM技术应用点大部分停留在3D可视化施工指导、碰撞检查，方案优化、算量等单点或多点技术应用上，各个应用点关联性不强，无法高效协同工作。如何将BIM技术落地，融合到建造管理中是一项需要积极探索的新课题。

结合广州东塔项目开发研究BIM技术并得到成功应用，建立统一的土建、钢构、机电等建模规则，使各专业建筑信息小模型能够整合成一个大的建筑信息模型平台，并应用于工程项目管理。创新以下三方面原则：（1）制定统一的建模原点设置和坐标系；（2）标准化命名规则、构件定义方式等；（3）给每个构件赋予“栋号、楼层、专业”等属性。

通过BIM信息平台共享海量信息数据，实现设计优化及变更管理、节点优化、进度管理、工作面管理、多专业碰撞检查、合同文档管理、运维管理等，提高工程总包管理细度。

根据工效定额库及模型工程量等信息，按照所需的人、材、机的数量或工期要求，自动编制实施性更强的施工计划。通过施工记录的实际工程进度与计划进行对比，设置各个工序及配套工作的进度预警，实现进度的有效管理。

自动计算导出工程量，将国家或企业定额挂接到BIM模型中，达到工程成本测算及管控的目标。通过BIM手段实现工程的三算对比、成本穿透分析、方案成本优化比选等。通过BIM技术应用实现5D虚拟建造，增强对现场的进度、成本管理。通过中央数据库进行总控分析管理，建立工效库及定额库。

进度计划与三维模型的分层级关联（结合合同约定、实现材料采购、加工制作、进场验收、现场安装等状态变化的显示）（如图8.14.3所示）；施工作业顺序逻辑关系的预警；工作面状态查询（各工作面现有施工队伍、已完作业、正在作业内容及进度、前置后续任务、安全防护状态、垂直运输分配、临时水电设施、平面动态管理等）；所有版本图纸的梳理（图纸及变更档案管理，并与模型实时关联，各专业平面图纸与三维模型的实时交互、变更录入后相关进度及成本影响信息预警）（如图8.14.4所示）；主合同及分包合同条款分解并与模型对应，自动计算工程量及专业软件计算工程量信息的关联，跟进度关联的成本及收支信息的实时汇总与预警（如图8.14.5所示）；施工工艺模拟及碰撞检查（机电管线、设备、实体结构、幕墙、装修等）（如图8.14.6所示）；关联构件的查询功能，便于后期维修及运营查询（暗埋构件和易损构件相关信息）。

2.敏感复杂环境下百层高楼超深超大基坑拟合设计施工一体的成套技术

工程北面紧邻地铁（最近仅15米），东面紧邻两个在建深基坑，南面紧邻图书馆地下室，西面紧邻地下空间，地下空间结构的支护体系侵入项目买地红线，地下空间与深大基坑间土体内埋设大量市政管线（煤气管道、电缆、给排水管），项目周围环境极为复杂（如图8.14.7所示）。

图8.14.7广州周大福金融中心工程平面图

充分利用A区北侧地下空间老桩，采用复合桩支护形式，解决深基坑支护及土方开挖施工对地铁运营的影响；利用桁架式内支撑体系，解决东邻在建深基坑、北邻地下空间及地铁5号线、西邻地下空间问题，保证自身基坑安全稳定。充分利用相邻地块支护桩，采用“放坡+拉板+相邻地块支护桩”方法，解决狭长形基坑出土难度大，开挖进度慢的难题；研究应用直径的侧旋喷锚索，解决相邻地块间距小，地质条件差，普通锚索锚固长度和锚固力不足的问题；充分利用西侧原有支护桩，采用拉板支护方式，解决无法采用桩锚支护形式问题，加快基坑及地下结构施工进度。

3.百层高楼低位支撑高位平台智能顶模系统刚度提升及升级研发应用

顶模系统已经成功在多个超高层建筑（广州西塔工程、深圳京基工程）中成功应用，在施工速度、安全性能、工程质量、适用范围、使用成本等方面效果显著，建筑行业的发展、新型材料的出现，为此广州周大福金融中心工程管理团队总结应用顶模成功的经验，结合工程本身的结构特点及现场施工的需求对顶模进行了部分优化。

（1）少穿墙上下对锁模板刚度提高技术

针对核心筒双层劲性钢板剪力墙的工程特点，设计一种带桁架背楞的新型大钢模板，模板只设上、中、下三道螺杆，最大限度减少对拉螺杆的数量，并在模板侧面设有对拉螺杆孔，各钢模板采用螺栓连接，各钢模板连接处设有夹具式连接件，连接件通过销子固定各钢模板，并在大钢模板中设置穿墙对拉孔，由于外墙大钢模板采用的是桁架式背楞的形式，最下部一道对拉螺杆处于混凝土施工缝以下mm，对拉螺杆通过与劲性钢板墙上预留的钢筋及套筒连接形成上下对锁大钢模板，该设计结构简单、强度大，安装或拆卸方便，它既能有效提高钢模板本身强度，又能大大减少对拉杆数量，这种设计方案不仅实用，而且经济性好。（如图8.14.8所示）

1)工具式挂架

本工程针对普通的挂架吊装完成后进行拼装且高空作业危险性较大的情况，优化设计了工具化、标准化、集成化一体的工具式挂架，该挂架设计为标准化单元体，通过地面整体拼装、单元体整体吊装，通过螺栓和销轴进行连接，并可通过设在顶模系统平台下玄杆下方的轨道内外滑动，以适应所施工墙体截面变化，实现了顶模系统挂架的工具化生产和拼装（图8.14.9所示）。

2)顶模系统抗侧力装置

顶升系统利用长行程顶升油缸的活塞式运动将钢桁架工作平台整体向上顶升。在施工过程和顶模顶升过程中，顶模钢平台系统以及挂架系统承受风力水平荷载作用直接传递给墙体，而部分水平荷载将通过顶升钢柱、活塞杆、支撑大梁传递给牛腿，并通过牛腿传递给结构，导致顶模侧向位移增大。

针对上述问题，设计一种防止顶模抗侧力装置，可通过抗侧力装置承载顶升系统在风作用下产生的水平荷载，让活塞杆免受水平荷载的作用（如图8.14.10所示）。

3)顶模喷淋养护系统

对于常规的混凝土养护方法，有养护用水量大，养护质量不易控制，养护人工成本高等一系列问题，针对常规的混凝土养护方法，本工程设置一套顶模喷淋养护系统，保证现场的施工工期和施工质量（如图8.14.11所示）。

4)可视化监控系统

由于顶模顶升过程有很多细节需要注意，发现异常需要及时处理，为解决顶模顶升过程中的实时动态管理，本工程管理团队设计顶模的同时优化设计了这套可视化监控系统，便于管理和指挥顶模顶升中的全过程记录，工程核心筒为9个矩形筒，为保证顶模的顺利顶升，实时监控顶模的全过程，在上支撑箱梁和下支撑箱梁上部各安装2个监控，共安装16个监控摄像头，监控顶模顶升过程中人员操作的过程和支撑梁牛腿的变化过程，保证顶模平台的顺利顶升（如图8.14.12所示）。

本工程通过以上对顶模系统的优化设计，目前已顺利完成顶模系统全部顶升作业，同时，本工程对塔楼结构进行了优化设计，在公寓及酒店区域3.5米标准层高条件下，完成了4.5米/次的顶升设计，免除顶模支撑柱改造，并减少8次顶升作业，节省工期共计约30天。

三、经济与社会效益

本项目荣获中国建筑业协会“BIM系统研发与应用成果”一等奖；中国建筑股份有限公司首届“工程建设BIM应用大赛”一等奖；成功研发C绿色多功能混凝土并泵送至m以上；以该项目部分技术为支撑的《百层高楼结构关键建造技术创新与应用》荣获年国家科学技术进步二等奖。

本项目形成了自密实、自养护、低热、低收缩、保塑耐久混凝土的制法（ZL.0）等专利，并在工程中加以实施，取得了极高的社会经济效益。

文章来源：《一体化建造》、建筑荟