北京西客站北讓房及綜合樓工程建筑新技術應用情況

北京西客站北讓房及綜合樓工程建筑新技術應用情況一、工程概況北京西客站工程是國家“八、五“期間的重點建設項目，是由鐵道部和北京市共同投資興建的現(xiàn)代化大型鐵路客站，位于北京市西南蓮花池畔，距市中心67KM，包括站區(qū)、鐵路、市政配套工程三大部分。站區(qū)工程由北站房及綜合樓工程、南站房、高架候車廳三部分組成，建筑面積50萬M2。北站房及綜合樓工程（以下簡稱北站房）建筑面積31萬M2，是西站工程的核心及重點工程，由北京市建筑設計研究院設計，北京建工集團總公司施工總承包，集團所屬一、三、七，設備安裝公司、機械施工公司為施工分包。質量監(jiān)督管理單位為市質量監(jiān)督總站西站小組、華建工程監(jiān)理公司、華城監(jiān)理公司、五環(huán)建設監(jiān)理公司。北站房建筑分為7個設計段主樓（段）、東、西方體（、段）、東、西附樓（段）、東、西配樓（、），以及地下車庫（IA、A、A、段）。東西長740M，南北102M，基底最深處為186M，最高點為主樓寶頂處達102M，以羊坊店路中軸線為中心基本對稱向東西兩翼展開，平面呈“U“型。本工程體量巨大，在建筑藝術處理上是以各類仿古亭、廊、頂的屋面，與以干掛石材、采光玻璃、仿石面磚裝飾的墻面相結合，來體現(xiàn)民族風格與時代精神的統(tǒng)一，凸現(xiàn)首都新大門的建筑主題。站房內除具備鐵路售票、行包、候車、辦公、行車指揮等必設功能外，還集商業(yè)服務、餐飲、郵電、住宿、娛樂等功能于一身，是一座超大型現(xiàn)代化的鐵路客運中心。本工程地震設防烈度為8度，類場地土，全部采用天然地基。結構體系見下表北站房及綜合樓主體結構概況設計分段各段名稱地上部分建筑面積（M2）地上層數結構類型各段高度（M）非標準層高M標準層高（M）首層絕對標高（M）主樓（）6385315框支剪力墻10279800700324816東方體（）1302111框架剪力墻4430500480304805西方體（）1305611框架剪力墻4430500480304805東附樓（）219198框架剪力墻框支剪力墻3166510490304790西附樓（）206138框架剪力墻框支剪力墻3166510490304790東配樓（）2622512框架剪力墻4747510490334790西配樓（）2632612框架剪力墻4747510490334790北站房及綜合樓工程在設計施工中有以下幾方面特點1、基礎工程設計全部為天然地基，基礎平面尺寸7386M1022M，有多種基礎類型，如獨立柱基、筏基、箱基等。持力層土質不均勻，地耐力從180KPA400KPA不等。地鐵折返線為四線多跨度變斷面隧道箱型結構，地鐵在南北站房及站臺底下穿過。北站房中央大廳及地下車庫的柱子支承于地鐵頂板，軸向力達1500噸。地鐵埋深為1860M，寬度為412M，（3080M。地下結構及主體結構變形縫的設置均超過規(guī)范要求，要解決結構超長變形收縮及不均勻沉降的多種防裂抗?jié)B問題。2、本工程結構體系以鋼筋混凝土結構為主，主要為框剪、框支剪力墻結構。樓板體系有四種現(xiàn)澆鋼筋混凝土平板、雙向密肋樓板、雙鋼筋預應力疊合板、無粘結預應力梁板等結構斷面有圓柱形（800、1200MM）、方柱（10001000MM、12001200MM）、橢（C50、C60）混凝土、無粘結預應力混凝土、勁性鋼柱筒體混凝土、軟骨料混凝土、耐磨骨料防滑混凝土以及大面積、大體積UEA補償收縮混凝土的施工技術。3、鋼結構工程是本工程結構施工的重點和難點。鋼結構工程共有六大部分，其中最突出的是構成主樓“首都大門“的預應力鋼桁架及鋼亭，屬首次應用于大距度（45米跨）重型建筑結構。次之為兩座橫跨東西方體和鐘塔樓間的預應力鋼橋，跨度達578M，寬度895M，高度1215M，氣勢宏偉，象征兩條伸展的巨臂，歡迎八方來客。其三是中央大廳梯形不規(guī)則正放四角錐焊接球網架。如何安全、可靠地將這些巨型鋼結構安裝就位，優(yōu)質高速按期完成任務是施工技術中一大課題。4、北站房及綜合樓工程中的內外裝修工程中有大量的新技術、新藝術、新材料得以實際應用，豐富了建筑施工技術，填補了不少國內空白。主要項目如下（1）磨光花崗巖板干掛工藝及不銹鋼掛件的試制及制作。（2）工業(yè)化生產弧形仿古飾面板替代天然花崗石弧形板，應用于內外墻圓柱和墻面裝飾。（3）室外螺旋形車道化雪裝置的施工技術。（4）萬寶系列條狀伸縮裝置應用于室外車道伸縮縫處。（5）大板玻璃墻（16M24M）無梃懸掛安裝技術。（6）仿石面磚外墻粘貼工藝等。5、北站房工程是多邊工程，處于邊準備、邊設計、邊施工的狀態(tài)，大量前期準備工作，在施工隊伍進場后陸續(xù)進行，難度較大；同時由于參戰(zhàn)單位眾多，場地狹小，四周被圍；另工期十分緊迫，實際工期3年，僅為定額工期594年的一半，因此要盡全力為順利施工創(chuàng)造條件。二、應用新技術情況作為國家“八五“計劃重點建設項目，建設部在工程開工之初，既確定北站房為推廣應用10項新技術的重點工程，1995年5月2日被列為首批“全國建筑業(yè)新技術應用示范工程“。根據建設部的通知要求，在北京西客站工程建設總指揮部的領導下，我們充分發(fā)揮科學技術第一生產力的作用，以建設部要求推廣的10項新技術為重點，努力提高施工中的技術含量，先后共有22項新技術在工程建設中得到了推廣應用，加快了施工速度，確保了工程質量，取得了顯著的經濟社會效益。1、商品混凝土和散裝水泥應用技術北站房在結構施工中共澆注2255萬M3混凝土，其中應用商品混凝土207萬立方米，采用商品混凝土和散裝水泥技術的比例92。實踐證明，應用商品混凝土有效解決了施工場地狹小的難題，并保持良好的作業(yè)環(huán)境；混凝土由攪拌站采用機械投料、自動計量，配合比保證度高，保證了現(xiàn)澆混凝土質量；有利于如基礎工程數千立方米大體積混凝土的連續(xù)澆灌。2、粗鋼筋的連接技術本工程現(xiàn)場綁扎鋼筋共計52萬噸，其中大直徑鋼筋（22MM以上）占41以上。因此，粗鋼筋連接技術是一項重點課題。在設計、監(jiān)理等單位的緊密配合下，我們淘汰了傳統(tǒng)的綁扎搭接，減少了現(xiàn)場用工，確保了鋼筋工程的質量，加快了施工進度，節(jié)約了大量鋼材，與綁扎搭接接頭對比共節(jié)約鋼材9474噸。對鋼筋直徑22MM（含22MM）以上的全部應用各種新型鋼筋接頭，共計224萬個。其中冷擠壓套筒接頭132萬個，錐螺紋接頭近1萬個，電渣壓力焊接頭72萬個，閃光對焊接頭近1萬個。根據新型鋼筋接頭的不同特點，揚長避短，應用于不同的結構部位上。如冷擠壓接頭，適用性廣，水平筋豎向筋均能使用，故在全部基礎底板鋼筋連接中，除部分采用閃光對焊外，全部采用了冷擠壓接頭。在主梁及框架柱上，冷擠壓套筒接頭集中使用在、段，而錐螺紋接頭由于現(xiàn)場連接速度快，用工少，可全天候施工，因此在段主體結構施工中充分發(fā)揮了該技術的特點。在地下車庫及、段的主體結構施工中，柱子主筋的連接接頭全部推廣應用了電渣壓力焊技術，其特點是造價低、操作簡便、接頭質量便于檢查。為克服人工操作所帶來的不穩(wěn)定性，我集團七建公司與北京圳達機電研究所共同研制應用了HZY630全自動豎向鋼筋電渣壓力焊機及焊卡具，該焊機重量輕體積?。刂葡渲?25KG、焊卡具重85KG），操作簡便、焊接速度快，焊接質量優(yōu)良且穩(wěn)定，其成本與手工操作持平。3、新型模板與腳手架應用技術根據設計要求，北站房I及段地下結構為箱基、筏基、及獨立柱基，樓板為現(xiàn)澆板或現(xiàn)澆密肋樓板；地上結構為框架（支）一剪力墻，非標層樓板有雙向密肋板及現(xiàn)澆板，標準層主要是現(xiàn)澆內外墻及頂板，有一部分為現(xiàn)澆框架、頂板及剪力墻結構?，F(xiàn)澆混凝土量為2255立方米，模板面積81萬平方米。在施工中，我們結合各段結構的不同特點，以清水模板為統(tǒng)一要求，采用了靈活多樣的新型模板體，以達到降低成本、加速周轉、加快進度、實現(xiàn)良好的經濟效益和社會效益的最終目的，大力推廣應用了鋼框竹膠模板、玻璃鋼圓柱模板、塑料模殼、塑料面模板等新型模板，總計使用面積21萬平方米，為模板總面積的26；并配合早拆模板體系、小流水段施工等施工工藝，同時采用了碗扣式腳手架及門式多功能腳手架的支撐體系，保證了工程質量，成倍地提高了工效。（1）玻璃鋼圓柱模板的使用北站房工程從地下三層到地上二層有圓柱及特大型橢圓柱共2100多根，其中橢圓柱100余根。圓柱直徑一般為1220米，高4575米，最高達15米左右；橢圓柱長、短軸尺寸18、12米，特大橢圓柱達到27、12米。模板面積近31500平方米。經多種方案比較，為保證圓柱一次成達到清水混凝土的要求，大部分圓柱采用了整層高度兩片組裝的玻璃圓柱模板。實踐證明，這種模板重量輕，拆裝方便，混凝土表面平整光滑，無錯臺，無拼縫，達到了清水混凝土不抹灰的質量要求。這種模板的周轉率一般為20次，最多可達30次。與一般木模包鍍鋅鐵皮圓柱模板比較，每平方米模板可節(jié)省費用5038元，共節(jié)省模板費用1587萬元。（2）塑料模殼、早拆模板支撐體系及小流水段施工工藝的綜合推廣應用北站房地下一、二，地上一、二層樓板及地下車庫、地下商場等部位的樓板，設計要求均為雙向密肋樓板。密肋梁網格共計52000多個，模板面積達75萬平方米，需用模殼規(guī)格有三種11501150400MM；1150300MM；1150850300MM。經過幾種方案反復比較，采用傳統(tǒng)現(xiàn)場制作木質或鐵質模殼，遠遠不能滿足工期緊、質量高的要求，所以決定從玻璃鋼或塑料模殼中進行比較使用。經反復對比，最后決策采用塑料模殼，因其價格低、重量輕、損耗低且廠家能按重量回收利用，僅這一項就可節(jié)約開支1008萬元。為加快模殼的周轉使用，我們采用小流水段及幾種快拆模板支撐體系與模板柱頭及碗扣架子配套使用，在常溫下最快達到23天即可拆模，并總結模殼快拆的施工工藝及技術要點。同時，對在冬季施工中如何保證混凝土強度并達到快拆的要求，總結出了一些行之有效的技術措施。如在A段，上于采用了塑料模殼及小流水段施工，提前工期近一個月，節(jié)約人力物力約30萬元。（3）鋼框竹膠板的定型模板及工具式支撐體系的推廣應用在北站房段4層至12層標準層的內外墻體混凝土澆注中，采用了鋼框竹膠板面定型模板，每塊2至6平方米不等，拼裝方便、操作靈活、板面平整。共制作模板4800平方米，支撐面積達5萬平方米，一般周轉810次。在北站房V段墻體澆注中，近3萬平方米的墻體模板也是采用竹膠板做板面。鋼柱鋼架整面墻的大模板，進行小流水段施工，與此配套，樓板支撐采用的是6米跨鋼制反桁架支撐，滿鋪竹膠板的施工工藝，減少了45的鋼支柱支撐及12的模向龍骨。僅次一項，就比用大鋼模節(jié)約費用21萬元。另外，為保證地鐵及人防清水混凝土的要求，在鋼模板上應用塑料板面，也取得了良好的效果。（4）異型清水模板的推廣應用高架螺旋車道位于北站房北側步行廣場，為東西對稱的正反時針轉向的兩個螺旋型鋼筋混凝土現(xiàn)澆結構，是由相距510米的2個圓心及3個不同半徑展開相連的不規(guī)則螺旋體，兩個螺旋體中心相距188米，二者間由車道及停車平臺相連接。車道及停車平臺結構為寬5米、高12米的雙孔三梁式箱梁，梁的東西兩翼及北邊呈碗裝挑出，且按5坡度曲線變化。為達到清水混凝土的要求，我們按照車道的外形尺寸，圓柱采用定型玻璃鋼模板，箱梁底部使用鋼模板，側面外露部分用大塊竹膠板，碗裝挑板定做了3500平方米的一次性異型鋼模板。一次通過驗收，效果極佳。（5）新型多功能腳手架的應用整個工程采用腳手架管共計3200噸，其中碗扣式多功能腳手架近2000噸，門式架32噸，占腳手架管總量的635。碗扣式腳手架除了使用在外墻圍護外，還應用在結構支模的承重支撐上，以及鋼結構安裝的承重平臺，室內結構臨時加固等方面。尤其是在段北側面高32米、跨度26米、懸空高度2919米的鋼筋混凝土現(xiàn)澆過街樓施工中，采用拱式懸空碗扣腳手架作為支模平臺，鋼管用量60噸，卡扣件2萬個，而采用滿堂紅鋼管扣件腳手架，需鋼管250噸，卡扣10萬個，這樣就節(jié)約一次性投入鋼管190噸，卡扣8萬個，節(jié)約費用120多萬元。4、高強混凝土應用在北站房設計要求使用高強度混凝土的部位主要集中在段中間45米跨主亭兩側的結構承重柱上。自基礎底板（995米）至地上二層（779米），柱子混凝土等級為C60；二層至四頂板（2279米），柱子混凝土等級為C50，用量共計450立方米。配合比由清華大學力學室協(xié)助確定，水泥經為525硅酸鹽水泥，0535碎卵石，中粗砂，適量粉煤灰，NF高效減水劑，塌落度12厘米。另外由于進度需要，主亭兩側結構在標高60米處由C50改為C60，由混凝土泵輸送?？紤]到用量不大且分別澆注，故高強度混凝土采取現(xiàn)場攪拌。為慎重起見，我們首先在現(xiàn)場低標號混凝土柱上用C60配比進行了工藝實驗，獲成功后才進行正式施工。在現(xiàn)場澆注施工中，我們注意抓三個環(huán)節(jié)，即“材質、澆振、養(yǎng)護“，以確保工程質量（1）嚴格控制原材料的各項質量指標水泥生產日期不得超出1個月，砂含泥量應小于20，碎卵石含泥量小于05，針片含量小于10，粉煤灰為標準II級。（2）嚴格控制確保計量準確。保證計量誤差控制在水泥1，粗細骨料2，塌落度2厘米。外加劑施行定量包裝，制成溶液摻入，攪拌時間不得少于150秒，保證混凝土出機溫度在1525。（3）明確專人負責振搗，振搗時間的掌握以振實混凝土表面不再泛漿為止。（4）常溫施工初凝后，及時用麻袋片覆蓋并澆水養(yǎng)護，養(yǎng)護日期不應少于14天。冬季采取綜合蓄熱法養(yǎng)護。5、無粘結預應力混凝土技術的應用北站房I段二層188米跨的主梁以及北廣場兩個大型螺旋型車道的梁板由于跨度大、荷載以及結構截面所限，采用了無粘結預應力筋30多噸。預應力筋為7根5高強鋼筋和152鋼鉸線。由于螺旋車道結構截面特殊，鋼筋及預應力筋密集交錯，并沿圓弧切線排列，增加了施工中的困難。在綁扎成形的施工中，我們本著優(yōu)先保證預應力筋安放位置準確的原則，及時解決預埋錨具、預應力筋與鋼筋排放的矛盾，保證了預應力筋的鋪放和張拉的順利進行，確保施工進度的整體要求。6、建筑防水工程新技術的應用建筑屋、地下結構防水工程是保證工程質量的關鍵分項工程，也是容易出現(xiàn)質量通病的部位。北站房從設計上對防水功能提出了很高的要求，并設置了多道防線。地下防水在設計上采取了剛柔結合、防排結合、以防為主的原則，確保防水功能的可靠。（1）在地鐵預埋工程中，除采用防水混凝土作為結構自防水外，還在底板處采用4毫米厚雙層SBS改性瀝青卷材防水，外墻及頂板采用五涂（25毫米）聚胺酯涂料防水。（2）在地下結構中，主體結構的底板防水層采用了12毫米厚LYX603氯化聚乙烯橡膠卷材防水；地下廣場及地下車庫基礎底板采用了15毫米厚LYX603防水卷材；地下外墻為PCII型15毫米厚聚胺酯防水涂料。（3）屋面防水分兩部分，一部分為上人或不上人屋面，均采用12毫米厚LYX603卷材防水；另一部分為琉璃瓦屋面，其基層采用的是聚胺酯涂料，主要用于主亭及配亭，而在琉璃瓦挑檐部分，采用的是防水膠粉剛性防水水層。（4）地上外墻防水凡有干掛石材的墻面，在結構圍護墻外墻面均采用的是3毫米厚防水膠粉的剛性防水。（5）室內衛(wèi)生間全部采用15毫米厚聚胺酯涂料防水。本工程防水工程共使用氯化聚乙烯橡塑防水卷材152萬平方米，聚胺酯防水涂料42萬平方米，防水膠粉35萬平方米，改性瀝青21萬平方米，由于采用了上述各種新型建筑防水工程材料，徹底告別了瀝青油氈加水烤的陣舊工藝，大大簡化了施工工序，降低了勞動強度，減少了對環(huán)境的污染，提高了施工效率，使防水工程的質量得到了切實保證。7、粉煤灰的應用技術粉煤灰是燃煤電廠排放的工業(yè)固體廢渣，隨著國民經濟的快速發(fā)展，其排放量也逐年遞增，并對環(huán)境造成一定污染。在混凝土中摻加一定數量的粉煤灰以取代部分水泥，不僅節(jié)約了水泥，還可部分解決粉煤灰污染環(huán)境的問題。在北站房施工中，混凝土標號從C10C60不等，粉煤灰摻量為水泥用量的510不等，為充分利用混凝土60天的強度，在結構2255萬立方米的混凝土澆注中，共摻入粉煤灰6000多噸，UEA83噸，不僅提高了混凝土的后期強度，還節(jié)約水泥33825噸，合人民幣100多萬元。8、建筑節(jié)能技術在建筑節(jié)能方面，我們推廣應用了復合聚苯保溫板45萬平方米，作為外墻內保溫材料，在拼縫、粘結等部位進行特殊處理，有效地解決了收縮開裂的通病。在屋面保溫方面，我們采用5070毫米厚的FSG珍珠巖保溫板1000多平方米，提高了保溫性能，且大大減少了覆蓋厚度。另將外墻粘上空心磚改為陶?？招拇u近2000多立方米，有效減少了粘土空新磚的使用。9、聚氯乙烯塑料管的應用技術在段、段的下水管道施工中，推廣應用聚氯乙烯管近5噸，與鑄鐵管件比，造價低、重量輕、耐腐蝕、抗老化、易施工。在螺旋車道供熱管道施工中，采用了KITEC高密度聚乙烯夾鋁復合管12萬平方米，有效地解決了雪后路滑行車危險的問題。10、計算機應用在市場經濟的條件下，企業(yè)的發(fā)展，要依靠科技進步，要有現(xiàn)代化的管理思想，采取現(xiàn)代化的管理手段、方法。而計算機的應用是體現(xiàn)企業(yè)進步的重要標志。在北站房施工中，我們使用計算機進行網絡計劃的編制，以使工期排定的更加科學合理；采用各種繪圖軟件進行加工翻樣、繪制施工方案圖，使施工依據更加準確；保存施工資料以供施工管理、施工技術人員調閱。極大提高了工作效率。除上述新技術的應用外，深基礎施工技術、UEA補償收縮混凝土超長結構施工技術、1800噸鋼結構整體提升施工技術、電梯安裝調試采用預制裝配化施工技術，在北站房施工中得以應用。特別是1800噸鋼門樓整體提升技術，科技含量高，榮獲北京市科技進步一等獎，據此技術編制的工法，已評為國家級工法。三、經濟與社會效益1、經濟效益由于大力推廣應用新技術、新工藝，整個工程共節(jié)約水泥6765噸，鋼材9474噸，節(jié)約資金359萬元，占工程總造價的32、社會效益（1）從人才效益分析，由于我們注意堅持建樓育人的光榮傳統(tǒng)，開工初始即確定了出成果、出經驗、出人才的三重目標、積極引導青年技術管理人員在工程建設實踐中鍛煉，在推廣應用新技術、新材料、新工藝中學習，在不斷總結經驗教訓的過程中提高，一大批中青年技術骨干迅速成長起來，為以后承擔更艱巨的任務準備了人才。（2）由于科學技術的推廣應用，工程建設的工期大為縮短，用三年的時間完成了近六年的建設任務，為緩解北京鐵路客運的緊張狀況，帶動北京西南部的發(fā)展，特別是為京九鐵路貫通，迎接香港回歸創(chuàng)造了有利的社會氣氛和條件。同時，也保證和提高了工程質量。北站房和綜合樓九個施工段在最后的質量驗收中，有七個段（、A、A被評為優(yōu)良品，兩個段為合格品，優(yōu)良面積為全部建筑面積的85。特別是段不僅獲得裝飾長城杯，最近還通過申報國優(yōu)的驗收。（3）從企業(yè)長遠效益上分析，通過工程建設，“科學技術是第一生產力“和“科教興國、興企“的觀念更加深入人心，廣大職工學習、推廣應用新技術、新材料、新工藝的自覺性進一步提高，尊重知識，尊重人才的風氣進一步濃厚，這必將為集團今后的改革發(fā)展注入新的活力。四、體會及建議北京西客站北站房及綜合樓工程新技術應用示范工程于1997年通過建設部的組織的驗收，并被評為金牌示范工程，建工集團總公司被評為推廣應用新技術先進單位。推廣應用新技術工作之所以得到貫徹實施并取得實效，主要領導重視，措施得力，我們的主要做法和措施是1、抓計劃為保證新技術的推廣落實，必須結構具體工程項目制定切實的推廣計劃。從北京西站一開工，工程建設總指揮部就制定了推廣新技術大綱，明確列出新技術推廣項目，提出對近幾年來建筑工程施工中成熟的經過考驗的新技術要積極加以推廣應用，向新技術術要進度、要質量、要效益。建工集團總公司從93年起，在每年的集團科技推廣計劃上，都將西站的新技術推廣列在計劃的首位，并對每項內容提出了具體要求。根據總指及總公司的年度計劃，和總公司領導關于爭創(chuàng)“速度、質量、技術“三個一流的要求，總公司西站工程經理部會同參戰(zhàn)的各公司項目經理部，具體制定了新技術推廣應用的實施計劃，并且分發(fā)到各個公司經理部予以落實。各公司項目經理部也分別制定相應的落實計劃，做到了認識明確、目標具體，措施務實。2、抓方案在新技術推廣應用中，我們注意做到每個推廣項目在實施前，都編制出具體的實施方案，落實責任人。多種方案要有可行性比較，經專項討論后，由各公司項目經理部總工負責審批，報總公司工程經理部備案，其中部分方案需總公司經理部審批后貫徹執(zhí)行。在制定方案的同時，對一些原材料、機具以及生產廠家進行必要的調查、資審、比資比價。3、抓培訓有了切實可行的方案，還要有具備相應素質的管理及操作人員。我們注意抓好操作人員的技術交底、技術