“中国之巅”看工匠精神：揭秘中国第一高楼不为人知的世界级“绝活”

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新华网上海４月２８日电（记者陆文军）２７日，中国第一高楼“上海中心”正式揭幕，盘旋而上的１２７层建筑高达６３２米，直插云霄成为“中国之巅”，完成了许多世界建筑史上“不可能的任务”，极致体现了当代中国“工匠精神”。

“上海中心”是中国首次挑战６００米以上的建筑，也是全球首次在软土地基上建近百万吨的单体建筑，更是世界首次在超高层安装１４万平方米的柔性幕墙。

“上海中心”总经理顾建平说，一个个世界首创背后就是一项项世界级建筑难题，“上海中心”毅然选择了自主创新之路，由中国工程团队攻克难关，掌握自主知识产权，是当代工匠精神的结晶。

“豆腐土”上如何让百万吨摩天楼“把根留住”？

位于长江口冲击平原的上海拥有２８０多米的松软土壤，对建造超高层建筑来说，这样的地质条件，简直是“噩梦”。

“世界上尚无软土地基上建造６００米以上建筑的先例，‘上海中心’最先要解决的关键性难题是桩基。”中国工程勘察设计大师顾国荣说，要解决“豆腐土上也能建高楼”的问题，目前通行的方法是：打入桩基，然后浇筑钢筋混凝土底板，再在上面建造大楼。“但‘上海中心’重量接近７０个埃菲尔铁塔，传统桩基难以承载。”

“‘上海中心’所处的陆家嘴高楼密集，不具备打桩条件。”上海建工集团“上海中心”项目总工程师龚剑介绍，首先，大量的超长钢管桩施工将对邻近的超高层建筑基础带来结构性破坏；其次，打桩产生将巨大震动、嘈声和污染物排放；第三，为保障安全而采取的措施，将增加建设成本，拉长工期。

“把根留住”的世界级难题，没有难住建设者。最终“上海中心”创新使用了“钻孔灌注桩”。通过机械在地基上钻出孔，放入钢筋笼，最后灌注混凝土形成基桩，和打桩相比，这些工作几乎悄无声息。目前已成为一种成熟的绿色桩基施工技术，而且相对于钢管桩，建设成本将至少节约２亿，工期缩短一半。

然而，常规钻孔灌注桩的设计承载力，一般在６００吨左右，极限承载力也不过８００吨，但“上海中心”每根桩的承载力至少要达到１０００吨才能扛起近百万吨的楼体。

通过中国技术团队的自主创新，终于找到了一个解决办法——后注浆钻孔灌注桩，预先在钢筋笼的底部和侧面埋设三根注浆管，在常规的混凝土桩基半干后，进行高压注浆，一根桩的极限承载力从８００吨提升到３１００吨，而且质量更稳定，将“上海中心”稳稳擎起。

核心ＣＢＤ如何诞生４．８个“地下足球场”？

万丈高楼平地起，“上海中心”的地下工程又是一项世界级的难题。为了防止建筑被外力“拔”倒，６３２米高的“上海中心”地下室至少深３０米，地下总面积达１６．４万平方米。这意味着，“上海中心”将挖出目前超高层建筑中规模最大（相当于４．８个足球场）、深度最深（最深挖土深度达３２米）的巨型深基坑。

然而，位于小陆家嘴核心区的“上海中心”工地四周超高楼林立，地下复杂管线密布。如果不采取合理的基坑施工方法，可能造成灾难性的后果——路面沉降、周围建筑沉降、毁坏水道、管线破裂……

“上海中心”把地下工程的“４．８个足球场”分成两部分——中间“１．６个足球场”大的主楼地下室先挖基坑，从下往上顺做，优先保障主楼的主体建造；外圈“３．２个足球场”大的裙房地下室基坑，先做好顶板支撑，再从上往下挖掘逆做。

在“上海中心”巨大的地下空间施工中，采用了“岛式挖土”和“临时地下连续墙圆形维护”的方法，来做主楼地下室圆形基坑，圆形围护结构内径达１２１米，在国内没有先例。

与主楼地下室挖土工程同步进行的，是“上海中心”裙房地下室１２７幅地下连续墙围护结构的施工，６０多万立方米（创世界超高层建筑地下挖土记录）的土就从裙房地下室顶板上预留的出土口，像蚂蚁搬家一样被取出运走。

“超级大开挖”完成后，“上海中心”地下工程的最终步骤是浇筑一块超级大底板：超大面积——直径１２１米的圆形，超深厚度——６米，相当于两层楼高，超大方量——混凝土总浇筑量超过６１０００立方米，以及Ｃ５０超高标号。它对混凝土的供应和浇筑工艺等施工环节提出了一系列巨大的挑战。

经过６３个小时连续不间断的作业，顺利完成浇筑“上海中心”主楼超级大底板，创出了民用建筑一次性连续浇筑方量最大基础底板的世界新纪录，也打造了“上海中心”的坚强基础。

绚丽旋转幕墙背后承载多少个世界级难题？

盘旋而上的“上海中心”，技术含量最高、绿色效应最强、难度系数最大要数１４万平方米的柔性幕墙。

绿色建筑专家、同济大学教授程大章说，“上海中心”运用多种世界前沿的绿色建筑技术和策略，未来将成为中国“绿色建筑”的新标杆。尤其是大规模应用“双层幕墙”的设计最为核心。

“上海中心”柔性幕墙，不仅能充分利用自然光照，减少对人造光源的依赖。而且双层幕墙像热水瓶一样，起到冬暖夏凉的作用，采暖和制冷的能耗比单层幕墙降低５０％左右。最特别的是，通过对双层幕墙体系进行分区及让外幕墙缓慢旋转的处理，创造了２１个“空中花园”，降低了楼内人群下到地面的交通需求，降低能耗。

同时，外幕墙１２０度旋转向上收分的设计，还帮助“上海中心”抵御经常光顾上海的台风威胁，降低了２４％的风荷载，还造就了更轻、更高效的幕墙结构，大大降低了对自然资源的消耗，节省了近３．５亿人民币的造价。

但柔性幕墙的制造、安装难度也是超乎想象的。在“上海中心”之前，双层幕墙结构还从未出现在３５０米以上的超高层建筑中。“上海中心”外幕墙从设计、制作到施工、安装等各领域面临多重世界级挑战。

“上海中心”总工程师葛清介绍，控制结构变形是上海中心外幕墙工程的最大关键点。“上海中心”外幕墙采用柔性分区吊挂系统，在全球范围内前所未有，不仅要面临上下跨度大、支撑玻璃幕墙钢环梁构建超长等难题，更需要综合考量如何在台风、地震、高低温、幕墙玻璃版块自重加载等各种环境因素影响下，对幕墙变形及结构安全实施有效的控制。

中国技术团队反复研究，最终“上海中心”外幕墙工程选择了在支撑结构体系关键点上安装允许结构伸缩的“可滑移支座”的方案，避免结构因应力过大而破坏，为外幕墙攻克了关键性的难题。

“中国之巅”施工方上海建工董事长徐征说，中国建筑业和高端制造业走向了世界的顶尖，从中国制造走向“中国智造”，“上海中心”幕墙、桩基、吊装等世界级难题，完全依靠中国创新技术解决，堪称当代工匠精神的集中体现。（完）