“北京智慧”筑造上海集成电路设计产业园

学术 2024-11-12 18:30 北京

上海市张江高科技园区内，上海集成电路设计产业园已成为全市产业发展的重要集群设施。

作为全国两大集成电路产业发展的高地城市之一，上海芯片制造产业集聚，产业链齐备。该产业园建成后将打造服务国家战略、对标国际一流、具有全球影响力的集成电路设计产业园。

根据区域定位，这里将聚集起约160万平方米的建筑体量服务集成电路产业发展，而完成其中近45万平方米建设任务的是来自北京建工集团的建设者。

让“豆花”地层不再软塌塌

整个张江区域为冲积平原，其地下全部为淤泥地质，可以说这种地层带来了高流动性的、软塌塌的基础。要在淤泥上修建最高100米的建筑，如同在“豆花”上盖房子一样困难。

挖走淤泥还是因泥施策，北京建工集团的团队选择了后者。45万平方米的工程分为三个项目，结合实际，团队形成了一套几乎涵盖所有基础处理的复杂技术方案。

淤泥地层属于挖一下塌一块，在这种地形中挖出基坑的关键，就是要锁住淤泥。为此项目团队采取了逆作法，即预先在地面布置宛如蛛网一样的纵横交错的混凝土梁来顶住基坑边缘，再逐步向下挖土，15米的深坑需要架设三层这样的混凝土支撑体系。

此外，团队还采取打入地下连续墙、止水帷幕等阻水性能较好的工艺方法，为基坑的侧壁筑起坚固屏障，并根据淤泥增大结构侧压力的情况，通过内部架设支撑体系进行二次顶推，抵消淤泥侧压力对支护结构的挤压而造成的塌方风险。

为了增加整体结构的稳定性，项目部还创新性地将地下连续墙和主体结构墙体“两墙合一”，这种方式不仅消除了结构与基坑边缘的缝隙，两堵墙可同时抵抗淤泥挤压，让建造的安全系数翻倍增长。

诸多支护顶撑措施的组合拳也把如同“豆花”一样的淤泥关在外面，虽然这类地层处理在上海本地较为多见，但是如此大体量的建造，也让这支来自北京的团队积累了丰富的应对南方软土地基的施工经验。

截至目前，三个项目分别获得过“中国钢结构金奖”“金钢奖”“北京市结构长城杯”“上海市安全文明工地”“浦东新区文明工地”等荣誉，并在“上海市浦东新区重点工程实事立功竞赛”活动中荣获了沪外企业很难获得的“优秀公司”称号。

密布监测点实现“动作捕捉”

面对淤泥地层的影响，守住大门的同时保证主体结构施工安全也成为团队重要的研究课题。

根据三个项目不同的特点，团队通过工程上的“动作捕捉”技术，实现对结构施工全过程的安全控制。

其中一个项目的东侧地下埋着供给整个浦东地区重要的自来水管线，而管线距离基坑边缘仅11米。除了采取多种支护措施之外，技术人员沿着这条206米的管线，每隔6米就布置一个监测点，深基坑施工期间按照1天采集1次沉降和变形数据的周期进行监测，同时增加在支撑结构的监测点，实现每1毫米的变化都了然于胸，最终整个施工周期内管线实现了近“0”沉降的成绩。

另一个项目因为临近地铁50米以内，对于变形和沉降的观测更加细致，不仅要布置监测点，所有环节的数据还做到了实时上传，确保每1秒施工都在可控范围内。

第三个项目四周不仅管线密布，还有邻近的市政道路。技术人员在基坑支护体系监测和周边环境监测两部分监测方案中共布置了470个监测点，让项目能及时了解每一个区域变化的精确数值。

相比地下监测安全控制，地上异形结构的精准定位成为建造的另一个难题。某个建筑被设计为钻石切割面的钢网包裹形式，这种让无法屈伸的钢材变为柔软网罩的设计，对技术团队的测算能力和加工制作精度提出了更高要求。技术人员将所有多杆件连接节点采取铸造方法进行一体化加工，提高精度。现场安装中，技术人员将整片钢网切成74个单元件，每个单元件采取地面整体拼装再提升进行空中焊接，并使用全站仪进行空中监测定位，确保焊接精度达到毫米级。

监测全覆盖只是工程智慧建造的一个案例，从开工之初，团队就筹备组建了智能建造工作小组，制定智能建造工作计划、工作流程及工作方案，推动智能建造技术的引进及推广应用。施工中通过漫游、动画和VR的形式提供身临其境的视觉和空间感受，进行宣传效果预览和比选，选出最优智慧方案指导施工。

一块铜牌背后的细致入微

来到项目现场，一块金黄色的工程竣工铭牌稳稳地挂在墙上。这块牌子由3毫米厚的铜质材料打造而成。考虑到上海海洋气候盐碱度较高，使用不锈钢后期必然出现脱落和腐蚀等问题，团队采用铜质材料解决了问题。

一块铜牌的背后也体现了团队细致入微的工作态度，更成为攻克多个建造难题的秘籍所在。

产业园周边路网密布，导致基坑范围与红线范围几乎相同，最近处仅有几十厘米宽，就连一个行人通过都异常困难。施工需要大量材料，解决狭小场地与施工堆料的矛盾决定了建设效率。

向外无路可拓的团队便将混凝土栈桥作为向内挖潜的方式，栈桥依托混凝土支撑体系呈网状布置，桥体直接压在基础立柱上，让桥身更加稳固，还可以形成“空中道路”，方便材料运输。根据现场楼座位置，团队还在栈桥相关区域安装了外挂“耳板”，在拐角位置架设了“腋板”作为空中临时堆料场。团队还与厂家沟通，严格控制材料进场数量，确保来料与施工节奏有序衔接。直至主体结构全面跃出地面后，再利用首层底板逐步替代栈桥，实现建造最大效率。

让材料有地方放，解决了基础施工问题，而如何保证建筑施工效率，团队对塔吊安装方案也进行了优化，研制专用转换件，即在地下结构施工时，使用吊重较轻的小塔；地上结构施工时将大吊重的塔吊通过转换节安在原有塔吊基础上。采用这种“大小通吃”的技术方案，利用上海地下结构施工周期长的特点，降低了全过程单一大型塔吊布置的租赁成本，实现了更好的性价比。

此外，为了提高群塔作业的安全性，该项目智能建造工作小组还与塔吊厂家共同研制了塔式起重机安全监控和吊钩可视化应用，把数据对接塔机控制室和智慧工地平台，实现现场和网络平台双监督。同时，各项目还建立了共享与交换机制，确保模型数据能够在不同阶段、不同主体之间进行有效传递。

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记者：谢峰

摄影：董一鸣

编辑：高远

执行主编：周宇杰

主编：陈丽敏

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