支撑摩天大楼的“擎天柱”
——深圳平安金融中心巨柱施工关键技术探秘
2014年12月29日，深圳第一高楼深圳平安金融中心核心筒顺利封顶，结构标高达到555.5米，又一次刷新纪录，成为华南第一高楼。在超高层领域，有一个说法，300米是一个门槛。每增加100米，无论施工难度还是科技含量都将增加一个级别。
118层、600多米的“身高”，深圳平安金融中心这座“巨人”迅速“成长”，“又高又瘦”的“巨人”如何扎实地“长高”?其实，主要依赖于稳固的桩基础和结构体系，这其中包括了外框的8根巨柱。
平安稳固基础深
600多米的高楼，这么一个庞然大物，到底立不立得住?楼盖好以后会不会晃动?人们不禁会产生这样的疑问。
众所周知，为了支撑每层楼的楼面，形成稳定的体系，保证安全，需要柱子支撑楼体。深圳平安金融中心结构外围对称布置8个劲性混凝土巨型柱，标准层层高4.5米，非标层层高为5米、5.3米及8米;最大截面为6500毫米×3200毫米，约20平方米。每根巨柱高达580米，从地下室一直贯通至地上，支撑起整栋大楼的重量和竖向荷载，这8根巨柱被建设团队亲切地称为“8根擎天柱”。
建设团队解密说：“我们的基础打得深，每根巨柱下部有直径达8米的人工挖孔桩，底部扩孔达到9.5米，单桩能承载目前世界上最大的航空母舰‘乔治·布什’号航空母舰，整栋大楼的竖向荷载主要由这8根桩承受。巨型桩的开挖深度为30米，从地面计算为60米，直接连到了地表非常坚硬的微风化岩层，确保了大楼的根基稳固。该人工挖孔桩直径之大、深度之深均为国内外罕见，只能靠人工凿碎岩石、一点一点地向下挖掘，接近微风化岩石段还需要微爆破才能掘进。”
巨柱爬模开先河
在深圳平安金融中心施工中，项目部特别定制了一套世界领先的液压爬模体系，使核心筒的“生长速度”维持在4天一层，最快达到2.5天一层。如果说核心筒爬模的升高是拔高平安金融中心这座巨人的身高，那么巨柱爬模的一步步爬升则是不断强壮这座巨人的身躯。
楼体的造型决定了巨柱成倾斜的内收形式，且截面多次变化。其中，地下5层至首层为直柱，首层至35层向内倾斜;35层至96层为直柱，在54层、86层有变截面;97层至118层向内倾斜，其中102层为变截面。巨柱截面共变化5次，倾斜角度最大达4.41度。巨柱爬模需适应截面变化的斜爬及整体斜爬，该工程开创了国内300米以上超高层巨柱外包混凝土结构爬模施工的先例。为此，建设团队集成国内先进爬模技术，创新设计了一套巨柱爬模体系，既可直爬，也可斜爬，爬升速度快，可适应巨柱多种倾斜角度。
巨柱支撑有保障
巨柱内含钢骨柱，自地下5层直到118层，加大了巨柱的支撑强度。首层钢骨重达95吨，在现有场地条件和起重设备下起吊就位困难，对构件运输堆放、吊运都提出了巨大挑战。项目部根据平面布置对不同施工阶段的塔吊起重能力进行了分析，确定构件的最大分段重量，结合结构、运输尺寸等要求将巨柱进行合理分段。原则上钢结构分段按照一层一节，后期随着钢骨截面的变小，采取现场焊接3层一柱，加快了施工工期，减小了现场堆场。针对部分超出单台塔吊吊重的巨柱，采用双机抬吊技术吊装，吊装过程中采用多种措施来保障安全。
把一根几十吨重的巨型钢骨柱吊装上数百米高空，怎么保证与其他钢构件严丝合缝对接?地面上的一点微风，在高空作业面上都有可能是6级以上的大风，一旦吊装上去出现偏差，将意味着要返工至位于江苏的加工厂修改，对工期造成巨大影响。工程总共有两万钢构件需吊装，即使只有千分之一偏差，后果都不堪设想。项目部的技术工作者们应用BIM技术完成了巨柱与其他钢构件天衣无缝的对接。巨型钢骨柱在加工厂加工完成，技术人员利用三维扫描仪进行扫描，将其参数录入电脑，利用BIM软件建立3D模型，与其他模型进行模拟预拼装。通过模拟预拼装，检测钢构件安装是否发生碰撞、是否出现偏差，一旦发现问题立即整改，保证运输到几千里外工地现场的钢构件符合要求，大大降低了错漏碰缺、返工修改的几率。
混凝土施工有门道
随着时间的流逝，钢骨易发生变形，如果巨柱采用全钢结构，一旦发生变形便难以处理。巨柱又高又大，为了提高巨柱的承载力，巨柱设计为“钢结构+混凝土”，巨柱内灌及外包为高强度混凝土。
巨柱最大截面为6500毫米×3200毫米，约20平方米，相当于小两居公寓的两个卧室，这需要大体积混凝土。对于巨柱混凝土而言，裂缝为控制关键。为此，项目部在前期做了大量配合比试验，确定最优的配合比，施工时严格控制，带模养护至少1天，确保混凝土温差在设计允许范围内。同时，针对巨柱钢骨及钢筋密集，项目部通过前期策划，采用自密实混凝土，86层以下巨柱混凝土为C70，是专门为本大楼研制的最高等级自密实混凝土，86层以上巨柱混凝土为C60，这确保了巨柱浇筑的密实。项目部还与高校合作进行压电陶瓷试验，确定混凝土与钢骨之间的密实性。
从楼下到楼上，将高强度自密实混凝土一次性泵送至586米的高空作业面，这也是施工中的一大难点。打个比方，我们平时喝水用的吸管，很轻松就能吸入口中，但如果瓶子里装的是糯米浆，就很难吸上来。施工过程中，就是要将这种最黏稠的“糯米浆”，用一根长586米的“吸管”送到作业面。项目部与德国的一家公司合作，前期进行了大量的配合比试验，使“糯米浆”顺利送达至高层作业面;承担输送功能的血管共由四套超高压泵管组成，泵管全部使用150A超高压管，采用耐磨合金钢复合材料(45Mn2)制作而成，承担输送动力源泉的为3台最高出口压力为48Mpa的超高压泵。
