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浅谈超高层建筑设计与施工管理的要点

 超高层建筑作为城市的地标,反映了一个城市的经济发展水平与现代化建设水平。随着我国经济实力的增强,超高层建设的数量与高度在逐年增加,建筑造型越来越多样化,功能与技术日益智能化。在这些条件下,对超高层建筑的项目管理的要求越来越高,管理需要更加系统化、精细化和综合化。本文就本人操盘的粤西及云浮地区最高的商住超高层地标豪宅—罗定凯旋广场项目案例,对超高层项目在前期产品定位、设计管理、成本控制、施工队伍选择、合同签订以及后期的施工管理等阶段中遇到的一些难点问题进行分析总结,并探讨相应的解决方法。

项目背景资料:
项目概况:总建筑面积8.7万平方米,总投资3亿元,由1栋39层(145米)的超高层、2栋30层(99米)、1栋29层(99米)、1栋26层(87.5米)、1栋23层(75米)的高层、三层商业裙楼(15.1米)及一层地下室(5.5米)组成的商住一体化建筑。基础形式:整体筏板基础(塔楼部分)、抗浮锚杆(裙楼及地下室部分);该项目为云浮市重点工程,云浮市及罗定市主要领导多次到本项目考察指导,对项目给予高度评价,项目已获得”2010年度地标建筑住宅小区”奖,2012年广东省样板工程、广东省安全文明双优工地.
开发单位:罗定市凯旋房地产有限公司
勘察单位:广州中材地质勘察院
设计单位:广州珠江外资建筑设计院
监理单位:肇庆市资信监理工程有限公司
施工单位:广东建星建筑工程有限公司
一、产品定位阶段
  超高层项目的立项原因比较复杂,大多是政治、经济、地域等多重因素共同作用而产生的结果。因此在前期规划过程中往往存在地块条件先天不足、技术指标相互冲突和施工难度大的问题。这就要求在前期规划定位中,设计提前介入,并借鉴建成项目的经验和教训数据,结合自身项目条件进行详尽的技术分析与论证,以保证产品定位科学合理。可以委托专业的咨询顾问公司对项目进行详细的市场调研,为项目定位决策提供依据和参考。在规划要点出台之前,结合概念方案设计中发现的问题,对容积率、建筑密度、人车出入口、建筑退界等技术指标与有关管理部门沟通、讨论,避免不合理的规划要点对整个项目产生影响。
本项目投资商是一位在广州成功发展的罗定商人,受罗定、云浮两级政府邀请回家乡投资建造超高层地标建筑—凯旋广场,由于是第一次从事房地产开发,项目前期的规划和市场定位就至关重要,为慎重期间公司聘请了广州一家国内知名的咨询公司作为顾问,通过4个月大量考察和调研了广州、深圳、佛山、珠海地区几十个超高层豪宅的建筑特点和外立面风格,再加上充分深入调查罗定、云浮、肇庆市场的产品特点和客户群体需求,分析地块处于罗定核心城区和交通要道这一特点,公司决策借鉴广州珠江新城,定位于高层大户型商住豪宅这一当地稀缺产品。
二、设计阶段
  超高层项目由于其设计的复杂性和高技术难度,能够选择的设计单位余地较少,尤其是在国内。但是在目前我国建筑单位以农民工为主力、整体建设水平较低、建设管理不规范的情况下,选择设计经验丰富的设计单位显得非常重要,对项目的成本控制和顺利实施提供了技术保障;本项目邀请了广东省建筑设计研究院、华南理工大学建筑设计研究院、广州市设计院、广州珠江外资建筑设计院四家业内颇具实力的设计单位进行概念方案设计比选,经综合经济技术对比分析,最终广州珠江外资建筑设计院作为本项目的设计单位。
 超高层由于涉及的专业过多,其中还可能会出现为了形象提前开工的情况,设计进度也很关键。在前期制定详尽的设计进度是保证项目前期推进的关键,否则项目启动后将很有可能在后期产生大量的进度问题和专业交叉混乱。设计进度计划的重要性不单是时间节点,更重要的是主要交叉工作之间的逻辑关系,在排计划的过程中可能会提前发现很多问题。本项目编制设计任务书,设计进度要求如下:1)概念方案:60天;2)初步设计:30天;3)施工图设计:45天。
  设计过程中,设计管理团队要做好施工图纸的校核工作,由于涉及的设计专业很多,包括建筑、结构、机电、暖通、室内、灯光等,各设计单位在各自专业的设计中出问题的概率较少,大量的问题产生在交叉点上,因此必须业主的设计管理团队集中把关,理顺各专业的逻辑关系,在施工图出图前多花一些精力,后期施工过程中设计变更就相对较少。
  与相关规划、建设主管部门的沟通、协调,保证设计审查通过也是决定项目能否成功的重要因素之一。由于超高层项目的建设数量毕竟有限,大部分审批部门也对超高层缺乏经验和了解,部分市政部门也对超高高度的供暖、送水、送气等缺少操作经验,因此审批工作会在程序、时间上有一定周折。这就要求项目送审时,不能只依靠前期人员,设计、工程等部门也一定配合进行讲解、沟通和说服工作,必要时还要组织相关专家论证会,让各专业的专家在方案过程中参与进来并结合项目特点提出可行的意见,为项目审查通过创造良好条件。
三、项目的成本控制
  超高层设计阶段决定了项目80%以上的成本,也决定了项目的刚性成本,合约主要在控制项目的柔性成本,合同谈判是在寻求通过价格对比等手段压出水分取得合理的市场价格。因此设计过程管控深度与准确性决定了项目的主要成本。设计管理团队对产品定位的了解程度、对成本控制意识和对各种材料、设备的价格以及施工工艺的熟悉程度决定了成本控制是否成功。借鉴相关项目经验和材料、设备、专项施工单位的技术力量进行前期配合是个较好的办法。
本项目实行了限额设计和奖罚机制,经济指标要求如下:1)高层:含钢量≤55kg/㎡,砼含量≤0.4m3/㎡,2)超高层:含钢量≤75kg/㎡,砼含量≤0.5m3/㎡,3)地下室:含钢量≤120kg/㎡,砼含量≤1.2m3/㎡,4)商场:含钢量≤59kg/㎡,砼含量≤0.4m3/㎡,5)单方造价≤1650/㎡。
同时项目利用重点招商引资项目的优势,在项目决策初期通过与当地政府进行协调谈判,签署了投资框架协议,争取到减免全部报建费用及城市基础设施配套费,以用散装水泥基金、新型墙材基金缓交的政策扶持,以及报建办证流程走绿色通道的优惠服务,极大地节约了时间和成本。
四、选择有资质有实力的施工队伍。
施工队伍素质的高低直接影响工程质量的好坏。一个项目工程建设立项批准之后,必然经过招投标、或议标选择施工队伍,具体方法:一是听,即听取施工队介绍技术力量、设备、资金情况以及拟承担工程所采取的措施。二是看,看正在施工和已经竣工交付使用项目的施工质量和现场管理。三是查,即考察施工单位的设备、技术力量、企业等级、资格证书。四是访,即走访已交付使用工程的甲方,征求使用单位对工程队伍的评价,以便了解其信誉。五是实地考察施工单位完成同类工程的经验和实力,完成的结果如何。在此基础上,按照标价合理、工期短、质量优、信誉高、素质好的原则,综合比较绝不能靠关系,走后门,特别要防止通过关系指定施工队伍。
本项目在招标文件明确规定了合同总工期为588天,并规定了挖土、基坑支护、地下室板、±0.00、裙楼屋面、各栋主体封顶、装修完成、塔吊拆除、外架拆除、竣工验收等各个关键节点的完成时间,明确规定必须配足三套梁板模、二套柱模、四台塔吊、6部施工电梯的硬性指标要求,同时要求投标单位必须标明各施工阶段的劳动力人数和来源,以保证能按时按质完成工作任务。通过公开邀请招标的方式,对广东建星建筑工程有限公司、茂名建筑工程总公司、广东省华侨建设工程公司、广东长恒建设工程有限公司四家壹级施工企业进行实地工程考察、经济技术标综合评比,外加专家对拟配项目经理、技术负责人现场提问答辩的方式,经综合打分优选出成功完成过珠江新城多个超高层案例的广东建星建筑工程有限公司作为总承包商。
五、施工合同签订
施工队伍确认后,建设单位即应与其签订合同(或协议),将甲乙双方的关系用法律条文写下来,合同内容必然严密,条款详尽、责任明确、奖罚分明、要求合理、手续完备、查核布据。合同签订前有上级主管业务部门报告,全责签订后,经当地公证部门公证存在法律监督。
本项目在合同明确约定各个重点节点的完成时间,并采用将工程进度款与工程节点相挂钩的形式来进行进度控制;并将各项材料品牌及技术要求一一列出作为合同附件,避免后期的纠纷;质量方面明确样板引路,样板未验收不得进入下一道工序,将各个分部分项验收标准一一列明作为合同验收标准,并注明本工程必须获得省板板工程和省安全文明双工地,并写明了奖罚条款。
六、施工阶段
  施工过程中,对施工工艺的把握占很重要的地位。一方面由于国内施工单位在精细化管理和建筑质量控制方面总体还处在一个较低的水平上,另一方面超高层项目往往在设计阶段定位偏高,在实际的队伍和产品选择过程中因价格因素经常会降低标准,导致从设计向施工过程的转化质量、效果都会大打折扣,另外由于超高层所涉及的施工单位、供应商多达百个,其品质控制不是几个人或几个好的单位就可以解决的,因此在施工工艺上考虑成熟的做法、机电系统、设备、材料和创新设计的比例关系,并综合考虑公司的实际管理水平和资金情况,做到统筹考虑,采用风险最低的工艺做法,是保证项目建成品质的基础。
  对于超高层项目,施工图结束对整个项目而言只完成了30%-40%,后期还有大量的室内装修、设备安装等设计深化及现场技术控制。要想避免后期出现问题,主要的解决办法仍是在设计阶段进一步深化施工工艺、材料确认、效果修正等工作。对可能出现的问题、重大的交叉节点考虑清楚,合理安排各专业进度,尽量减少各工作段的摩擦。对一些主要的设计区域样板段进行样板先行安装审阅和调试工作,及时发现问题、摸索流程,进展顺利后再扩展到整个工作面也是减少后期出现问题的主要方法。在施工过程中遇到各分包单位之间衔接出现误差、进度滞后、品质不过关等现场问题,项目管理者必须站在整个项目的高度上,从全局来分析问题,而不是限制在某个专业的角度看待问题,努力需求能够兼顾进度、造价、品质等多方面因素的解决办法。
凯旋广场作为云浮地区第一个超高层工程,原基础设计方案为人工挖桩(短墩)+抗浮锚杆的形式,后考虑到安全性和施工周期较长,加之当地地质条件较好(持力层为微风化砂岩,岩面埋深较浅,地下水位较浅),与设计单位综合研究决定在不增加造价的前提下,将基础改为整体筏板基础+抗浮锚杆的形式,大大简化施工难度节约了时间;基础开挖完毕,项目特邀请广东省著名的工程地质专家杨光华院士、中材院陈浩光院长、广州珠江外资建筑设计梁宇行院长、黄同彬博士等专家一起对场地实际地质情况与地勘资料进行分析论证,认为完全能满足设计承载力要求和安全的情况下,方才进行下一道工序。
    超高层建筑往往工期较长,安全设施放置较久,因此安全工作尤其突出。一定要在项目启动时即建立完善的安全施工体系,从结构设置、人员配备以及规章制度实施上,发挥体系的保障作用,做大安全生产。一个超高层项目能否顺利、成功建成的影响因素很多,除了项目管理以外,整个建筑行业的施工水平、公司的综合管理水平、资金实力等都是影响项目的因素。在项目较长的建设周期中,天时、地利、人和等外部因素也会直接决定项目的成败,要求项目管理人员必须加强自身综合素质的提高,融汇各专业的要点,合理安排工程节奏,把握好报批、设计、施工等的关键要素,吸百家之长,对可能出现的问题提前进行分析预测,才能保证项目顺利实施。
最后在此本人总结出一些超高层建筑工程质量存在的问题:
1、违背建设程序如不经可行性认证,不作调查分析就拍板定案;没有搞清楚工程地质、水文地质就仓促开工;无证设计、无施工详图,任意设计,不按图纸方程式;工程竣工不进行试车运转,不经验收就交付使用等盲干,致使不少工程项目留有严重降患,如房屋倒塌事故也常有发生。
2、设计计算问题。设计考虑不全面,结构不合理,计算简图不正确,计算荷载取值过小,内力分析有误,沉降缝及伸缩缝设置不当悬挑结构未进行搞倾扭验算等,都是诱发质量问题的隐患。
3、工程地质勘察原因。未认真进行地质勘察,提供地质资料、数据有误;地质勘察时,钻孔间距太大,不能全面反映土地基地实际情况,如当基岩地面起伏变化较大时,土层厚薄相关亦甚大,地质勘察钻孔深度不够,没有查清地下软土层、滑坡、墓穴、孔洞等地层构造;地质勘察报告不详细、不准确等,均会导致采用错误的基础方案,造成地基不均匀沉降、失稳,使上部结构及墙体开裂、破坏、倒塌。
4、未加固处理好地基。对软土、充填土、杂填土、湿陷性黄土、膨胀土、岩层出露、溶岩、土洞等不均匀地基未进行加固处理或处理不当,均是导致重大质量事故的原因。必须根据不同地基的工程特征,按照地基处理应与上部结构相结合,从地基处理、设计措施、结构措施、防水措施、施工措施等方面综合考虑治理。
5、自然条件影响。施工项目周期长、露天作业多,受自然条件影响大,温度、温度、日照、雷电、供水、大风、暴雨等都能造成重大的质量事故,施工中应特别重视,采取有效措施予以预防。
6、建筑结构使用问题。建筑物受力不当,亦易造成质量问题。如不经校核、验算,就在原有建筑物上任意加层;使用荷载超过原设计的容许荷载;任意开槽、打洞、削弱承重结构的截面等。
7、建筑材料成品及半成品不合格。如:钢筋的力学性能不符合标准,水泥受潮、过期、结块、安定性不良,砂石级配不合理、有害物含量过多,混凝土配合比不准,外加剂性能、掺量不符合要求时,均会影响混凝土强度、和易性、密实性、抗渗性,导致混凝土结构强度不足、裂缝、渗漏、蜂窝、露筋等质量问题;预制构件断面尺寸不准,支承锚固长度不足,未可靠建立预应力值,钢筋漏放、错位,板面开裂等,必然会出现断裂、垮塌。
8、施工和管理问题。工程质量问题时常由施工和管理不当造成。例如图纸不熟悉,盲目施工,未经图纸会审,仓促施工或不按图施工。不按有关规范及规定施工。

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浅谈超高层建筑设计与施工管理的要点
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