某綜合體工程的綠色施工應用實踐

馬 輝

1. 上海外高橋集團股份有限公司森蘭置地分公司 上海 200137；

2. 上海城市非開挖建造工程技術研究中心 上海 200433

1 工程概況

1.1 工程概況

背景工程位于上海浦東新區森蘭外高橋D1-4地塊，北鄰洲海路，西鄰張楊北路。場地西北側為軌道交通6號線高架區間，西南側距6號線洲海路站約100 m（圖1）。工程總用地面積51 073 m2，總建筑面積293 602 m2，其中地上建筑面積205 477 m2，地下建筑面積88 125 m2。工程擬建設2棟集餐飲、商業、辦公于一體的商業辦公綜合體，地上塔樓17層，高80 m；地上裙房4層，高25 m；地下結構2層。工程建成后將成為森蘭外高橋地區標志性建筑。

1.2 鋼結構概況

本工程主樓采用內筒外鋼框結構，總用鋼量達16 000 t。辦公樓A核心筒外設42根勁性外框柱、辦公樓B核心筒外設40根勁性外框柱，外框柱內的勁性鋼柱為十字型鋼，從基礎底板延伸至屋頂（－12.10～79.10 m），最大鋼柱截面為不對稱十字型鋼1 000 mm×350 mm×28 mm×28 mm/500 mm×150 mm×20 mm×28 mm。主樓樓面鋼梁為H型鋼，最大鋼梁截面H1 500 mm×300 mm×25 mm×30 mm，相對應的鋼梁最大跨度13 m。

圖1 基地平面

裙房主要為鋼框架結構，框架柱主要為十字勁性鋼柱，型鋼截面統一為400 mm×150 mm×16 mm×24 mm。裙房樓面鋼梁為H型鋼，最大鋼梁截面H1 400 mm×300 mm×24 mm×36 mm，與之相對應的鋼梁最大跨度為18 m。

1.3 基坑概況

基坑總面積約44 200 m2，總延長約為1 028 m，普遍開挖深度11.85 m，地下2層。本工程采用順作法施工，采用排樁結合止水帷幕進行圍護，基坑水平向設置2道水平支撐系統。工程以2座塔樓與中間4層裙樓的界線為分區線，將基坑由北向南分為A區、B區、C區，土方總開挖量約530 000 m3。

1.4 工程難點

本工程基坑大且深，開挖土方量巨大，容易造成揚塵污染；基坑鄰近地鐵高架線，環境保護要求高；工程高峰期施工人數達1 400人，管理難度較大；工程所需要的各種材料數量巨大，進出管理困難大。

2 綠色施工特色技術

2.1 地下室外墻保溫板保護層優化

原地下室外墻節點中厚50 mm擠塑聚苯板（XPS）外側需砌筑厚90 mm普通混凝土小型空心砌塊保護層。經研究并征得設計同意后，取消了小型空心砌塊保護層。通過該節點的優化，節約費用約13萬元。

2.2 地下室外墻后澆帶支模優化

根據設計圖紙，地下室外墻后澆帶外側先設置厚240 mm砌體磚胎膜，再施工附加防水層。經研究并征得設計同意后，取消了磚胎膜，直接用木模代替，與旁邊外墻模板一致。在拆模之后，再統一做外墻防水。通過該節點的優化，不僅解決了無施工操作面的問題，還節約了砌體材料，并且在工序搭接上更合理，節省了約10 d工期。

2.3 重型塔吊基礎做于大底板之中

本工程共設置4臺重型塔吊，塔吊位于基坑內。通過對塔吊基礎承載力、抗傾覆、配筋及相關計算，調整基礎的尺寸及配筋，將塔吊基礎埋入大底板中，與底板共同受力，經與設計的多次協調、復核，最終確認重型塔吊基礎做于大底板中的施工方案。該方案在安全可靠的前提下，為工程節約了混凝土約320 m3、鋼筋35 t，節約成本約23萬元。

2.4 基坑回填土優化

根據設計圖紙，本工程地下室四周回填材料為級配砂石。經研究并征得設計同意后，用綠色環保的混凝土再生料來替代級配砂石，混凝土再生料回填的相關參數按照回填砂相關參數執行。此項回填土優化方案可推廣并實現混凝土支撐破損料的回收利用，有一定的推廣價值。

2.5 底板鋼筋優化

承臺頂面所實配鋼筋小于柱墩最小配筋時應予以補足，補足方式為等面積等效代換，代換時板的附加鋼筋一并考慮，可節約鋼筋20 t，節約成本約6萬元。

底板鋼筋施工中，以往鋼筋支架上的水平鋼筋照常布置。我們在施工規范允許的情況下，鋼筋支架水平鋼筋利用板筋代替，可節約鋼筋75 t，節約成本約22萬元。

2.6 分區樁處結構補缺節點優化

分區樁節點處，原設計為3個區中板結構均需頂至分區樁，在分區樁拆除時需將3個區的中板結構鑿開1 m并將鋼筋剝出來后進行結構補缺。

經研究并征得設計同意后，對該節點進行了優化，B區中板不再頂至分區樁，而是將結構補缺部分進行鋼筋的預留。

通過該節點的優化，可以避免對B區中板的鑿除，避免了噪聲及揚塵污染，并且大大節省了工期及費用，節約工期約20 d、費用約10萬元。

2.7 新型移動式標養室應用

1）本標養室基于標準集裝箱改裝成試件養護室，實現混凝土養護室的便于移動、標準化和在施工項目之間的運輸。

2）采用光伏發電供電技術，充分利用太陽能資源，節能環保。

3）采用噴霧養護，節約水資源。

4）通過溫濕度控制器和溫濕度傳感器能夠實現試件養護室內的溫濕度自動調節。

5）后續發展中溫濕度傳感器還與一服務器或移動智能終端無線連接，可在電腦和手機APP等移動客戶端實時查看檢測數據，并且還配有預警系統，對于超過養護溫度和濕度范圍的進行預警，使混凝土試件處于標準養護條件下，實現了對于混凝土養護室的智能監控。

2.8 二維碼信息技術的應用

本工程嘗試利用二維碼信息技術對現場實施質量監督。將制作好的二維碼標識貼于實體構件上，通過手機掃碼即可得到構件的位置、混凝土強度等級、鋼筋型號、澆筑時間等信息，便于施工現場精細化管理。

2.9 BIM技術應用

本項目在施工過程中采用了BIM技術，在BIM建模過程中發現建筑結構問題250個，機電問題95個，均提前通過設計修改進行了調整，最大程度地避免了施工過程中的返工，為項目贏得了顯著的經濟效益、工期效益。

2.10 鋼結構懸挑梁節點優化

在考慮到柱的構件運輸寬度以及現場吊裝起重量可行的情況下，懸挑梁盡量直接以牛腿的形式與鋼柱焊接（圖2），而不再進行短梁的分段，以利于減少鋼結構現場拼裝和現場鋼結構焊接量，有效地減少焊接產生的煙塵污染和現場焊接的人力投入。經測算，該項優化節約鋼材5 t，節電50 000 kW·h，節約人工100工日。

2.11 鋼筋搭接方式優化

土建與鋼結構配合的節點優化，混凝土梁主筋與柱的連接形式采用接駁器而非鋼牛腿形式（圖3），減少了鋼材的用鋼量，同時也節約了成本。經測算，該項優化節約鋼材60 t，節約焊材20 t，節電100 000 kW·h，節約人工400工日。

2.12 材料備料及采購優化

根據深化詳圖對主要構件的材料進行統計匯總，根據構件的規格尺寸進行鋼廠定尺采購鋼材。對鋼板的寬度和長度進行定尺，減小了對鋼材邊角余料的損耗浪費，同時也減少了長度方向的拼接量，節約了焊接材料，降低了煙塵的排放。

圖3 鋼筋搭接方式優化

2.13 零部件放樣下料優化

零部件放樣采用最優秀的排版套料軟件——Act/cut軟件，主要應用于平面材料的切割，不僅在幾分鐘之內就能完成原本需要幾個小時或者幾天的工作量，同時還能獲得最優的套料結果，并且還可以在此基礎上人工進行一些必要的優化，可以將整體材料利用率提高5%～10%。

2.14 塔吊置換及鋼柱分段措施

本工程合理考慮塔吊選型，在基礎底板施工完成后進行塔吊轉換，拆除原先支撐階段用的小塔吊，安裝4臺重型塔吊，以滿足地下室勁性鋼柱和上部鋼柱、鋼梁吊裝要求。重型塔吊最大起重量為18 t，在不改變用電量的前提下，大大提高了吊裝性能，并足以將鋼柱分段為2層一節進行吊裝，鋼柱現場拼接接頭減少了約1 600個，減少了焊接工作量和焊接操作平臺周轉次數1 600次，每次周轉占用塔吊時間15 min，節省40 d吊裝時間。經測算，該項措施節約鋼材96 t、焊材32 t，節約人工800工日，減少焊接煙塵量120 kg。

2.15 焊接方式選擇

原工程設計圖總說明規定，現場對Q235和Q345鋼材的焊接方式為焊條焊。會同設計、總包、監理等單位商議后，決定選用藥芯焊絲二氧化碳氣體保護焊的方式進行施工，該方式有以下優點：

1）焊接成本低。其成本只有埋弧焊、焊條電弧焊的40%～50%。

2）生產效率高。其生產效率是焊條電弧焊的2～4倍。

3）操作簡便。明弧，對工件厚度不限，可進行全位置焊接而且可以向下焊接。

4）焊接飛濺小。當采用藥芯焊絲時，可以降低焊接飛濺。

經測算，該項措施節約焊材20 t，節約人工500工日，節電150 000 kW·h，減少焊接煙塵量75 kg，減少焊渣飛濺30%～50%，減少發光量40%～50%。

2.16 鋼結構加工工廠化

鋼結構加工全部在加工廠完成，鋼板下料均采用全自動數控火焰機切割，保證了下料的尺寸精度及切邊質量，避免了原材料的浪費。

3 綠色施工措施

3.1 環境保護措施

1）噪聲控制方面，我們在施工中采用封閉的木工加工棚、低噪聲施工機械，并盡量不安排夜間施工，用手持設備對噪聲進行測試并加以控制。

2）揚塵控制方面，我們采用揚塵監控設備進行揚塵監測，確保揚塵控制在要求范圍內。施工場地硬化，堆場設置防塵網，裸露土方區域種植草坪綠化，每天灑水、清掃。

3）光污染控制方面，我們對電焊作業采取遮擋措施，避免電焊弧光外泄。控制施工照明照度，同時避免施工燈光直接照射到居民樓中。

4）水污染控制方面，施工中設置三級沉淀池，每周進行pH檢測。對施工現場及生活區設置的隔油池、化糞池，實行清污分流。施工現場污水排放達到國家標準要求。

5）本工程設置了專門的涂裝車間和室外移動涂裝車間，車間內配置涂裝支架供擺放構件，避免了油漆噴涂過程中漆霧隨風擴散，基本杜絕了對周圍環境的影響。

3.2 節材與材料資源利用措施

1）鋼材方面，大底板采用定長鋼筋，鋼筋采用直螺紋連接，廢鋼筋作鋼筋支架，植筋采用短鋼筋，高強度螺栓梅花頭回收，鋼結構連接板、牛腿、預穿螺栓重復利用。

2）混凝土方面，用余料制作墊塊、過梁，并進行施工便道的修復。

3）砌塊方面，進行預排版，優化切割方案。

4）周轉材料方面，臨時設施拆除后，巖棉板運至下一個工地繼續使用。

5）人貨電梯基礎設在消防通道主梁上，減少加固措施。

6）用綠色環保的混凝土再生料來替代級配砂石進行回填，實現混凝土支撐破損料的回收利用。

7）本工程大量使用工具化、定型化、標準化產品。

3.3 節水與水資源有效利用措施

現場建立非傳統水源使用系統，包括采用雨水回收再利用裝置、深基坑降水回收再利用裝置、洗車槽循環水裝置，并使用節水型龍頭。

3.4 節能與能源有效利用措施

節電措施方面：采用變頻塔吊及人貨電梯、逆變直流電焊機；生活區安裝限電分流器、USB電源接口；使用節能型燈具及太陽能熱水器。節油措施方面：優化土方開挖流程，減少土方駁運量；優先選用性能佳、能耗少的施工機械；定期對耗油設備進行維修保養。

3.5 節地與土地資源保護措施

現場因地制宜，合理搭設臨時設施，節約用地；嚴禁使用黏土磚；有毒有害廢棄物分類、回收；施工面積控制在基坑面積的130%以內。現場總平面布置緊湊合理，并根據基礎施工、主體施工不同階段實行動態布置和管理，合理規劃材料存儲、堆放區域，有效利用場地空間。

4 實施成效

截至結構封頂，施工總產值41 827.20萬元，其中基礎階段22 943.91萬元，結構階段18 883.29萬元。各項目標、指標均順利實現。

新技術應用取得經濟效益418萬元，節能、節水取得經濟效益107.359 1萬元，節材取得經濟效益114萬元，綠色施工投入成本250萬元，合計直接經濟效益389.359 1萬元。項目已獲得中國建筑業協會“全國建筑業綠色施工示范工程”、上海市“文明工地”、區“優質結構”、鋼結構“金鋼獎”等獎項。本工程一直秉承綠色、環保的理念，扎實做好綠色施工管理工作，特別是注重對施工不同階段的節能減排數據的收集和分析。后續將繼續致力于大力推行綠色施工，采取各類措施，切實做到保護環境、節約能源與生產經營相統一。

5 結語

通過本次實踐，我們對綠色施工、節能降耗工作有了新的認識：要做好綠色施工宣傳培訓，使綠色施工理念和綠色施工技術深入人心；要重視基礎數據的收集和分析，了解企業的控制水平，優化企業控制目標；要做好綠色施工相關設備及機具的開發與改進，推廣“四新技術”運用[1-3]，全面提升綠色施工技術含量，做好推廣工作；要和綠色設計相結合，爭取各參建方的支持。通過精心策劃與精細管理，本工程在綠色施工方面取得了一定的成績，為今后同類工程項目的綠色施工積累了經驗。