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百年品质红色文化纪念馆的建造与施工技术研究

2022-01-25上海建工四建集团有限公司上海201109

建筑科技 2021年4期
关键词:石库门纪念馆基坑

朱 勇(上海建工四建集团有限公司,上海 201109)

2021 年,中国共产党将迎来建党 100 周年。隆重庆祝中国共产党成立 100 周年,是全党全国各族人民的共同心愿,是党和国家政治生活中的一件大事,需要在党的诞生地举办重大纪念活动。上海作为党的诞生地,目前还没有与中国共产党作为世界第一大党地位相称的、能够承载重大纪念活动的纪念场馆。因此,在中国共产党建党 100 周年临近的时刻,在上海建设“中国共产党第一次全国代表大会纪念馆”,对于庆祝建党 100 周年既具有重大意义、又是十分迫切的。

在此背景下参建各方发扬拼搏精神、攻坚克难、极力进取,共同打造百年品质红色文化纪念馆。

1 工程概况

项目地处上海市黄浦区新天地历史文化风貌区内,北枕湖滨路、西靠黄陂南路,东面和南面被太平桥公园包覆。纪念馆主体地上一层、地下一层,总建筑面积 9 690 m2。其中地下主要功能为展厅、库房和设备机房,建筑面积约 6 780 m2;地上分主楼和辅楼两栋单体,主要为入口门厅、过厅、多功能厅、贵宾接待以及部分设备用房,建筑面积约 2 910 m2,最大高度 12.5 m。

2 立面设计

2.1 设计理念

本项目的设计理念从“源起石库门,走进新时代”出发,将“石库门中的伟大开端、石库门中的开天辟地、石库门中的精神家园”作为设计的总体原则,项目建成后将成为讲述建党故事、彰显建党初心、弘扬建党精神的红色殿堂。

立面设计从石库门出发,坚持“呼应一大会址、融入城市风貌”的设计原则。建筑整体为砖砌立面,局部以红砖拼花及斗拱装饰,建筑每侧均有石库门意向的拱券作为立面装饰,与一大会址、新天地整体风貌一致,建筑的六个转角处设置铜制壁画,壁画主题结合展陈内容制定。纪念馆主入口大门采用五开间设计,灰砖墙做底,红砖和石库构成红色之门,对称布局,大气庄重,整个大门当中高两边低,其中中间为出入口,两侧为辅门装饰。既有原“一大会址”的元素提升,又有细部匠心打造,引人寓意联想。大门两侧辅门高度同广场对面辅楼石库红门一致,和谐呼应。建筑屋面为瓦材质铺面,主楼屋脊两侧为可开启采光天窗,利用现代建筑做法与传统石库门风貌呼应。

石库门风格建筑是具有海派特色的建筑群体,带有浓厚的中西合璧的色彩,既有江南传统民居的空间组织,也有源自西方的山花、拱劵。新建纪念馆也继承了石库门的经典元素,并在门头及山花的设计上采用了原点开端、旭日东升的理念,展现中国共产党的万丈光芒;在拱劵设计上效仿周边建筑及一大会址,呼应历史、传承文脉。

在立面主材选择上,经过调研发现一大会址外墙面采用砖片作为装饰,周边石库门建筑外墙面则采用 85 规格的老砖砌筑,经过效果对比及专题讨论确定了新建纪念馆采用95 规格清水砖作为外墙饰面,在融入石库门建筑群的同时体现纪念馆的厚重感。

在屋面设计上延续建筑肌理、还原百年风貌同时又注入当下节能、环保的绿色理念,在小青瓦风格屋面的基础上嵌入玻璃天窗,增加馆内自然采光。

2.2 立面一体化构造深化

在还原石库门风貌建筑的同时纪念馆还需满足现代建筑的防水、保温等功能需求。在经过对清水砖墙设计图纸深化后建立 BIM(Building Information Modeling,BIM),并制作实体样板模拟外观效果和功能效果,最终确定了清水砖墙防水保温一体化构造。通过在结构墙体(砌块墙)内设置的拉结筋与清水墙灰缝内通长筋焊接将清水墙稳固在结构墙外侧,并在其中设置 JS 防水涂料+防水透气膜+砂浆嵌填密实的形式作为外墙防水,在防水涂料至防水透气膜之间设置钢架龙骨并嵌填岩棉板,满足了外墙热工性能小于 0.8 w/m2k的要求,将外立面整体保温与防水构造结合,形成了完善的防水保温节能体系。外立面构造示意如图 1 所示。

图1 外立面构造示意图

由于清水砖墙高度在 6.5~12.5 m 之间且砖墙间无圈梁、过梁等构造措施,仅靠结构墙内拉结筋无法承载墙体重量。故在主体结构上部框架施工时同时设置层间混凝土挑耳,每 3 m 设置一道挑耳辅助分担清水砖自重。对于墙顶山花及墙间拱劵等特殊造型处,则将钢架龙骨固定在结构层上,再进行后续清水砖施工,从而增强外立面墙体的稳定性。

3 施工创新

3.1 紧邻国家级重点文物建筑的深基坑施工保护技术

本工程位于中共一大会址的东侧,基坑边线距离一大会址最近仅 13 m。同时,基坑西侧还有原上海滩餐厅,基础形式为条形基础,框架 2 层结构,其最近处距离基坑不足 1 m。在施工过程中特别是基坑施工工程中,如何保证附近国家级历史性建筑的安全,成为本项目过程中一个非常重要的研究课题。

项目部在施工前期对场内不良地质及障碍物进行清除,槽壁加固阶段制定最合理的施工流程并将距离保护建筑较近的三轴搅拌桩改为 MJS 工法桩以减少土体扰动,基坑开挖阶段优化土方开挖流程以控制基坑变形,在基坑施工过程中采用自动化检测系统实时监测重点建筑变化,从先进的工法、自动化设备、细化管理模式、优化施工流程等手段出发,保护国家级历史性建筑在施工期间的绝对安全。

3.1.1 方案优化

为了减少三轴搅拌桩加固施工对保留建筑地基的影响,将基坑西侧部分三轴水泥土搅拌桩改用 MJS 高压旋喷桩,有效降低了土体扰动并且保护了土地资源和周边建筑。

3.1.2 信息化、智能化技术

工程前期通过无人机航拍、实地放样等手段,收集基坑周边表面环境信息,通过联合管线权属单位召开会议收集基坑周边地表下管线信息。综合各项数据进行 3D 建模,绘制三倍基坑开挖深度范围内环境图。

为了掌握施工过程中对一大会址产生的影响,采用了自动化监测系统,将采集终端(如静力水准仪自动化监测、测量机器人自动化监测系统、裂缝自动化监测系统、应力自动化监测系统及振动监测技术等)的数据实时反馈至云端进行汇总,同时在监测平台上进行数据展示,通过对数据的异常识别进行报警或预警。

3.2 百年品质的地下室防渗漏隔水技术

工程建于原太平桥公园内,改造后的太平湖位于地下室上方,而纪念馆主要展厅、文物库房均位于地下室内,对房间环境有着恒温恒湿的严格要求。保障百年品质的关键在于纪念馆整体的防渗漏隔水技术。项目部从设计角度、施工角度、整体改造角度同步出发,从防水材料、防水施工工艺、防水施工质量保证措施、结构自防水质量、太平湖改造的契机等多方位对地下室防水质量进行控制。

项目开展前期经过设计方、施工方汇总讨论及专家咨询、论证后,确定了“抗+防+排”结合的防渗漏理念,其中“抗”是指充分发挥结构混凝土的自防水性能,“防”是指结构迎水面设置多重防水构造,“排”是指结构背水面设置疏水系统。

3.2.1 结构自防水

(1)混凝土配合比研究。为了提升混凝土自防水能力,本工程选用不同配合比进行多次对比实验,观察养护 7 d 及28 d 的混凝土状态,确定地下室底板、外墙和顶板的混凝土配合比及外加剂选用。

首先为了确定 C 35 P 8 级配的底板用料配比,选用了 7中级配组合的混凝土进行试验比对。

本次试验确定了各级配最优配合比,各类材料均选用优质品牌(海螺的水泥,南陵华伦的砂,新开元的碎石等),设置专用筒仓进行原材料仓储,设置专用搅拌机进行拌料。保证地下室混凝土达到理想的自防水效果。

(2)防水节点优化。为了减小结构后浇带及施工缝等部位渗漏发生风险,本工程将底板划分为 3 个分仓,采取跳仓法施工工艺,并在分仓缝处设置止水钢板及快易收口网。相较于传统留设后浇带的形式,跳仓法施工减少了结构内施工缝条数,降低了大体积混凝土热胀冷缩引起的渗漏风险。

从施工工艺上针对格构柱穿越底板区域渗漏风险,采用了格构柱上涂刷水泥基渗透结晶、设置两道止水钢板的措施;针对底板与外墙连接处施工缝、外墙水平施工缝等防水薄弱部位,采用了设置企口及止水钢板的措施等。通过改进施工工艺、细化薄弱部位防水节点措施进一步增强了混凝土自防水能力。

3.2.2 结构防水构造

通过在结构迎水面或背水面设置质量优异的防水材料并细化防水构造以增加本工程地下室的防水能力,其中地下室底板迎水面设置两道防水卷材,背水面设置排水板;地下室外墙迎水面设置一道防水卷材、一道防水涂料,背水面设置一道防水涂料及排水板;地下室顶板迎水面设置两道防水卷材、一道防水涂料及排水板。

3.2.3 结构疏水构造

除排水板外,本工程还在底板顶找坡层内设置了纵横交错的暗沟,一方面阻止渗漏的水流在找坡层上蔓延,一方面将找坡层划分为多个区域,缩短了找坡距离,加大了找坡高度,有利于将底板中可能存在的水汇入排水暗沟。

3.3 数字化精益建造技术

为了更好地建造中共一大纪念馆,本工程采用了数字化技术构筑项目模型,更直观地发现设计问题,更便捷地优化设计、深化图纸,为纪念馆的精确建造提供帮助。基于这些结构、建筑、机电、装饰等各专业模型,还构建了 BIM 信息管理平台将 BIM 模型与施工进度、资料管理、商务核算等多方面进行整合,避免了各部门之间信息交流不及时的状况,增加了项目资料的留存率,为项目管理人员的工作带来了极大的便利性。本工程还引入了人脸识别装置、MR智能头盔、智能安全帽、AI 视频摄像头、扬尘环境监测仪、智能车磅等新兴技术用于建设智慧工地。在人力有限的情况下,通过配置先进设备着重针对现场的安全问题、质量问题、人员管理问题进行识别和管理,极大提高了项目管理人员感知项目环境的能力,有效提升了工地数字化精益建造的程度。

3.3.1 模型深化本项目建立了各专业的基础模型,并分别进行碰撞检测,解决多专业的协调、深化问题。利用 BIM 技术在三维空间内将结构、机电、装饰等模型进行整合,对碰撞部位进行检测,形成碰撞检测报告并及时反馈给设计单位进行修改,保证纪念馆的精确建造。在此基础上还通过二结构深化探索了快速建模的技术,通过制定构造柱、圈梁、导墙的设置原则来实现模型的一键生成,极大提高了建模效率。

3.3.2 协同平台

本项目采用公司自主研发的基于 BIM 的协同平台,将场布模型、结构模型与施工实时进度、质量安全资料管理等集成应用。利用平台直观查看项目施工进度、及时掌握现场安全及质量问题,减少沟通的时间偏差,并对问题进行追踪跟进,加强了质量、安全管理。为项目部更好地建设红色文化纪念馆提供了坚实的基础。

3.3.3 智慧工地

在 BIM 信息管理基础上还可以将更多的人工智能、传感技术、虚拟现实等高科技技术植入到建筑、机械、人员穿戴设施、场地进出关口等各类物体中,实现工程管理人员与工程施工现场的整合,以更高效、更灵活、更智慧的方式改进工程。本项目采用了人脸识别智慧门禁、空调能耗智能监控、AI 视频识别危险源、智能地磅、塔吊钢丝绳监控、空调能耗监控等多项措施,对项目人员、资源消耗、材料进出场等进行系统追溯,也对现场安全问题展开智慧监控,节约劳动力同时实现对工程的全过程全方位管控。

4 结 语

中共一大是中国共产党梦想起航的地方,具有重大的历史意义。在上海这个中国红色文化的总源头,建设中国共产党第一次全国代表大会纪念馆,既有助于向世界展示我们党艰苦卓绝的奋斗历程和不忘初心、坚定信念、继续前进的信心和国际形象,有利于扩大我们党的国际影响力;又有利于进一步提升上海城市文化品牌,促进上海国际文化大都市的建设。

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