中國摩天大樓將佔世界6成，留下的工程問題如何解決？

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出品|網易新聞學院

作者|須臾千秋

自21世紀以來，中國的「第一高度」被不斷刷新。從東方明珠，到廣州塔，到上海中心大廈，高樓們「各領風騷數百天」，然後馬上又被它們的後輩超過。

對別人來說高大上的超高層建築，對中國工程師來說已經是信手拈來的量產品了

然而，高度不是我們追求的唯一，如今，我們追求的是建築的適用、環保、美觀，以及與周圍環境的融洽。所以今天，我們就來說說深圳平安金融中心。

深圳平安金融中心已經不再簡單追求高度，而是追求技術、環保與審美的均衡。圖片來源見水印

深圳平安金融中心都用了哪些領先技術？

「工人解放者」——泵送混凝土

混凝土，通常由水泥、砂子、石子、水以及各種外加劑依一定的比例拌合而成。它的力學強度高，造價低廉，原材料來源廣泛，而且可以根據模板被塑造成任意我們想要的形狀。因此成為了當今世界上應用最廣泛的建築材料。

但是，混凝土的使用可有大學問。首先，各色材料的比例設置就是個大課題。水加少了，混凝土漿太干，沒法成型；水加多了，混凝土硬化之後就會很脆弱。其次，混凝土澆築在模具上以後，要由工人來振搗密實，後期還要持續養護，防止它出現裂縫。

而且，混凝土能夠流動的時間是有限的，要是沒能在有限的時間內成型好，先硬化了，那這批混凝土就廢了。因此，拉混凝土的攪拌車司機，最怕的就是堵車。一旦堵車，混凝土就會凝結在攪拌車裡，這攪拌車就廢了。

傳統混凝土的澆築費時費力，佔用大量的人工。圖片來自網路

到了超高層建築當中，混凝土的使用又有了新問題。高層建築動輒需要在幾百米的高空澆築混凝土，如何將混凝土運送到樓上去呢？

靠電梯？太少了。

靠吊車？太慢了。

最後工程師們想到：用管子！把混凝土調的特別稀，然後用高壓泵把混凝土順著管子泵到樓上去！

泵送混凝土有著長長的管子，高層建築中，長度還要長上十倍。圖片來自網路

可是，高層建築都需要混凝土的高強度。如何將混凝土做得又稀、強度又高呢？工程師們想到了「減水劑」。減水劑可以將水泥顆粒在水中分散開，在不增加水的情況下，使混凝土的流動性變好。這樣一來，又保證了強度，又增大了流動性，混凝土就可以像稀粥一樣沿著管子送到百米高空上去了！

除了減水劑外，工程師們還要調節混凝土砂子、石子的種類和形狀，便於混凝土流動，同時減小對管道的損傷；還要加入一些「緩凝劑」，防止泵送的過程中混凝土就凝結在了管道里。表面上髒兮兮的混凝土裡，「商業機密」多著呢。

除了泵送方便外，這種特殊的混凝土還有一大優點：省人工。這種混凝土能夠自動流平，工人只需要在邊角稍作修理，它就能變得比普通混凝土更加密實。工地再也不需要工人師傅們面朝樓板背朝天，拿著振搗棒一寸一寸地振搗混凝土了！同時，由於人員少了，施工現場整齊有序，施工環境也改善了許多。工作對工人師傅們的要求也越來越多地體現在技術層面，不僅僅需要蠻力了。

泵送混凝土可以自動流平，節省了大量的人工。

為了做好自密實混凝土，深圳平安金融中心項目的工程師們使用了三台世界最高壓力的超高壓拖泵，融合了德國PUTZMEISTER技術與迪拜塔的施工經驗，找到了全套技術。輸送混凝土採用的管道由高強、高耐磨、低摩阻力合金泵管鑄造，國內頂尖淬火工藝處理。可以說在泵送混凝土方面，平安中心的工程師已經做到了輕車熟路。

深圳平安中心採用的世界最高壓混凝土超高壓拖泵。圖片來源見水印

「工期推進器」——爬升式模板

模板是混凝土澆築過程中的重要構件。要等到混凝土在模板的約束下硬化成型，並且形成一定的硬度之後，才可以將模板取走，放在另一處需要澆築混凝土的地方繼續澆築。

然而，對於超高層建築來說，單次需要成型的混凝土量非常大，模板的重量驚人。像深圳平安金融中心項目選用的整體式模板，總重達30噸。如果單純依靠人工來拆、裝模具，那麼施工效率必定是十分低下的。

因此，在高層建築中通常選用「爬模」這種裝置。一旦混凝土強度形成，爬升式模板在人的操縱下可以自動向上爬升，到達指定位置後再自動組裝，以便澆築新一輪混凝土。

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爬模工藝示意圖，視頻來自優酷

深圳平安中心選用的爬模技術世界領先。不僅能夠解決超高層建築中最難的伸臂桁架、截面變化的技術問題，而且其全新的動力系統改變了整個建築流程，使得分區流水作業得以實現，平衡了勞動力，大大提高了工作效率。它既可以直爬，也可以斜爬，爬升速度快，無論面對建築中怎樣刁鑽的傾斜角度也可以完成任務，為工程的順利進行做出了巨大的貢獻。

平安中心的爬模從地下四層開始，最大爬升高度555米，開創了國內300米以上爬模施工的先例。

深圳平安中心爬模現場圖，工地井然有序，全無想像中工地的骯髒混亂。來源見水印

「工程統治者」——建築信息模型

超高層建築的修建是一項系統工程，涉及幾十億的投資，上千人的共同工作。指望一個項目經理來全權進行管理是不可能實現的。但在進入信息時代之後，設計圖紙已經從紙上全部搬到了電腦上。何不把整個施工過程也都「搬」到電腦上呢？當然可以，這就是建築信息模型技術，又稱BIM。

BIM不同於普通的電子圖紙。它不僅僅是靜態的圖，而是將整個施工的流程動態地存儲在計算機當中，是建築施工技術與計算機技術的有機整合。三維的建築整體加上時間，BIM在電腦中展示的是建築施工的全周期。

在BIM系統的幫助下，深圳平安金融中心的施工實現了流水化。具體到每一天、每一步的工序，都在電腦上被原原本本地設計了出來。工程師們只需要按照既定的程序來做，並將結果實時地反饋給計算機。

BIM中展示了建築的每一個分系統，分別發揮作用並最後整合。圖片來自築龍網

除了指導施工外，BIM還可以用於工程的各類交流中，如工程例會、專業技術會議等。由於其高度整合性，不同專業的人，如結構工程師與給排水工程師，可以坐在一起交流並修改方案，不受專業壁壘的限制。

通過計算機將工程師們從簡單重複的機械化勞動中解放出來，投入到更有意義的創造性勞動中去，以更加優化流程、解放更多的勞動力。

結語

深圳平安金融中心背後涉及到的核心技術還有許許多多。這些技術與經驗不僅屬於平安中心這一座大樓，而是可以在每棟超高層建築之間通用。換句話說，我們的造過的大樓越多，造大樓的技術也就越熟練。在未來五年里，中國的超高層建築數量將達到世界的60%。

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