挑战深坑酒店

文‖《上海国资》记者 王铮

挑战深坑酒店

文‖《上海国资》记者 王铮

从单纯的施工难度来说，这是一个中等偏上的建筑，但因为没有先例，每一个施工方案都要通过数据计算、专家评审，推进的过程很漫长

2016年末，被谓为世界建筑奇迹的佘山世茂深坑酒店实现钢结构封顶，将于 2017年底竣工。建成后这家酒店包括地上3层、地下14层、水下2层，能为1000名客人提供会务和休闲服务。

这家世界海拔最低的深坑酒店地点位于上海佘山一座深达80米的废弃大坑，该深坑原系采石场，经过几十年的采石，形成了一个周长千米、深百米的深坑。

早在2006年，开发商上海世茂决定利用深坑的自然环境建造一座五星级酒店，整个酒店与深坑融为一体。上海世茂并有意将此项目打造成世界建筑奇迹，特聘请设计迪拜帆船酒店设计师Martin Jochman带领的阿特金斯团队担任建筑设计，由中建八局负责建筑施工。

要建造上下高度落差如此巨大的深坑酒店，将是一个极其复杂、浩大的工程。它的“深度”，也会带来无数的技术难题，尤其包括消防、防水、抗震等。

中建八局在2008年中标入场，2013年3月始正式动工。

“在这几年中，项目经历了设计方案一次次的调整，再一次次报批，反复洽谈，斟酌细节，考究规划，不断去完善与优化。从单纯的施工难度来说，这是一个中等偏上的建筑，但因为没有先例，我们每一个施工方案都要通过数据计算、公司专家评审、政府机构专家评审等再实施，推进的过程很漫长。”中建八局总承包公司浙江分公司经理葛乃剑对《上海国资》表示。

据了解，这项工程建设中因攻破诸多工程难关，受理38项专利。授权19项专利。

进场

施工团队要解决的第一个难题是，混凝土和人员如何进入深坑施工现场。

在地质、地形复杂的矿坑内，栈道曾是连结坑顶与坑底的唯一途径，“之”字形的窄小通道，仅供两人并排行走，一个单程约需15分钟。

总计要将约55000立方米混凝土、3700吨钢筋、6900吨钢结构、6000平方米模板、1万米钢管等大件物品运送现场，栈道显然难以承担，常规方法也行不通。

“比如说混凝土，一般的方法是施工单位先到搅拌站采购好，然后通过橄榄车运送到施工现场。”葛乃剑介绍。

但这种方法显然不适合深坑作业。“当然也可以用传送带，将混凝土从地上输送到地下，但是采购这种传送带的价格很昂贵，且运到地下深坑再安装，时间和施工成本无法估计。”葛乃剑表示。

实际上，混凝土向下超深输送，存在混凝土易离析、坍落度损失大、易堵管等问题，一直是施工技术上的一大难点。

中建八局采取的方法是，“一溜到底”和“三级泵送”。这两种方法亦是根据南北两面岩壁地势不同而发明。

“如何既不突破资金预算又要保证安全质量，一直是这项工程最大的挑战。”葛乃剑表示。

所谓“一溜到底”，即在地面上将调试出来的混凝土每天通过直立的大金属管直接溜到施工现场作业平台。中建八局在现场设立了两根金属管运送混凝土。

“三级泵送”即通过混凝土汽车泵、溜槽、混凝土固定泵再到各个工作面上。“三级泵送则相当于儿童乐园的滑滑梯，地面的混凝土经过3次缓冲后达到工作面，为什么要3段缓冲？是要释放其冲击力。在这个过程中要设计好角度、缓冲阻尼、汽车泵、溜槽和固定泵的最佳位置以及混凝土的配合比等。”葛乃剑介绍。

在这其中，混凝土的配合比极具技术含金量。

“制造混凝土就好像和面粉一样，这项工程要求的混凝土强度很高，要防渗水。那么制造高强度的混凝土，比如水多少、石子多少、黄沙多少、各类添加剂多少，规格和比例要严格控制，并且要必须确保往下输送的时候不产生离析。”葛乃剑介绍。

据了解，为制造混凝土的配合比，施工团队特聘请中建八局享受国务院特殊津贴的工程师专门研制。

在施工时，这两套方案通常是同时使用。

解决了混凝土的输送问题，施工团队还面临着这么多施工人员如何在落差近80米的现场上下。

“建筑工地一般都有传统的施工升降机输送，但这种升降机因大多适用于地面高楼，运行方式是直上直下，地面施工时通常是将升降机固定在混凝土墙面或者钢筋柱上，地下作业当然也有专用的电梯，称为倾斜电梯，但如果我们深坑作业采用这种电梯，面临的问题一是要去厂家专门定制，成本较高，施工时间也会相应拖长，另外，这种倾斜电梯每次上下的人很少，不适合施工作业。”葛乃剑表示。

施工团队仍然决定采用传统的施工升降机运送，但附着在什么地方？“不规则、倾斜的崖壁上很难固定电梯，我们想的办法是将一台塔吊的大手臂拆掉，将升降机固定在塔吊的标准节上，便于人员上下。”葛乃剑介绍。

塔吊的组成包括起重臂、平衡臂和标准节等，所谓塔吊标准节，在塔式起重机中起着支撑和稳定的重要作用。

目前已被列为专利的异形断面施工升降机，原理其实很简单，其利用塔吊标准节作为施工升降机的附着结构，将两台四轮移动式施工升降机附着于塔吊标准节的两侧，这样很好地解决了向下超深80米施工升降机的安装问题。

“对于新的方法，我们是通过各种力学测算，比如在极端情况下，按照标准节的承载力进行了模拟运行，再邀请专家讨论认证，最后才付诸实施，运行2年，应该说达到了效果，随着主体结构完工，马上就可以将升降机安装在主体结构上。”葛乃剑表示。

事后回想，葛乃剑仍感慨，“虽然通过论证，但实际运送时仍时时警惕，因为毕竟是附着在高达55米的标准节上，上下运输过程中是时时摇晃的。”

梯田式底板

“挂”在悬崖上的酒店如何浇筑底板？在浇筑底板之前是打下桩基，这是建筑施工第一步。峭壁上如何打下桩基？且深坑酒店的周边是陡峭的岩石壁，防震是极其重要的问题，桩基和底板又将如何设计？

为了解决这个最重要的问题，设计团队将地质勘测结果和酒店的工程结构设计输入计算机，通过一系列模拟测试反复检查建筑设计的强度和抗震性能，最终确保深坑酒店可抗9级以上地震。

“岩石崖壁表面一层是强风化层，而深坑酒店的主体结构大面积与坑壁围岩碰撞，所以工程桩必须打至岩石持力层到中风化层。现场情况复杂，岩石风化程度不同，工程桩为一桩一探施工难度高。”葛乃剑表示。

施工团队首先要做的是将岩石表面的强风化层进行剥离，抽水。

“剥离的方法主要是爆破，让岩石表面露出中风化层，中风化层的强度很大，可以立桩。”葛乃剑表示。

但爆破的工作量大，精度要求也很高。“因坑深坡陡、作业困难，且爆破时不允许对保留岩体及坑顶已施工结构产生扰动，因此对爆破施工安全质量要求高，需经周密计算和验证。”葛乃剑表示。

事实上，在全部施工过程中，中建八局熟练地运用了BIM技术。“比如对复杂节点进行钢筋排布，通过BIM技术三维可视化、协同性和信息可提取性的特点，构建实体模型，对复杂节点按照设计图纸配筋，对钢筋穿插、定位进行模拟，解决钢筋、大预埋件、锚索相互冲突问题，指导现场施工。效果很好。”葛乃剑表示。

爆破也采用了BIM技术。“主体结构与崖壁虽然是大面积碰撞，但到底哪些点会发生碰撞？碰撞到什么多深的程度？通过BIM技术我们能精确掌握，那么能不爆破的我们尽量不爆破，保持原貌。”

在崖壁露出中风化层之后，因为崖壁不规则，施工团队亦利用BIM三维模拟技术，对回填混凝土根据不同标高进行了分层。

“最后形成的面貌并不是一块平整的底板，而是梯田式的分层底板。”在这些梯田式的底板上，施工团队在各个分层表面上开出一条一条的凹槽，又将在建筑物主体结构上用混凝土钢筋浇筑成一个一个的“榫”，将这些榫按照位置嵌进凹槽中。

“类似于中国传统的木匠技术。”葛乃剑介绍。

在“榫”与凹槽相嵌之后，施工团队再抹平地表。

“事实上，每个难点的解决，我们所用的并不是很尖端的科技，而是将已有的成熟技术与现状结合起来，一一制定解决方案。施工团队集思广益，每天都是头脑风暴，我也鼓励大家尽情发挥想象力，无论多么大胆或者幼稚。”葛乃剑表示。

他们的目标是，千方百计让现场与设计师的要求一致。

目前，主体结构虽然圆满完成，但挑战犹在。

“一是屋顶的设计是绿化园，那么意味着要将土石堆积在混凝土钢筋上，最大承载力需要详尽计算。另外，屋顶最后要呈现出圆弧形，如何达到设计要求也将考验我们。”葛乃剑表示。

事实上，未来的考验还有酒店内部空间分割和装修。“酒店内部有很多钢筋柱，空间的分割和装修很有难度。”

更重要的是，地处深坑，消防安全如何顾及?葛乃剑介绍，酒店的消防逃生将是立体型的，住在深坑中的住客，可以往上向地面疏散，也可以向地下平台逃生，在平台各方位还设立若干水炮，可以直接打进楼层。

“在无先例参考的情况下，每一道工序，任何一个环节都需要反复论证。”葛乃剑表示。