技术优化助力北京大兴国际机场精品工程

夏海杰，张志威，王振宇，李 阳，兰文臣，刘 杰

（中国建筑第八工程局有限公司华北公司，天津 300450）

0 引言

随着中国社会主义建设的飞速发展，建筑行业的市场竞争也愈加激烈。施工技术作为行业内竞争的核心要素，对企业所建工程的建设水平及建设成果有着至关重要的代表性，其管理与优化对企业的发展与立足起着重要作用。本文主要对北京大兴国际机场工程技术的管理与优化等进行论述，旨在为项目提高施工效率，提升建设成果性能，增强社会影响力。

1 工程概况

北京大兴国际机场航站楼采用五条指廊指向不同方向的布局形式，北侧综合服务楼犹如航站楼第六条指廊，与航站楼遥相呼应，整体形成火凤凰形态，设计优美。中国建筑第八工程局有限公司承建的北京大兴国际机场停车楼及综合服务楼工程总建筑面积 50.3 万 m2，包括地下交通及地上停车楼和综合服务楼 3 个单位工程［1］。其中地下交通工程约 10.7 万 m2；地上停车楼 26.4 万 m2；综合服务楼又分为酒店和办公两部分，建筑面积 13.2 万 m2。效果图如图 1 所示。

图1 北京大兴国际机场效果图

2 技术优化重要性

2.1 提高施工效率［2］

本工程为大型公共建筑，工程体量大，建筑面积大，且工期紧，对技术水平要求明显提升。施工过程中受不同因素的影响，面临的问题多，直接影响施工效率。通过对不同施工主体的研究与分析，优化施工技术，确认切实可行的优化方案，可大大提升施工效率，缩短施工工期。

2.2 提升建筑性能

通过技术优化，改善施工工艺、施工材料及施工顺序，内在品质上可提高产品结构质量可靠性、安全性及使用功能性。在微观上细部构造处理精致细腻，提高工程品质，在宏观上观感质量良好，给人以美的感受，整体提升建筑性能。

3 技术优化的应用与实施效果

3.1 大面积超深基坑桩锚支护体系优化

3.1.1 技术优化

1）施工难点分析。本工程基坑设计安全等级，轨道交通深坑区为一级，停车楼浅坑区为二级。基坑由浅坑区和深坑区两部分组成，基坑周长 2 043 m，基坑面积约 15 万 m2，其中深基坑区域 8.7 万 m2，开挖深度约18.45 m，土方量约 160 万 m3，数量巨大［3］。

在初步支护设计中，轨道交通深坑区东西两侧基坑支护采用单排桩锚形式，支护桩为直径 800 mm 灌注桩， 单排桩间距为 1 500 mm，支护桩顶设置1 000 mm× 600 mm 冠梁。深浅坑交界处设置预应力锚杆 3 道，采用 1 860 级预应力钢绞线一桩一锚形式支护（见图 2）。

图2 单排桩锚支护体系（单位：mm）

①本工程土方量巨大，工期短，且施工时间处于北京地区雨季阶段，基坑工程施工工期紧张，如何快速挖土、出土为本工程施工难点。

②单排桩施工，土方开挖需同锚杆竖向间距协调同步，严禁超挖。则基坑开挖需分步进行，占用工期较长。

2）技术优化措施。

①由支护桩单排变双排，可减少中间一道锚杆的施工时间；通过上提第一道锚索标高至冠梁，使位于工期主线第一道锚杆施工变为了穿插在冠梁前的工作，并不占用工期主线，可大大节省工期。通过以上两点节省的两层锚杆施工时间，可大大缩短基坑阶段施工工期。考虑施工工期紧张，将原有单排桩 3 道预应力锚杆支护优化为双排双道预应力锚杆支护。双排桩做法如图 3 所示。

图3 双排桩锚支护体系（单位：mm）

②优化为双排双道预应力锚杆支护体系，攻克了超大体量深基坑工程在短期内完成开挖出土的难题，为工期节点目标的实现创造有利条件。

3.1.2 优化实施

1）钻机就位时，钻机安装的地基要平整夯实，要求钻机机体垂直、稳固。钻孔前需确定标高基点，以此为控制点确定孔深。严格按照设计图纸进行角度与深度控制，确定无误后方可进行施工。钻孔过程中需严格把控钻杆质量，发现问题及时进行纠正。

2）操作人员上岗前，必须进行安全培训和交底，机具使用人员宜熟悉机械性能、操作熟练、能排除故障并能进行机械维修与保养。锚索施工时，在千斤顶附近需设置警戒线，并设立提示牌，无关人员严禁靠近。

3.1.3 实施效果

该技术发表论文 1 篇，形成专利 1 项，通过北京市建委鉴定达到国内先进水平，形成工法 1 项。

采用双排桩锚基坑支护体系，通过将桩锚支护体系第 1 道锚杆调整至冠梁处，冠梁与锚杆一体化施工，减少第 1 道锚杆施工占用的时间，缩短工艺间歇时间，加大锚杆设置间距，减少锚杆道数，减小锚杆与工程桩交叉影响，解决了锚杆施工穿插影响土方施工的难题，大大加快了基坑的整体施工进度。

近年来，随着城市建设的发展，地下工程越来越多，桩锚基坑支护体系在深基坑工程中应用已较为普遍，双排桩锚基坑支护体系作为一种新型的支护形式，结合了双排桩和锚杆支护体系的优点，提高了支护体系的抗侧向变形能力，增加了双排桩锚体系在基坑工程中的适用范围，应用前景广阔。该支护体系适用于大面积超深基坑，基坑边限载范围外需布置施工场区的情况以及地下水位较高或土壤中浅层滞水含量丰富、地质条件相对较差的淤泥质土、粉砂、粉土等易产生塌孔或缩颈的地质地层。

3.2 室外工程地面铺装做法技术优化

3.2.1 技术优化

1）施工难点分析。停车楼及综合服务楼工程室外工程包括 C、D、E、F 线 4 条道路，其中 D、E、F 线 3 条道路为环绕综合服务楼周圈布置，均为消防车道。综合服务楼包括酒店和办公楼两部分，为人群密集区域，周圈车辆及人员流动量较大，因此对地面铺装质量及使用耐久性要求较高。原设计道路面层为 S 形连锁花砖，尺寸为 240 mm×112 mm×60 mm，铺装面积约 8 000 m2。

①铺砖面积大，连锁花砖形状奇特，尺寸较小，拼缝多，对铺装技术要求高，铺装速度较慢，占用工期长。D、E、F 线 3 条道路在施工期间为现场施工材料运输的主要通道，石材铺装期间影响道路的正常运行，影响整体工期。

②连锁花砖抗压强度、抗弯强度、耐磨强度较低。由于室外铺设长期雨淋、碾压容易脱落、凹陷，容易损坏。后期拼接不平整，容易堵塞，不容易清洁彻底。后期修理维护周期短且频繁，维护费用较高。

2）技术优化措施。

①联锁花砖铺设部位车辆及人员流动量较大，考虑地砖耐久性，连锁砖面层因强度低和易老化原因难以长久，不利于长期使用及后期维护。而沥青混凝土路面耐久性好且路面平整，易于清洗维护。

②考虑沥青混凝土路面施工速度快且施工材料现用现购，不占用施工场地空间，对道路正常运行影响较小。

将原设计 D、E、F 线 6 cm 厚联锁花砖变更为8 cm 粗粒式沥青混凝土 AC-25+4 cm AC-13（SBS）改性沥青混凝土进行施工。

3.2.2 优化实施

1）面层铺设之前，应根据技术规范、标准对工人的安全措施进行监督管控，确保无安全事故发生，对进场材料进行严格把控，确保施工材料质量符合要求。

2）施工过程中，对混合料特性随时进行检查，若发现材料特性有问题，应及时停止施工，进行材料分析并做出调整，保证施工材料质量的优越性。

3）施工完成后，应做好成品保护措施，在施工部位周围设置警戒线或围挡，严禁车辆或行人通行，待沥青混合料面层冷却并达到相应强度要求后，方可通行。

4）应随时观察面层的施工裂缝，分析原因并采取措施进行整改。压实时，压路机应紧随摊铺机，采用“紧跟、慢压、高频、低幅”措施。

3.2.3 实施效果

采用沥青混凝土路面，表面平整、无接缝、施工期短且可分期修建，施工期间对道路正常运行影响较小，并且提升道路整体性，增强观感效果，施工效果图如图 4 所示。

图4 沥青混凝土路面效果图

1）沥青混凝土路面行车舒适、振动小、噪音低，对综合服务楼内人员的办公和休息影响减小，提升道路性能。

2）沥青混凝土路面增强路面耐磨、耐久性，不扬尘、易清洗、养护维修简便并可再生利用，大大降低后期维护费用。

该优化适用于大型商场、医院等公共建筑周圈道路。

3.3 停车楼增加装修做法技术优化

3.3.1 技术优化

1）施工难点分析。停车楼原设计图墙柱、梁板为清水混凝土结构，停车区及行车道为清水混凝土结构外露，无装饰装修做法。建筑设计总说明中写明：停车楼内所有室外旅客可见范围的混凝土结构均为清水混凝土，即以拆模后的混凝土表面为最终完成面。

①停车楼平面面积大、视野空旷，清水混凝土施工难度大、工期紧张。

②清水混凝土效果不佳，模板平整度要求极高，后期会产生大量修补费用，修补后存在色差，视觉效果较差，影响停车楼整体形象。

2）技术优化措施。为更好地达到建筑设计效果，减小施工难度，提高施工效率，将清水混凝土结构变更为普通混凝土结构。普通混凝土结构增加装饰装修做法，以满足使用要求，提高工程品质。

①停车楼北侧外檐口直接外露，表面观感要求高，原设计为清水混凝土，设计优化改为普通混凝土后，增加檐口部位铝板装饰。

②东西两座停车楼，每楼 3 层，每条外檐口东西长度约 240 m，修补费用高达 500 万元，且修补难度大，效果不佳，将其他区域有格栅遮挡区域改为真石漆做法，可直接节省修补费用，且增强观感效果。

③停车楼内部梁板、墙柱增加真石漆面层装饰，增强装饰效果。

3.3.2 优化实施

1）从装修材料进场开始，严格把控，每批次进场必须附带出厂合格证及检测报告，现场抽查容重和阻燃性能抽测；施工过程中，项目管理人员必须执行“旁站监督”制度，严格做好过程检查及验收，严抓深化设计与样板引路制度，控制装修成品质量。

2）特殊工种作业人员应持证上岗，进场人员须经过三级安全教育，合格后方能上岗操作。施工现场禁止吸烟，明火作业要办理“动火证”，并要有防火措施。材料堆放到指定地点并配备消防器材。

3.3.3 实施效果

对于施工难度大，质量难以控制的清水混凝土结构进行优化，增加装饰做法，优化后有效规避清水混凝土结构的技术难题（模板要求高、混凝土配比要求高、色差不好控制、质量缺陷不好修补、养护要求高），显著提升建筑品质，增强整体效果，使停车楼整体装修达到了高大、明朗、舒服的效果，提升社会影响力，实施效果如图 5 所示。该优化应用前景广阔，适用于停车楼、大型广场、人群密集等大空间清水混凝土结构的项目。

图5 墙、柱装饰装修技术优化实施效果图

3.4 停车楼自流平地面聚氨酯罩面技术优化

3.4.1 技术优化

1）施工难点分析。本工程停车楼地下1层，地上 3 层，建筑面积 26 万 m2，其中停车区与行车区自流平地面面积占 21 万 m2，属于超大面积自流平地面施工，如何保证自流平面层施工质量，提高地面抗拔抗拉能力，保证地面施工质量是本工程的难点。

①本项目为开敞式结构，停车楼四周开敞，四周还在进行大规模的土方施工、绿化施工，而自流平罩面施工期间风大，风沙多，杨柳絮多发，这些对罩面施工提出了严峻考验，极易对地面施工造成污染。然而罩面为地面最外层做法，造成污染后极难处理，影响整体效果。

②停车楼停车区和行车区地面做法为水泥基自流平地面，自流平保护罩面为保护蜡，采用保护蜡以后每半年就需要维护重新打蜡一次，后期维护费用较高。

③鉴于多色组的水泥基地面致使地面施工分隔大量增加，会使水泥基自流平整体性差，接缝较多，后期质量隐患大。

2）技术优化措施。

①鉴于周边环境复杂，项目采取开敞式结构自流平罩面快捷施工技术避免施工期间污染。

②站在业主的角度，从保护蜡与聚氨酯罩面维护角度进行引导，将停车楼水泥基自流平上部的保护蜡改为聚氨酯罩面，后期无维护费用。

③将保护蜡优化为聚氨酯罩面，可使水泥基自流平地面整体施工，提高抗拔能力，保证施工质量。

3.4.2 优化实施

1）自流平施工完毕后检查基层含水率合格后方可进行聚氨酯薄涂施工。施工前需要对水泥基自流平进行打磨处理，以便于地面材料的粘结。将表面杂物清除干净，在自流平表面涂刷聚氨酯罩面，确保完全渗透与粘结，达到对自流平的防护效果。施工完毕后 24 h 内不能上人行走。

2）施工前应对施工机具进行检查，保证各零件及线路完好无损，干净整洁。施工时应保持施工环境通风透气良好，加快材料粘结速度。

3.4.3 实施效果

采用聚氨酯罩面耐磨性能高，防滑性能良好，抗拔能力强，且可有效减少轮胎的噪音污染，同时保证自流平地面整体效果，观感质量美好，提高建筑品质。站在业主角度考虑，采用聚氨酯罩面可实现后期无维护，减少后期维护人员安排及相关费用，增进相关方的满意度，提升社会影响力。实施效果如图 6 所示。该优化适用于大型停车楼、商场地下车库等项目。

4 结语

图6 车楼自流平地面聚氨酯罩面效果图

在项目施工阶段，通过技术优化，改善施工材料、施工顺序及施工工艺，完善施工技术方案，而创造领先型施工技术，大大缩短了施工工期，提升施工效率。同时使工程在结构、观感、功能及使用性能上达到更高的水平，为创建精品工程、标杆工程提供了强有力的理论及实践基础［4］。该方法增强社会影响力，为类似工程项目提供了有价值的技术指导和经验做法。