第1章综述 1.1序言 广州珠江新城西塔工程高耸挺拔、光彩夺目,成为广州市的标志性建筑。其绚丽的成果,是前人无数的血汗、经验与西塔创新智慧的结晶,建设者们克服重重难关,将“万丈高楼平地起,盘龙卧虎高山顶”的雄心壮志体现得淋漓尽致。 此项目为现代化超高层建筑,其高度为中国第二高楼(仅次于上海环球金融中心)。与其他许多超高层建筑相仿,西塔项目在施工过程中也同样面临了许多施工上的困难,尤其是高楼顶层风力、台风等自然因素,高空交叉作业、动火作业等施工过程所带来的安全隐患。但是,由于西塔项目组从领导到每一个施工人员,秉持西塔精神,贯彻安全的文化理念,从组织、技术、管理等层面切实到位,认真负责,克服困难,降低、消除、避免安全隐患,使本项目的结构体以零事故顺利封顶。 超高层建筑是城市现代化的标志,是社会经济快速发展的体现,在以人为本发展理念指导下,安全已成为我国超高层建设的首要目标。解决好安全的问题,才能实现超高层建筑真正又快又好的发展。 本书将总结西塔项目安全管理的创新方法和关键技术,积累经验,供企业内部传承并向社会展示项目成果,以期成为超高层施工安全的典范,推进业界超高层工程安全管理水平,并为我国社会经济的快速发展提供服务。 1.2项目概述 广州珠江新城西塔工程(本文简称西塔项目)是集办公、酒店、休闲娱乐于一体的综合性商务中心,位于珠江大道西侧、花城大道南侧,西边毗邻富力中心,南边为第二少年宫。工程建成后,其新颖的结构体系,优美的建筑外观,将成为珠江江畔上的一道亮丽风景线,作为广州市的一个标志性建筑,对提升广州市的新形象,发挥积极且重要的作用。 西塔项目建设单位为广州越秀城建国际金融中心有限公司,由WilkinsonEyre Architects Arup联合体协同华南理工大学建筑设计研究院负责设计,中国建筑工程总公司、广州市建筑集团有限公司组成的联合体担任施工总承包,中国建筑第四工程局有限公司牵头组织施工,监理单位则为广州城建开发工程咨询监理有限公司。 1.3结构体特征 西塔项目的设计标高±0.000m,相当于广州珠江高程+9.000m,其性能特征如表1.1所示。建筑工程等级为一级,建筑防火分类为一类,耐火等级为一级,建筑防水等级为Ⅰ级,其设计以七度抗震防烈度为主。防水等级按结构体区分,除套间式办公楼为Ⅱ级外,其余为Ⅰ级。其设计的使用年限,主塔楼为100年,其他建筑结构如套间式办公楼、裙楼及地下室则至少为50年。西塔项目在耐久性、抗震、防火、防水等方面,皆属国际水平。 表1.1西塔项目性能特征 结构体特征等级、年限 建筑工程等级一级 防火分类一类 耐火等级一级 抗震设防烈度七度 防水等级 主塔楼Ⅰ级 裙楼Ⅰ级 地下室Ⅰ级 套间式办公楼Ⅱ级 设计使用年限 主塔楼100年 套间式办公楼、裙楼及地下室50年 西塔项目总建筑面积45.2万m2,主要分为主塔楼、套间式办公楼、地下室、裙楼等不同结构体。主塔楼建筑层数103层,每层高度为3.4~4.5m,建筑面积约25万m2,高度为440.8m,主要功能分两部分: 1~66层为智能化超甲级办公室,69~100层为白金五星级酒店。套间式办公楼层数28层,每层高度为3.2~5.4m,建筑面积约5万m2,高度约100m,主要功能为办公室。地下室层数4层,建筑面积约为11万m2,主要功能为停车场、各种设备用房及人防工程。裙楼共5层,每层高度为4.8m,建筑面积为4万m2左右,总高度25m,主要功能为餐厅、商场及会议中心。无论在楼层数、建筑面积、高度上,主塔楼占了西塔项目绝大多数的工程量。其建筑功能如图1.1所示,建筑概况特征如表1.2所示。 图1.1西塔建筑结构及功能示意图 表1.2建筑概况特征 建筑层数/层建筑面积/m2建筑高度/m 主塔楼103249422440.8 套间式办公楼285171499.8 裙楼54057625 地下室4110214— 1.4项目里程碑 西塔项目组克服了结构复杂、天气变化、场地狭小、高质量要求、工期紧张等无数难关,分别在重要的时间点上完成主体结构的封顶(表1.3)。西塔于2007年1月开工,6月地下室平顶,同年12月完成西塔项目附楼主体结构封顶。自2007年起,分别完成主塔楼25、49、73层等重要里程碑建设,于2008年底顺利完成主塔楼结构封顶。 表1.3西塔项目重要里程碑一览表 里程碑工期绩效 西塔工程开工— 西塔地下室平顶16% 西塔附楼主体结构封顶5% 主楼主体结构完成25层 外框钢结构完成JC节点安装30% 完成主塔楼49层以下主体结构10% 完成主塔楼73层以下主体结构4% 主楼主体结构封顶,玻璃幕墙完成60层,机电安装完成66层2% 注1.工期绩效=完成日期-预定日期预定日期-开工日期×100%; 数值越低表示完成时间超出预期时间越少。 2.施工过程中,部分控制节点进行了调整,但主塔楼结构封顶及合同总工期仍保持不变。 以主塔楼的结构体建设来说,西塔项目的工期绩效为正2%(表示实际完成时间比预计完成时间多出2%,计算方式如表1.3注记所示),在世界超高层建筑中,其表现可圈可点。根据美国某机构研究结果显示,超高层建筑的平均工期绩效约为7%,也就是说,西塔项目在地下室平顶之后,虽然在主体结构完成25层时稍有延迟,但总体来说西塔项目整体工期绩效仍达国际水平以上。 1.5主要内容 为了系统地总结西塔项目的安全管理模式与关键技术,本书将以主塔建设过程为内容,主要从西塔文化的介绍开始,由领导阶层的核心理念,透过组织、制度的配套及落实,将理念落实在项目中的每一个层面、深植于每个施工管理阶层与技术人员的心中。安全理念的落实,在西塔项目中俨然成为由精神的理念推展成为外在的制度、外在制度内化至人心的一个循环过程。 如图1.2所示,本书首先阐述西塔文化的核心价值: 安全文化。高层的领导首先具备并支持此核心理念,透过完善的沟通渠道包括组织、制度等顺利地将安全文化传递至项目中的每一个层面,也就是所谓的“文化落地”。文化落地主要体现在不同的项目管理模式与技术中。按照从策划到实施的管理流程,提炼出西塔项目的安全管理模式,通过这些模式反映西塔项目对安全的重视与要求。最后,按照不同的施工技术,梳理施工过程中所产生的安全隐患,并提炼每个环节中用来消除或降低隐患的技术要点,总结安全管理和技术创新在西塔施工过程中的实践经验。 图1.2架构 上篇安全管理文化 这部分阐述西塔文化的核心价值——安全文化。西塔项目领导首先具备并支持此核心理念,透过完善的沟通渠道包括组织、制度等顺利地将安全文化传递至项目中的每一个层面,即所谓的“文化落地”。 文化落地主要体现在不同的项目管理模式与技术中。我们在阐述西塔安全文化之后,按照从策划到实施的管理流程,提炼出西塔项目的安全管理模式,通过这些模式反映西塔项目对安全的重视与要求。 第2章国内外超高层建筑安全管理综览 2.1超高层建筑的定义与特色 超高层建筑是科技水平、管理能力等综合实力的体现,更是城市现代化的标志。对于超高层建筑的划分,虽然不同国家有不同的界定,但联合国于1972年国际高层建筑会议中将高层建筑按高度分为4类,定义40层(100m)以上为“超高层建筑”。而我国《民用建筑设计通则》(JGJ 37—1987)规定,高度100m以上的建筑为超高层建筑。我国第一栋超高层建筑是1976年建成于广州,高112m的白云宾馆。截至2010年封顶的世界十大超高层建筑中,在中国内地的就有4栋,广州西塔在此行列中,位列中国第三,世界第八(表2.1)。 表2.1世界十大摩天大楼排名 排名建筑物地区城市高度/m层数/层建成年份 1迪拜塔阿联酋迪拜8281632010年 2台北101大厦中国台北5091012004年 3上海环球金融中心中国上海4921012008年 4香港国际贸易中心中国香港4841082010年 5双子星塔马来西亚吉隆坡452881998年 6紫峰大厦中国南京450662010年 7希尔斯大厦美国芝加哥4421081974年 8广州西塔中国广州4411032008年 9王牌国际酒店美国芝加哥423982009年 10金茂大厦中国上海421881999年 广州西塔、台北101大厦、上海环球金融中心、马来西亚双子星塔等超高层建筑皆具有施工难等特色,包括: 工程量巨大、工期紧张; 场地狭小、施工组织困难; 钢结构制作安装难度大; 主楼核心筒复杂多变; 高强高性能混凝土施工难度大; 曲线大直径体外预应力施工难度大; 结构变形协调复杂等。而广州西塔的合同工期仅1007天,为同类结构工程中工期最紧的工程之一。 2.2超高层建筑的施工安全风险 超高层建筑结构复杂,其特殊的施工工艺所带来的典型安全风险包括: 深基坑开挖过程中的坍塌; 由于垂直运输紧张、协调困难所导致的起重伤害; 工人长时间临边洞口作业发生的高处坠落; 交叉作业多所导致的物体打击; 钢构玻璃面板等巨型构件安装过程中的物体打击与机械伤害; 动火作业频繁导致的火灾; 临时用电需求量大引起的电器火灾; 加上人为疏忽所引致的触电; 夏季高温高空施工带来的中暑问题; 施工队伍庞大、人员复杂,工作场所中因施工引起的中毒等健康安全问题等。 2.3现有的安全风险控制方针、系统和方法 秉持传统精神,西塔以零事故为项目管理的首要目标,希望成为广州市安全文明样板工地。为实现这一目标,西塔项目部考虑超高层工程的特点,回顾法律法规的要求,吸收国内外安全管理成熟的经验,并对管理方式方法进行改良、创新,运用已有的科研成就,走出一条有特色的安全管理之路,并且为有效地降低、避免或消除安全隐患打下良好的基础。 2.3.1我国安全生产法律法规特征 我国的法律法规,按照法律效力的等级总括来说,可分为法律、(中央及地方)行政法规以及部门规章。 20世纪80年代,建设部出台了《工程建设重大事故报告和调查程序规定》和《建筑安全生产监督管理规定》等部门规章; 颁布了《建筑施工安全检查标准》(JGJ 59—1999)、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ 80—1991)、《龙门架及井字架物料提升机安全技术规范》(JGJ 88—1992)和《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ 46—2005)等建筑安全技术标准和规范。90年代,又颁布了《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 128—2000)、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130—2001)、《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》(JGJ 202—2010)和《建筑施工模板工程安全技术规范》(JGJ 162—2008)等7个技术标准和规范,初步形成了建筑安全的法规体系。1998年《中华人民共和国建筑法》的颁布实施,奠定了建筑安全管理工作法规体系的基础,把建筑安全生产工作真正纳入到法制化轨道,开始实现建筑安全生产监督管理向规范化、标准化和制度化管理的过渡。例如,2001年颁布了中华人民共和国国家标准《职业健康安全管理体系规范》(GB/T 28001—2001); 2003年又颁布了中华人民共和国国家标准《职业健康安全管理体系指南》(GB/T 28002—2003)。特别值得一提的是2004年2月1日开始实施的《建筑工程安全生产管理条例》,是我国第一部特别针对建筑安全的行政法规,更加完善了中国建筑安全法律法规体系,代表我国建设工程安全监管迈入法制化的新阶段。 安全生产法律责任具有如下特征。①综合性: 安全生产法律责任与行政、民事、刑事等相关法律责任均有关系,是一种综合性的法律责任。安全生产立法突出对人的权益的维护,安全生产法律责任包括行政责任、刑事责任和民事责任,其中行政力量的直接作用所带来的