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尘土飞扬、机器轰鸣、雨天泥泞、晴天暴晒——这似乎是人们对建筑工地的刻板印象。但在哈尔滨工业大学的校园里,一座深基坑之上,一座42米高通体洁白、圆润饱满的巨型“气球”安静地伏在工地上。“气球”之内,桩基轰鸣、模板支设,建设如火如荼;而“气球”之外,学子负笈、步履从容,校园宁静如常。一墙之隔,两个世界。
哈尔滨工业大学A21学生宿舍建设项目位于黑龙江省哈尔滨市,总建筑面积近7万平方米,主要建设学生宿舍、食堂、活动用房及配套人防等。项目位于校园核心区,距离周边学生宿舍和实验室仅十余米,噪音扰民扰学、扬尘扩散污染、极端天气制约、安全风险叠加…… 一道道难题横亘在建设者面前。
校园施工如何做到安静、安全、高效、绿色?深基坑作业如何突破“看天吃饭”的桎梏?在哈尔滨工业大学A21学生宿舍建设项目现场,中建六局项目团队以国内首例“球形”基坑气膜,交出了一份充满科技含量与人文温度的答卷。
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“球形”基坑气膜长度超151米,宽度超46米,最高处达到42米,矢跨比近似1:1,是目前超大气膜中高度宽度比最大的气膜,为校园深基坑施工戴上智能“防护罩”。
在形态改变上,项目不同于传统气膜约3:1的矢跨比,是国内首次采用的高跨比近似1:1球形结构,使内部作业空间更加开阔舒展,能够放置36米高的大型桩机进行施工,满足桩机在临近气膜边缘施工的操作需求,可完成86.3%的打桩数量。同时将从气膜常规1个月服役周期延长至3个月,覆盖“出土+桩基”双阶段。
在索网设置创新上,针对气膜高度超42米带来的稳定性难题,现有索网体系多适用于常规形状或低跨比气膜,难以适配球形结构的曲率变化,存在索网节点受力不均、索力传递不畅、与膜体协同性差等问题。项目团队创新设计“斜向正交索网协同抗风体系”,以3米间距斜向布设,形成牢固受力骨架,实现索膜协同抗风、分散球形膜面应力,确保气膜在大风、暴雪等极端天气下依旧稳如磐石。
在承压突破上,高跨比1:1球形气膜结构对充气过程的压力变化、速率控制要求极高,顶部承压可达650Pa高内压。为此项目团队配置六台大功率进风机、压力传感器、应变传感器、风速传感器等智能感知设备,实时采集充气过程中膜体内压、膜体应变、外界风速等数据,实时上传至智能控制平台,管理人员可随时随地通过手机端远程监控、一键操控,真正实现全天候智慧运维。
经过专业设备监测,施工作业时,气膜内部噪音可达90-100分贝,而站在气膜外部5米左右距离,音量可减少至60分贝左右,相当于正常交谈音量值。
为了保障内部空气质量,气膜内部设置两个排风口,持续进行换气循环,传感器全天候监测空气质量,保障内部空气流通。
依托技术创新,“球形”基坑气膜在校园施工中展现出显著优势。全封闭结构从源头阻隔扬尘与噪声,真正实现施工不扰学、建设不扰民,守护校园宁静有序。同时,气膜让基坑作业告别“看天吃饭”,低温、大风天气均可正常施工,支持24小时连续作业,大幅提升施工效率、缩短建设周期。更值得一提的是气膜内部空间较大,可放置塔吊进行吊装作业,为高层建筑施工采用基坑气膜提供了范例。此外,密闭作业空间有效降低高空坠物、边坡滑坡等风险,为现场施工与校园安全提供双重保障。
建造的意义,从来不止于拔地而起的楼宇
更是在一砖一瓦之间,藏着对人的温柔关照
建设不扰学施工不扰民,让匠心陪伴成长
待来日新楼落成,学子们窗明几净的笑靥
就是这座穹顶最好的勋章
以绿色守护,建证美好未来
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