臺北南山廣場

工程概況

工程地點:坐落於台北市松智路與松仁路之間,松廉路北側,興建基地原為台北世貿二館
業主:南山人壽保險股份有限公司
設計單位:日本三菱地所+臺灣瀚亞國際設計
耐震監造:永峻工程顧問股份有限公司
施工廠商:互助營造股份有限公司
建築類型:鋼骨鋼筋混凝土構造(1F以上為鋼骨構造,以下為鋼筋混凝土構造)
基地面積:17,708 m2
樓地板面積:192,148 m2
建物高度:商場棟55.55m/9F 辦公棟272m/48F 入口大廳棟26.25m/3F
開挖深度:25.1m/B5F
施工期間:2015.04~2018.04

工程創新與挑戰

唯一具暖空調供應的超高層商辦大樓
臺灣超高層建築最高混凝土強度(12,000psi)
垂直高度達250m之混凝土泵送壓力 首度實測
高摻料替代率(70%)巨積混凝土
臺灣工程最大尺寸及最重的逆打鋼柱
臺灣首例地下室逆打鋼柱切除
塔吊數量創單位樓地板面積最高密度配置量
臺灣吊重半徑最大的洗窗機

1111天工期,打造臺北城市第二高樓,拉高臺北天際線

本案鋼構總重達57,000ton,帷幕總面積逾86,000m2,於2015年4月17日實質開工,2018年1月18日取得使用執照,1,111天竣工。
不同於一般的承攬案,因應成本加成的合約模式,考驗施工團隊的即是設計圖說從V0版本頻頻變更至V9-2版的條件下,要克服在逆打開挖階段無支撐深度達9m及在地下室攔腰切除27支鋼柱、在410天完成總重量達57,000ton的鋼構吊裝、在東北季風肆虐的冬季於無立足處的270m高空上組裝帷幕牆鋼背擋及單元玻璃帷幕等多項工程難題。
互助團隊以高執行力致力於研究創新工法、緊密合作使各分項工程得以順利重疊作業、成功進行樓層斷水使內部裝修工程緊跟不宕、秉持專業預先檢討並排除各種困難及介面衝突、廠商積極配合以兩班制趕工等機制,才得以如期如質完成這個具指標性的世紀工程。

逆打百噸巨型鋼柱 打造磐石地基

本案開挖深度為25.1m,由於基地腹地大且位於地質軟弱土層,考量地下室開挖之安全性及工進,採逆打工法施作。逆打鋼構起始層原設於一樓,但由於工地周遭無法覓得符合經濟考量的鋼柱續接加工場地,且已超出全臺最大履帶式吊車(250T)之吊運能力,故建議設計單位將逆打鋼柱斷點由GL+2.2m改為GL-2.5m,以降低逆打鋼柱之重量及長度。
巨柱經減少長度及重量後,其中W200cm x H140cm x L2640cm之重量達110T,為目前臺灣工程界最大尺寸及最重的逆打鋼柱,如何安全、迅速且精準地完成此類巨型基樁及巨型逆打鋼柱施作,在本案基樁工程亦是一大挑戰。
為確保其鑽掘之垂直精度,施工團隊將鑽掘機鑽頭增設至三導鈑,以增加其垂直精度控制能力,避免鑽掘機鑽頭過短,於軟弱土層與砂層岩盤介面區鑽掘時,產生彎曲偏差。且鋼柱吊放後,於混凝土澆置前、中、後,採兩組測量人員以不同方式重複確認基樁座標及XYZ三軸偏位;混凝土澆置完成之隔日基樁空打回填時,亦再次確認基樁座標及XYZ三軸偏位,務求精準。依此工法施工後之成效,僅第一支巨柱因水中混凝土對鋼柱產生之上舉力造成偏差外,其餘巨柱皆不用再校正。

扶壁後打除工法挑戰土方開挖無支撐高度達9m

一般逆打工法由地面層逐層向下開挖及構築,在開挖階段以地下結構物樓版與梁代替內支撐,然本案因地下室樓層高度達7.2m,在地下室開挖作業中,其擋土壁之無支撐高度過大,一般而言,須增設鋼支撐,但此舉將影響工進並衍生鋼支撐增加之費用,故本案原規劃以扶壁及PC作為側向支撐,待PC強度達設計強度後再打除扶壁,可降低成本及減少工期。細究此工法,在PC養護未達應有強度前,扶壁敲除須使用之機具無法行駛。
為節省這段養護等待期,以縮短工期要徑,經施工團隊改良後,決定先行施作結構體,但在扶壁與梁衝突的位置,先行以鏈鋸在扶壁上切割出穿梁孔,讓梁施作得以延續,不致產生斷梁而引發結構安全疑慮。且經由扶壁打除時機的遞延,使其作為側向支撐的效期延長,則PC層不再作為支撐使用,無須加厚。如此一來,除維持擋土支撐力不變外,同時亦可縮短地下室工期。而最後一階段開挖無支撐高度達7.1m,最底層開挖面是側向土壓最大處,採用本案結構技師設計之30cm厚3500psi之PC代替大斜撐,工期及成本的效益顯著。
本案在商場棟與辦公棟地下一樓設計為挑空,其B2FL及B3FL挑高皆逾7m,甚至高於最底層開挖時的無支撐高度,應用扶壁後打除工法配合穿梁切割,更能凸顯其帶來的效益。是故本案採用扶壁後打除工法,成功節省成本及57天工期。開挖過程中,監測得知連續壁最大側向變位量為7.9cm,在管理值範圍內,安全無虞。

逆打施工接頭專利工法 「壓力灌漿+透氣孔工法」

逆打工法先打、後打結構之接頭處理,國內常採無收縮灌漿,耗時、費工、品質不佳。本案借鏡日本經驗,揣摩「壓力灌漿+檸檬水工法」,經樣品模擬實作改良為「壓力灌漿+透氣孔工法」,不僅可降低成本,在品質、工期及安全性上確實比傳統工法優異。

鋼柱柱內灌漿採12000psi超高強度SCC微膨脹混凝土

本案鋼柱內使用高強度自充填混凝土,其強度須達12,000 psi。考量SCC的乾縮現象相較於一般混凝土更為顯著,為避免SCC在柱內灌漿後,鋼鈑與混凝土間或SCC分段澆置介面因體積收縮而產生間隙,影響建築結構抗壓強度,除了在配比內加入微膨脹化學摻料,使其在硬固後具有萬分之四的微膨脹反應(即不容許混凝土有收縮率)外,還進行三階段實際尺寸鋼柱內灌漿試驗及1/4短柱縮尺試驗。試驗結果顯示柱內橫隔鈑採均佈小孔設計,有助於灌漿過程中鈑下氣泡之排放,相較於現行中央大孔做法,氣孔率約可從10%降至2%以下,此外均佈小孔的直徑宜大於8cm,總開孔率最小應等於中央大孔之設計。另由軸壓試驗結果顯示,以萬分之四膨脹率之SCC填充鋼柱,隔鈑採大孔或均佈小孔,對軸壓行為的影響不顯著,柱軸壓強度皆可滿足設計要求。這些試驗結果亦同步發表於國內土木水利期刊第四十一卷第二期。

降低風力對超高層建築所引起的搖晃及震動,採用兩座250噸的調諧質量阻尼器(TMD)

考量辦公棟核心區規劃為電梯間井道,為避免電梯運行被隔斷,故於44F對稱位置分設兩座TMD,此配置蓋取結構體對稱,受力平衡之故。兩顆250T TMD,重量總和約為5‰的建物有效質量。100年回歸期風力使TMD有1.5m擺幅、2500年回歸期地震有2m擺幅。擺幅1.6m會撞到限位環,到2m還可吸收40cm。其主要構件:
(1).球狀質量塊,最大直徑4.8m、球體上下高徑3.5m,切成35層、每層鐵板10cm厚,最重質量塊7.83T,以塔式吊車由TMD上方建物結構體之預留樓板空間一片片吊裝至定位。
(2).採用八條編織鋼索(麻花捲-讓每條鋼線均勻受力),直徑3":每條編織鋼索含一根直徑1.148"的芯部鋼絞線+六根直徑0.984"的外圍鋼絞線,每條鋼索破壞荷重300T。
(3).VDD(VISCOUS DAMPING DEVICE一黏性消能阻尼器),規格:軸壓 700kN、衝程 236cm,為目前已知TMD的最長衝程。

塔尖部抗風柱鋼背擋及單元式玻璃帷幕牆,挑戰在無立足點的270米高空吊裝

本案帷幕牆吊裝最具挑戰性的部分就屬塔尖頂部(48FL以上至TOP),有近30m高之空間無任何樓版與帷幕牆相連,故30m長、10噸重/支之抗風柱鋼背擋如何施工?此30m高之單元帷幕如何吊裝?成為影響外牆能否如期完工之關鍵因素。
經評估後,鋼背擋施工以鋼構施工常見之塔吊搭配鋼構銲接用之大型吊架,以利人員上下橫梁及吊裝鎖固鋼背擋、電銲等。
而帷幕單元吊裝則依高度不同,分別利用高空作業車、高空吊籠、及伸縮式推車等,搭配雙軌式電動吊架進行吊裝。

地下室27支鋼柱攔腰切除

本案建築規劃大客車停車場位於地下三層,為配合17米無柱迴轉空間需求,B2F~1F鋼構設計為Vierendeel truss以減少結構深度以及變形,而施工規劃於樓板結構完成後,攔腰切除B3F的27支逆打鋼柱,創國內首例。

繼續瀏覽