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到过“春茧”的人,大多会为其独特的造型而称道。“春茧”三位一体的建筑设计将体育场、体育馆、游泳馆置于一个巨型网格状钢结构屋面之下,线条柔美的大屋顶犹如一个孵化器,孕育着破茧而出冲向世界的运动健儿。这样的设计在世界尚属首例。与新颖独特的设计相伴的是其工程建设的高难度。

工程量浩大而工期极度紧张,这是摆在全体参建人员面前严峻的现实。体育中心总建筑面积约33万平方米,地基处理13万平方米,基坑开挖面积达9万平方米,基坑支护1700延米,土方挖运量120万立方米,桩基础8千根预应力管桩,钢筋混凝土25万立方米,钢结构2.5万吨。而工期要求2010年底必须完工。如此庞大的项目,其深化设计、招标及工程实施全部要在24个月内完成,极具挑战性。要知道,同等规模的“鸟巢”和“水晶石”总工期都在4年左右。

场馆钢结构东西长约530米,南北宽约240米,属于大跨度超长空间结构。伴随着结构超长,抗震、抗风、温度应力等问题都很突出。“春茧”采用建筑和结构一体化表达的手法,直接使用矩形截面的弯扭构件作为“蚕丝”编织屋盖造型,落地部分钢结构直接外露作为建筑完成面。为保证建筑柔和的曲线造型,对弯扭钢构件加工、安装的精度要求非常高,难度不在“鸟巢”之下。

值得一提的是,“春茧”的屋盖与立面浑然一体,从封闭不透光渐变为小洞、中洞、大洞,最后全镂空落地,圆润,通透。屋面系统既要符合“春茧”圆润柔顺的建筑风格,又要实现建筑上渐变开洞的效果,还要保证防水、隔热、隔声等物理性能。超长、光滑、开洞、防水、透光、隔热,工程上并没有类似的屋面系统可供参考。

面对上述三大挑战,工程建设团队采取了一系列应对措施。

管理学有句名言,“管理什么就得到什么。”在接手项目之初,我们提出了工程的四大目标:

快——2010年12月基本完工
好——争创国家优质工程(鲁班奖)
省——将投资控制在预算范围内
安——不出现重大安全事故

我们把四大目标逐一分解落实到各个分部的工程中,设立了630桩基完工、930地下室封顶、1030钢构开始吊装、330钢构合拢卸载、730屋面闭水、1230装修机电完工等一系列工期节点,将工期节点和奖罚条款都写进相关的工程合同中。

在工程实施过程中,一旦预见到工期节点的实现有困难,我们立即采取应对措施。例如,2009年7月底,地下室工程进展缓慢,930地下室封顶节点受到威胁,我们果断约请了中建三局局长,要求立即加大投入,扭转形势。中建三局迅速响应,展现了铁军风采,通过加派项目经理、增加塔吊、加大流动资金投入等一系列手段,确保了930地下室封顶节点。又如,当发现弯扭构件加工缓慢时,我们和中建钢构走遍了大江南北,寻求能够加工弯扭构件的工厂,最终找到了多家造船厂,用造船技术解决了弯扭构件加工的瓶颈问题,保证了330钢构合拢卸载节点。工程实施过程中“计划赶不上变化”的情况经常出现,但我们不能改变目标,只能对资源投入或方法手段进行改变。
规定时间内交出投标样板的只有五家,其中仅有三家的样板能满足建筑效果和内在结构受力的要求。这也从一个侧面说明了弯扭构件的制作的确相当困难,在钢结构业界也是不小的挑战。
其次,引入投标样板,优选承包商。钢结构和屋面两个分项工程,是“春茧”整个建设中的最难点,如何能在短时间内找到合适的承包商?除了认真的考察和严格的资格预审外,我们在招标时引入了“投标样板”,要求每个投标单位按照技术要求,在规定时间内制造并安装好样板。俗话说“不怕不识货,就怕货比货”,投标样板为我们优选承包商提供了很大便利。就以钢结构招标为例,报名的有十多家国内知名企业,其中不乏承接过鸟巢、央视大楼、机场、会展场馆等项目的单位,但能在 们把评选范围从十多家缩小到三家,集中精力进行比选。另一方面,投标单位因为按技术要求做出了真实构件,对工程难度、技术要求、资源投入等方面的问题在投标时就有比较深刻的理解,因此中标后就能迅速开展具体工作。

再者,精神奖励与物质奖励相结合,创优考评,营造争先氛围。“春茧”是一个复杂的工程项目,参与其中的施工单位共有40多家,如何保证总包分包的积极性?如何保证各个工期节点?我们引入了一项古老的做法——劳动竞赛,我们称之为“创优考评”,说白了就是让各个单位比着干。每个月初,我们把当期施工相关单位的负责人和项目经理请来开会,会上当场签订当期的“创优考评责任状”。月末按责任状的完成情况评分,前六名精神奖励,前三名对项目部发放现金奖。这一做法果然收到了超乎意料的效果。很多单位的负责人都说,为了拿到创优考评奖状,不惜加大投入,加班加点,扯皮的事都不计较了,只为完成任务,只为比竞争对手做得更好。创优考评从2009年12月到2011年1月,一共做了14期,为整个项目营造出创先争优的大氛围,也为我们寻找长期合作伙伴积累了宝贵的第一手资料。

其四,基于市场定位和使用功能,紧扣营运要求,寻求“好看”和“好用”的均衡。作为体育中心的建设方和今后50年的营运方,我们紧紧抓住“市场定位和使用功能”这一设计之源,大胆做减法。例如,“春茧”的游泳馆不承担大运会的比赛任务,我们做出了“大众健身”的市场定位,对游泳馆进行了一系列以减为主的优化,包括取消跳水池和跳台,替换为一个训练池;取消游泳馆LED屏;取消游泳馆网屋面的内侧装饰吊顶。这一系列的减法,既节约了投资也节约了工期。

游泳馆也并非只做减法,基于大众健身这个定位,我们选择了与“水立方”(国家游泳馆)同质的水处理系统,以“深圳水质最好的游泳馆”作为推广重点。市场定位和产品定位能力,是开发商的核心能力之一,对商业地产市场和体育文化地产市场的深入理解将是我们区别于一般住宅开发商的重要特征。

其五,工程实施和深化设计紧密结合,大胆创新,攻克技术难关。在结构设计中,由于受力复杂,“春茧”钢结构的31个树形柱支撑节点和124个屋盖销轴节点均采用铸钢节点。但是,在工程实施的时候遇到了困难,由于建筑上每个树形柱的分叉角度都不同,因此每个铸钢节点也不尽相同,意味着要做155套模具才能完成这些铸钢节点的制作。造价高不说,质量也不易保证,制造工期更难以保证。当时另一个大型体育场就因为铸钢节点的问题停滞了三个多月。经过我们多次坚持,设计院、结构顾问、施工单位多次研讨论证,最终突破了计算和制造方面的困难,用“中频热弯焊接节点”和“异型焊接节点”替代了所需的铸钢节点,仅此一项,节约工程造价2800多万,节省钢结构工期约60天。

又例如,经结构顾问奥雅纳(ARUP)提议,在设计院的积极配合下,我们将体育场屋盖的开口扩大(西侧大约扩大10米左右),这样减少了体育场罩棚钢结构的悬挑距离,从而将1200×450、1000×450等类型的弯扭构件全数改为标准的700×450的弯扭构件,不但减少了用钢,大大节约了成本,而且降低了钢结构的制作安装难度,同时避开了大树广场屋盖“外高差”或是“内高差”的两难选择,降低了屋面工程的难度。

其六,从实际出发,以工程实践推进解决技术争论。“春茧”对建筑设计的要求很高,建筑师的某些设想,因难度太大在工程上无法实现。“实践是检验真理的唯一标准。”当建筑设计与工程实施无法达成统一意见时,我们采用现场做样板的方法来推动工作。例如,在屋面体系的优化中,建筑师重视屋面体系的外形,倾向于柔性屋面体系;而我们根据过往工程经验,更看重工程的实施质量与工艺的成熟性,倾向于选用在国内90%的屋面工程中采用的金属板系统。双方各有各的理,难以调和。为此,在召开数次技术研讨会之后,公司综合了设计院、施工单位、材料供应商等多方面的意见,最终选定了“不透光部位采用直立锁边金属板,开洞部位采用玻璃加防水铝板”的屋面防水方案。该方案避免了柔性防水做法施工要求过高的问题,提高了屋面的防火、防水和耐久性能。为了消除建筑师的顾虑,我们选取不同的屋面部位,现场做了实物样板,还做了淋水检验,从外形、功能等方面一一消除了建筑师的担忧。
又例如,在屋面收边做法和落水管布置这两个问题上,建筑师与工程师也产生了激烈的争论,我们选取建筑的不同位置,安装了九个不同做法的样板,经过各方对现场实施结果的确认,确定了屋面收口的最终实施方案。经过工程实践所确定的深化设计方案,保证了建筑意图、施工质量和工期目标的顺利实现。

施工和设计,是工程管理中的一对矛盾统一体,处理得不好,就会出现“建筑一条线,累死工民建”的现象。外观、质量、工期难以同时满足要求。但如果工程师能主动关注设计,了解建筑师所坚持的究竟是什么,就能更容易地找到工程、建筑、成本之间的平衡点,收到多赢的效果。在“春茧”的建设过程中,我们一共提出了38条优化建议,有的是为解决工程难题,有的是为缩短工期,还有的是为节约成本,最终的目标就是为了把“春茧”建成、建好。

24个月的蜕变,“春茧”终于展现出她最靓丽的身姿,准备迎接世界各国的大学生。在此,我们已经准备好了。

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