廣州塔,又稱 “小蠻腰”,總高度 600 米,是中國第一高塔和世界第二高塔,坐落于廣州市中心新城市中軸線與珠江景觀軸交匯處。
廣州塔
自 2010 年開放以來,這里已成為全球游客向往的地標性景點。
2024 年日均接待游客達 16.6 萬人次,2025 年春節假期更以 32.4 萬人次的接待量刷新紀錄,其 488 米戶外觀景平臺、極速云霄等項目常年吸引著來自全球的游客,年綜合收入穩居國內高塔景區前列。
一、基座建設:三重地基打造 “定海神針”
廣州塔基座的建設堪稱工程奇跡。由于選址緊鄰珠江,地基需同時應對松軟土層和高水壓的雙重挑戰。工程師采用 “樁 - 筏基礎” 體系,分三個階段施工:
1、核心筒深扎基巖
首先將混凝土核心筒的底座直接澆筑在地下 40 米處的基巖上。基巖作為堅硬巖層,可提供穩定的豎向支撐,承受塔身約 60% 的重量。核心筒采用 C35 混凝土,筏板厚度達 1.5 米,環梁厚度更達 4.35 米,形成直徑 30 米的超厚基礎層。
2、外筒豎井灌注樁群
在核心筒周圍,工人們開挖了 24 個直徑 3.8 米、深度 20-40 米的豎井。這些豎井穿透松散土層,直達微風化巖層,隨后注入混凝土形成巨型樁柱。每個豎井外圍用環形混凝土梁加固,防止地下水滲透。施工中遭遇基巖裂隙水噴涌,通過 “內堵外降” 技術 —— 在樁內埋設金屬導管引流,同時在周邊設置降水井抽水,最終將涌水量從 20 立方米 / 小時降至 1.7 立方米 / 小時。
3、環形梁連接體系
豎井頂部架設一圈厚達 2 米的環形混凝土梁,將 24 根樁柱與核心筒緊密連接,形成直徑 50 米的剛性筏板。這種設計使基座整體剛度提升 30%,可均勻分散塔身荷載。
廣州塔
二、支撐原理:結構力學與材料科學的完美結合
廣州塔的基座能支撐 600 米巨塔,得益于四大核心技術:
1、重心優化與抗扭設計
塔身采用 “雙橢圓扭轉” 結構,兩個橢圓平面在腰部扭轉 135 度,使重心始終位于基座中心垂直軸線上。外筒 24 根鋼管混凝土斜柱呈螺旋狀分布,通過鋼環梁和斜撐形成空間桁架,將水平風荷載轉化為軸向壓力,減少側向位移。
2、高強度材料應用
核心筒使用 C35 混凝土,抗壓強度達 35MPa,外筒斜柱采用 Q345B 鋼材,屈服強度 345MPa。鋼管內填充 C50 微膨脹混凝土,使鋼材與混凝土協同工作,單根斜柱可承受 2.8 萬噸軸向力。
3、抗風抗震雙保險
塔身中部鏤空設計使風阻系數降低 20%,配合頂部兩個各 500 噸的調諧質量阻尼器(TMD),可將強風引起的擺動幅度減少 40%。抗震方面,基座采用特一級抗震設計,能抵御 7 度地震和 12 級臺風(風速≥32.7m/s)。
4、動態監測與自適應調節
基座埋設了 300 余個應力傳感器,實時監測基礎沉降和結構變形。數據顯示,運營 15 年來基座最大沉降量僅 8 毫米,傾斜率控制在 1/1000 以內,遠低于規范要求的 1/500。
廣州塔
三、百年工程的科技密碼
廣州塔基座的成功,不僅在于靜態結構設計,更在于動態調控能力。例如,24 根斜柱基礎采用 “長短樁結合” 技術:核心區樁長 40 米,外圍樁長 20 米,通過差異沉降補償塔身自重產生的彎矩。這種 “以柔克剛” 的設計理念,使基座在承受約 80 萬噸豎向荷載的同時,仍能適應珠江三角洲每年 2-3 毫米的地殼沉降。
此外,基座混凝土中摻入礦渣粉和粉煤灰,降低水化熱峰值,配合智能溫控系統,將內外溫差控制在 25℃以內,避免裂縫產生。
廣州塔
這座耗資 29.5 億元、歷時 5 年建成的超級工程,以日均 300 名工人的高強度作業,最終實現了 “百年不倒” 的設計目標。
其基座建設的技術突破,不僅為超高層建筑提供了范本,更讓 “小蠻腰” 成為展示中國工程實力的亮麗名片。
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