金茂大厦的地基和内部结构

金茂大厦的地基和内部结构

金茂是中国第一座真正意义上的超高层，其不仅承载了我们光荣与梦想，在工程上也是有开拓性的。这么说吧，事到如今，其他超高层的盖法和金茂大同小异。

如果明白金茂是怎么建起来的，我们再看其他的摩天大楼，就和看 X 光片一样。

立于滩上

为什么我们称上海为上海滩呢，因为上海真的是滩，上海位于长江三角洲冲积平原，简单说，是由滚滚长江携带的泥沙堆积而成的。

这地方地表以下 40 米都是淤泥，地下 300 米才有基岩。且地下水很浅，土质松软，往下挖半米就可能「咕咕」冒水了。

而且离潜在 8 级地震源也不过 400 公里（郯庐地震带）。就这地质条件，上世纪中期外国专家就说了，这里不适合建高楼，也不适合修地铁。

但我们的远东第一大城市还是得发展，克服困难也得上。比如打地基，按照超高层建筑的设计标准，一般摩天大楼的地基深度相当于建筑物高度的 1/15 左右，金茂 421 米高，28 米也就够了。

那金茂的地基有多深呢，地下 80 米。它直接穿过了柔软的淤泥层，扎扎实实地杵在了坚硬的砂层里。

打地基，简单说可以理解为用桩支撑起建筑。

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不过对于金茂大厦这样的庞然大物，就不是几根桩的问题了，那是桩的矩阵。简单地算术题，我们测算得出金茂大厦有 30 万吨重，又算出每根桩可承重750 吨，那 30 万除以 750，400 根柱子均匀平布在建筑下方就可以了。事实上，金茂用了 429 根，每根桩直径就有 1 米。

为了稳固，这些桩上还得戴一个帽子，把它们连在一起，学名「筏式基础」。这名字挺形象，当遇到地震时，戴着帽子的柱子们就不会东倒西歪了，而是像小木筏一样随风摇摆。我举个更形象的例子，就是把一个大钉板倒插在地上。

金茂大厦够大，这个桩的帽子也很大，4 米厚，长宽各 64 米，总共 13500 立方米。需要先编好钢筋，再通过浇筑混凝土的方式把它做成一个整体。

问题来了，这么大的体积，该怎么浇筑呢。我举个例子，假设我们冻一块冰，一次性冻住一整块结实呢，还是分若干次一小块一小块地冻起来结实。

当然是前者，一次浇筑最能保证整块混凝土的强度。但正常情况下，大多是分次浇筑的，因为阵势太大，不现实，一次性浇筑 135000 立方米，光是混凝土浇灌车排起来，陆家嘴的路就全堵了。因为你盖一座楼，整片地区都封了，这不靠谱，SOM 的工程师给出了一个分 8 次浇筑的方案。

这时候，中国特色社会主义的优势体现出来了，集中力量办大事。

在金茂地基工程最关键的时刻，党和人民紧密团结，对该地区实行了交通管制。基础底板 44 小时一次性浇筑完成。美国建筑师说，「这在我们美国是不可能的事情」。

编织于空中

地基打好，我们开始盖楼。首先是核心筒，这是建筑的核心，8 边形，混凝土浇筑而成，又厚又重。它不光是地震和台风的第一道防线，也有实用功能，电梯啊，楼梯啊，厕所就集中在里面。把宝贵的靠窗空间留给办公室或酒店客房。

为了结实，里面还有井字形的内墙。

但 56 层以上因为酒店的需要，被做成了空心筒，这也是金茂凯悦酒店的奢华大中庭。

从下往上看：

从上往下看：

从中间往两边看：

这个中庭高达 31 层，被人们称为「时光隧道」，下面是一个咖啡吧，很神奇的体验。不过我不敢在那喝咖啡，我有被害妄想，怕有人把手机掉下来。

核心筒外围，四个方向各有两根的钢筋混凝土巨柱，为啥叫巨柱，因为很巨，底部长宽足有 1.5 x 5 米，随高度逐渐变为 1 x 3 米。四个角还各有 2 根角柱。

竖向为柱，横向为梁，梁和倾斜的支撑再组成桁架，横横竖竖斜斜编织在一起，外框架就好了。

如图，红色的是核心筒，紫色的双层环带桁架把柱子都编在了一起。绿色的叫「外伸臂桁架」，这东西很好，它不是普通的梁，它把核心筒和外围的框架相连，是侧力（水平力，台风或地震）的主要受力结构。

我之前说过，超高层最怕是风，人们在地面感觉清风拂面时，高空已是狂风呼啸了。很多大楼为了减少摆动，会在楼顶安装阻尼器，比如台北 101 大厦就在楼顶安装了 660 公吨的大铁球。

金茂大厦没有安阻尼器。特殊的外伸臂桁架发挥了这个功能。大家看图：

假设左边的部分是核心筒，右边是框架，注意右边，倾斜支撑与横梁衔接的地方有一个小槽，特殊情况下，当建筑的受很大的侧力时，螺钉在槽里的小范围活动可以大大把侧力分散。

外伸臂桁架很巨大，一般占用2层，位于金茂的 24-26，51-53，85-87 层。然后，因为中庭是中空的，所以一些设备放在了楼顶，为了稳固，顶层的结构又复杂地编织了一下。

如此这般，大楼就盖好了。1997 年 8 月 28 日结构封顶，1999 年 3 月 18 日部分营业，1999 年 8 月 28 日全面营业。我们的领导真是很喜欢 8。

垂直交通

对于超高层，电梯太重要了，电梯成了我们几乎唯一的出入口，除了抽烟，很多人从来不去楼梯间。金茂大楼每天大约 1.3 万人次进出大厦，假设早高峰，要把 5000 人送上楼，如何做到不排队呢，或者少排一会。

再比如，如果我们要去88楼看个风景，3 楼上来一个人，5 楼下去一个，15 楼再上来两，23 再楼下去一个，30 上来几个，33 下几个，34 上，52 下，如此反复，大家内心肯定是奔溃的。

解决的方法就是分区，分区再分区。

对于想去楼顶观景的，两部高速电梯直达观光层，45 秒直接把顾客送到顶层。（也有人 45 分钟从外面爬上去的。）

对于酒店的客人，先通过酒店专用 6 台高速电梯直达 54 层酒店前台，然后再乘专用电梯进入各层客房。酒店的专用电梯系统共 21 台。

对于上班族，53 层以下的办公区分为 5 个区，共有 28 台电梯。

每个区域平均5台，见表：

看下刨面图，不同颜色的圆点代表去往不同区域的电梯，长方形是裙楼。