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2017年度科技进步一等奖:软土深大基坑微控制工艺技术体系创新及成套装备

发布时间:2018-05-02 10:40:41


完成单位:上海建工集团股份有限公司、上海城建市政工程(集团)有限公司、同济大学、上海建工七建集团有限公司、上海建工一建集团有限公司

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项目针对基坑工程越来越复杂和越来越高的环境变形控制要求,以理论创新为基础,以先进工艺为先导,以重大技术装备和关键技术创新为核心,系统开展了敏感环境深大基坑复杂加卸荷条件下的软土本构模型及实验方法、变形监测与预测、控制及评估等系列共性技术难题的研究,形成了深大基坑微变形预测及评价理论、微变形施工控制工艺以及成套控制装备的系列创新成果和技术发明。

建立了软土深大基坑微变形预测与安全预报的创新理论体系,包括变速加卸荷条件的土体精细化本构模型和软土小应变刚度模型、基于围护体实测变形反馈的基坑空间位移场快速预测方法、变形模式识别与预警方法等,为基坑微变形控制系统提供理论支撑。

发明了集试验、监测、控制与评价一体的软土基坑变形监控新技术与新工艺,包括:发明了软土地基相似土模拟及土体位移试验装置及工艺方法;发明了基坑围护体结构与深层土体的实时监测新工艺方法;发明了基于轴力补偿与位移控制的深基坑微变形施工控制新工艺;发明了基坑开挖周边环境扰动影响及安全状态评价方法。

研发了深基坑微变形控制系统成套装备,主要包括:深基坑微变形控制远程实时监控系统及基于BIM的数字化综合监控平台,用于全面、连续监控深基坑的变形及对系统进行高效管理;液压伺服控制系统,用于解决大规模支撑群的协同作用及轴力自动实时补偿难题;便携式移动诊断系统,用于控制系统的现场故障诊断;自调平增压双作用液压油缸及辅助装置,用于提高油缸装置的自适应控制能力并实现与常规钢支撑的无缝连接和轴力的高效传递;支撑系统的高精度随动自锁装置,用于提高了系统的可靠性、控制精度和效率;实时全覆盖及微变形监测系统,用于解决复杂环境下的监测盲区及监测精度和效率问题。

本成果获授权专利22项,其中发明专利17项,软件著作权2项;发表论文45篇,其中SCI收录8篇、EI收录7篇;国家级工法1项,省部级标准规范1项。该系统在世纪大都会等30多个工程中推广应用,社会效益和经济效益显著。经检测,基坑围护结构变形≤10mm,达到了毫米级的微变形控制要求,满足了高敏感环境对基坑施工变形控制的严格要求。本成果的研究与应用大幅提高了行业施工技术水平及企业核心竞争力,具有广阔的应用前景和市场推广价值。