創(chuàng)新技術(shù)名稱：軟土地區(qū)基坑鋼支撐支護(hù)內(nèi)力自動(dòng)補(bǔ)償及位移控制系統(tǒng)

工程項(xiàng)目名稱：大上海會(huì)德豐項(xiàng)目

開/完工日期：2006年 至 2010年

創(chuàng)新技術(shù)綜合報(bào)告：

【技術(shù)創(chuàng)新性】我國軟土地區(qū)諸如上海、天津、南京等大量地區(qū)在地鐵、隧道周邊興建的建筑物越來越多，在城市施工中對(duì)周邊影響的控制日趨嚴(yán)格，而目前國內(nèi)外常規(guī)施工技術(shù)卻已經(jīng)無法滿足此地鐵正常運(yùn)營(yíng)中所提出的近乎苛刻的變形（水平位移和豎向沉降）控制要求。位于上海市南京西路1717號(hào)的大上海會(huì)德豐廣場(chǎng)工程，因其基坑與地鐵2號(hào)線平行長(zhǎng)度91m、距離地鐵2號(hào)線隧道僅5.4米、基坑深于地鐵隧道底部2.5m而面臨著更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

基于此情形，大上海會(huì)德豐廣場(chǎng)工程的總承包方——中國建筑股份有限公司（上海），聯(lián)合同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，攜手開發(fā)了“軟土地區(qū)基坑鋼支撐支護(hù)內(nèi)力自動(dòng)補(bǔ)償及位移控制系統(tǒng)”，并在2007年12月至2買排水板008年2月期間應(yīng)用于大上海會(huì)德豐廣場(chǎng)工程的北部緊鄰地鐵的北坑。

“軟土地區(qū)基坑鋼支撐支護(hù)內(nèi)力自動(dòng)補(bǔ)償及位移控制系統(tǒng)” 的科技成果創(chuàng)造性地提出了基坑鋼支撐內(nèi)力自動(dòng)控制的思路和方法，改變了傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力復(fù)加滯后的情況，對(duì)鋼支撐內(nèi)力實(shí)現(xiàn)了24小時(shí)不間斷的監(jiān)測(cè)、控制以及數(shù)據(jù)傳輸，使工程始終處于可控和可知狀態(tài)，有效地控制緊鄰地鐵隧道的變形和沉降，解決了常規(guī)方法所難以克服的技術(shù)難題，確保了工程順利實(shí)施，保證了深基坑工程及周邊建（構(gòu)）筑物、地下管線、運(yùn)營(yíng)地鐵隧道的安全運(yùn)行。

【技術(shù)內(nèi)容】“軟土地區(qū)基坑鋼支撐支護(hù)內(nèi)力自動(dòng)補(bǔ)償及位移控制系統(tǒng)”由上位塑料蓄排水板報(bào)價(jià)系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)組成。由自動(dòng)控制系統(tǒng)控制液壓泵站和液壓千斤頂，實(shí)現(xiàn)鋼支撐軸力的自動(dòng)控制。

在基坑土方開挖過程中，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，按照設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)要求，由控制系統(tǒng)通過千斤頂分別適時(shí)地加載，讓鋼支撐保持或增加其內(nèi)力，使“地連墻”保持“剛性”狀態(tài)，進(jìn)而確保地鐵隧道的安全。本系統(tǒng)在鋼支撐上安裝的液壓千斤頂，通過壓力傳感器實(shí)時(shí)反饋壓力監(jiān)測(cè)值。并通過工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和PLC控制模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼支撐軸力的復(fù)加和自動(dòng)控制。

該系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)鋼支撐內(nèi)力在線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、顯示和內(nèi)力報(bào)警設(shè)定、壓力曲線、報(bào)表制作/打印、歷史數(shù)據(jù)存貯等功能，并根據(jù)實(shí)際需要控制千斤頂液壓缸的壓力，以控制位移變形情況。此系統(tǒng)的研究與開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)軟土地區(qū)復(fù)雜深基坑施工時(shí)的智能化，提升基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工的科技含量和實(shí)施效果，減小基坑開挖過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形量，達(dá)到以科技創(chuàng)新提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力之目的。

獲獎(jiǎng)情況：

軟土地區(qū)基坑鋼支撐支護(hù)內(nèi)力自動(dòng)補(bǔ)償及位移控制系統(tǒng)：

1、2008年9月，獲中建總公司科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)；

2、2009年10月，獲國家二級(jí)工法；

創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用情況：

【質(zhì)量控制】“鋼支撐支護(hù)內(nèi)力自動(dòng)補(bǔ)償及位移控制系統(tǒng)”在會(huì)德豐項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行過程中，運(yùn)行狀態(tài)良好，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可靠，安全穩(wěn)定，降低了復(fù)雜地區(qū)深基坑工程的施工風(fēng)險(xiǎn)，有效地減少了地下連續(xù)墻的變形，確保了運(yùn)營(yíng)地鐵隧道的安全。應(yīng)用期間，地鐵隧道沉降控制僅為1.5mm，僅為設(shè)計(jì)控制目標(biāo)值5.0mm的30%；地下連續(xù)墻最大變形值為10.95mm，為控制目標(biāo)值18.61mm的60%，自控系統(tǒng)對(duì)于地連墻變形具有較好的控制作用。

該系統(tǒng)運(yùn)行安全，且運(yùn)行過程中無污染、無噪聲，是極為安全且環(huán)保的一種施工工法。

【效益分析】

（1、經(jīng)濟(jì)效益）

“鋼支撐支護(hù)內(nèi)力自動(dòng)補(bǔ)償及位移控制系統(tǒng)”的應(yīng)用，使會(huì)德豐項(xiàng)目北坑以及北區(qū)結(jié)構(gòu)得以順利施工，使總承包施工單位避免了高額的索賠。綜合成本與所創(chuàng)價(jià)值的對(duì)比、計(jì)算，創(chuàng)造了1293萬元的直接效益后，該系統(tǒng)又應(yīng)用于其他緊鄰地鐵的兩個(gè)工程使用，為中國建筑股份有限公司（上海）帶來直接經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)158萬元。

綜上，該系統(tǒng)到目前為中國建筑股份有限公司（上海）帶來直接經(jīng)濟(jì)效益共1451萬元。

（2、社會(huì)效益）

隨著現(xiàn)代化大都市的發(fā)展，我國很多城市開始修建地鐵，而已有地鐵的城市其地鐵線路的數(shù)量及長(zhǎng)度也日益增多，越來越多的工程

典型工程項(xiàng)目介紹：

大上海會(huì)德豐項(xiàng)目北坑共設(shè)五道支撐，第一道為鋼筋砼支撐，第二～五道為φ609×16鋼管支撐。第二、三道支撐采用常規(guī)方法施工，實(shí)際監(jiān)測(cè)的軸力損失很大，基本維持在其設(shè)計(jì)軸力的40%~80%左右?？刂葡到y(tǒng)安裝后，第四、五道支撐軸力沒有任何損失，可有效控制地連墻的變形，保證地鐵隧道的安全運(yùn)行。通過系統(tǒng)的成功應(yīng)用，改善了基坑受力變形性能，有效控制了緊鄰地鐵隧道的變形和沉降，解決了常規(guī)方法難以克服的技術(shù)難題。經(jīng)監(jiān)測(cè)表明，從北坑開挖直至底板澆筑完畢，地鐵沉降量為1.5mm，僅為控制目標(biāo)值5.0mm的30%。地下連續(xù)墻最大變形設(shè)計(jì)控制目標(biāo)值為18.10mm，在此期間，地下連續(xù)墻最大變形值為10.95mm，為控制目標(biāo)值的60%，自控系統(tǒng)對(duì)于地連墻變形具有較好的控制作用。

技術(shù)評(píng)估鑒定：

“鋼支撐支護(hù)內(nèi)力自動(dòng)補(bǔ)償及位移控制系統(tǒng)”，其科技成果，經(jīng)由國家建設(shè)部原總工程師、瑞典皇家工程院外籍院士許溶烈擔(dān)任鑒定委員會(huì)主任，中國工程院劉建航院士與中國工程院葉可排水板原材料明院士擔(dān)任鑒定委員會(huì)副主任的國內(nèi)權(quán)威鑒定委員會(huì)9名資深專家鑒定，其成果屬于國內(nèi)首創(chuàng)，總體上達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

通過檢索國內(nèi)、外相關(guān)文獻(xiàn)，尚未發(fā)現(xiàn)與本系統(tǒng)相類似的研究方法、研究成果或產(chǎn)品。地基基礎(chǔ)施工公司

推廣應(yīng)用前景：

“鋼支撐支護(hù)內(nèi)力自動(dòng)補(bǔ)償及位移控制系統(tǒng)”于2007年10月初開發(fā)完畢，2007年12月～2008年2月應(yīng)用于大上海會(huì)德豐廣場(chǎng)工程（地址：上海市南京西路華山路）；2009年10月～2010年1月應(yīng)用于協(xié)和世紀(jì)廣場(chǎng)（地址：上海市南京西路愚園路）；2010年5月～2010年8月應(yīng)用于龍之夢(mèng)虹口購物中心項(xiàng)目（地址：上海市中山北一路同煌路）；2010年7月，在世紀(jì)大都會(huì)（地址：上海市世紀(jì)大道東方路）在投標(biāo)文件中確定基坑施工時(shí)應(yīng)用此系統(tǒng)。以上項(xiàng)目均緊鄰地鐵。

隨著現(xiàn)代化大都市的發(fā)展，我國很多城市開始修建地鐵，而已有地鐵的城市其地鐵線路的數(shù)量及長(zhǎng)度也日益增多，越來越多的工程將緊鄰地鐵修建，因此而面臨著極為嚴(yán)峻的基坑施工過程中地鐵保護(hù)的問題。目前，上海市緊鄰地鐵的工程，地鐵管理部門要求鄰近地鐵隧道的基坑工程采用此系統(tǒng)施工，用以保證基坑施工時(shí)地鐵的安全。因此，本系統(tǒng)勢(shì)必將成為以后基坑施工中的一個(gè)常用方法，其運(yùn)用范圍極為廣泛。