钢支撑支护

软土地区基坑钢支撑支护内力自动补偿及位移控制系统

发布时间:2012-11-29 17:02来源:网络转载  阅读:2214

创新技术名称:软土地区基坑钢支撑支护内力自动补偿及位移控制系统

工程项目名称:大上海会德丰项目

开/完工日期:2006年 至 2010年

创新技术综合报告:

【技术创新性】我国软土地区诸如上海、天津、南京等大量地区在地铁、隧道周边兴建的建筑物越来越多,在城市施工中对周边影响的控制日趋严格,而目前国内外常规施工技术却已经无法满足此地铁正常运营中所提出的近乎苛刻的变形(水平位移和竖向沉降)控制要求。位于上海市南京西路1717号的大上海会德丰广场工程,因其基坑与地铁2号线平行长度91m、距离地铁2号线隧道仅5.4米、基坑深于地铁隧道底部2.5m而面临着更严峻的挑战。

基于此情形,大上海会德丰广场工程的总承包方——中国建筑股份有限公司(上海),联合同济大学建筑设计研究院,携手开发了“软土地区基坑钢支撑支护内力自动补偿及位移控制系统”,并在2007年12月至2008年2月期间应用于大上海会德丰广场工程的北部紧邻地铁的北坑。

“软土地区基坑钢支撑支护内力自动补偿及位移控制系统” 的科技成果创造性地提出了基坑钢支撑内力自动控制的思路和方法,改变了传统预应力复加滞后的情况,对钢支撑内力实现了24小时不间断的监测、控制以及数据传输,使工程始终处于可控和可知状态,有效地控制紧邻地铁隧道的变形和沉降,解决了常规方法所难以克服的技术难题,确保了工程顺利实施,保证了深基坑工程及周边建(构)筑物、地下管线、运营地铁隧道的安全运行。

【技术内容】“软土地区基坑钢支撑支护内力自动补偿及位移控制系统”由上位系统、PLC控制系统和现场执行系统组成。由自动控制系统控制液压泵站和液压千斤顶,实现钢支撑轴力的自动控制。

在基坑土方开挖过程中,根据监测结果,按照设计数据要求,由控制系统通过千斤顶分别适时地加载,让钢支撑保持或增加其内力,使“地连墙”保持“刚性”状态,进而确保地铁隧道的安全。本系统在钢支撑上安装的液压千斤顶,通过压力传感器实时反馈压力监测值。并通过工业控制计算机和PLC控制模块,实现对钢支撑轴力的复加和自动控制。

该系统的应用,可以实现钢支撑内力在线实时数据采集、显示和内力报警设定、压力曲线、报表制作/打印、历史数据存贮等功能,并根据实际需要控制千斤顶液压缸的压力,以控制位移变形情况。此系统的研究与开发,可实现软土地区复杂深基坑施工时的智能化,提升基坑支护结构施工的科技含量和实施效果,减小基坑开挖过程中支护结构的变形量,达到以科技创新提升企业核心竞争力之目的。

获奖情况:

软土地区基坑钢支撑支护内力自动补偿及位移控制系统:

1、2008年9月,获中建总公司科学技术奖三等奖;

2、2009年10月,获国家二级工法;

创新技术应用情况:

【质量控制】“钢支撑支护内力自动补偿及位移控制系统”在会德丰项目的实际运行过程中,运行状态良好,监控数据可靠,安全稳定,降低了复杂地区深基坑工程的施工风险,有效地减少了地下连续墙的变形,确保了运营地铁隧道的安全。应用期间,地铁隧道沉降控制仅为1.5mm,仅为设计控制目标值5.0mm的30%;地下连续墙最大变形值为10.95mm,为控制目标值18.61mm的60%,自控系统对于地连墙变形具有较好的控制作用。

该系统运行安全,且运行过程中无污染、无噪声,是极为安全且环保的一种施工工法。

【效益分析】

(1、经济效益)

“钢支撑支护内力自动补偿及位移控制系统”的应用,使会德丰项目北坑以及北区结构得以顺利施工,使总承包施工单位避免了高额的索赔。综合成本与所创价值的对比、计算,创造了1293万元的直接效益后,该系统又应用于其他紧邻地铁的两个工程使用,为中国建筑股份有限公司(上海)带来直接经济利润158万元。

综上,该系统到目前为中国建筑股份有限公司(上海)带来直接经济效益共1451万元。

(2、社会效益)

随着现代化大都市的发展,我国很多城市开始修建地铁,而已有地铁的城市其地铁线路的数量及长度也日益增多,越来越多的工程

典型工程项目介绍:

大上海会德丰项目北坑共设五道支撑,第一道为钢筋砼支撑,第二~五道为φ609×16钢管支撑。第二、三道支撑采用常规方法施工,实际监测的轴力损失很大,基本维持在其设计轴力的40%~80%左右。控制系统安装后,第四、五道支撑轴力没有任何损失,可有效控制地连墙的变形,保证地铁隧道的安全运行。通过系统的成功应用,改善了基坑受力变形性能,有效控制了紧邻地铁隧道的变形和沉降,解决了常规方法难以克服的技术难题。经监测表明,从北坑开挖直至底板浇筑完毕,地铁沉降量为1.5mm,仅为控制目标值5.0mm的30%。地下连续墙最大变形设计控制目标值为18.10mm,在此期间,地下连续墙最大变形值为10.95mm,为控制目标值的60%,自控系统对于地连墙变形具有较好的控制作用。

技术评估鉴定:

“钢支撑支护内力自动补偿及位移控制系统”,其科技成果,经由国家建设部原总工程师、瑞典皇家工程院外籍院士许溶烈担任鉴定委员会主任,中国工程院刘建航院士与中国工程院叶可明院士担任鉴定委员会副主任的国内权威鉴定委员会9名资深专家鉴定,其成果属于国内首创,总体上达到国际领先水平。

通过检索国内、外相关文献,尚未发现与本系统相类似的研究方法、研究成果或产品。

推广应用前景:

“钢支撑支护内力自动补偿及位移控制系统”于2007年10月初开发完毕,2007年12月~2008年2月应用于大上海会德丰广场工程(地址:上海市南京西路华山路);2009年10月~2010年1月应用于协和世纪广场(地址:上海市南京西路愚园路);2010年5月~2010年8月应用于龙之梦虹口购物中心项目(地址:上海市中山北一路同煌路);2010年7月,在世纪大都会(地址:上海市世纪大道东方路)在投标文件中确定基坑施工时应用此系统。以上项目均紧邻地铁。

随着现代化大都市的发展,我国很多城市开始修建地铁,而已有地铁的城市其地铁线路的数量及长度也日益增多,越来越多的工程将紧邻地铁修建,因此而面临着极为严峻的基坑施工过程中地铁保护的问题。目前,上海市紧邻地铁的工程,地铁管理部门要求邻近地铁隧道的基坑工程采用此系统施工,用以保证基坑施工时地铁的安全。因此,本系统势必将成为以后基坑施工中的一个常用方法,其运用范围极为广泛。

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