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集团深大长基坑工程建造技术获国家科技进步二等奖
时间:2016-01-20
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 1月8日,在2015年度国家科学技术奖励大会上,由集团等单位完成的“深大长基坑安全精细控制与节约型基坑支护新技术及应用”项目荣获国家科学技术进步二等奖。
“该成果是集团在北京地区深大长基坑建设中的技术集成,标志着集团在这一领域的国内领先地位。”集团公司总工程师张晋勋说,集团承建的国家大剧院、银泰中心和CBD核心区工程等基坑工程是这一成果的标志性工程,集团工程总承包部、建筑工程总承包部和城建道桥华夏基础建设公司等为这项成果做出了重要贡献。
集团与天津大学等单位合作研究大型基坑施工全过程精细控制的方法和成套技术,以满足深大长基坑在复杂环境施工的安全控制和节材降耗等环保要求。经过十多年的产学研攻关和工程实践,完成了“深大长基坑安全精细控制与节约型基坑支护关键技术及应用”成果,在基坑变形主动控制技术、基坑防连续破坏控制设计理论与方法、无支撑多级支护设计方法与新技术、基坑地下水回灌技术等方面取得自主创新的突破。
“当年国家大剧院的基坑与人民大会堂基边距离仅40米,如果按照传统的抽水方式来降水,一天的抽水量会达到10万立方米,相当于一座水厂的供应量。”工程总承包部副总工程师陈新是这项成果的主要完成人之一,她参与了国家大剧院建设。
国家大剧院工程大部分基础埋深为负26米,其中歌剧院台仓基础埋深达到负32.5米,特殊的地理位置致使基坑施工难度非常大。经过多种方案的比选,集团最终采用局部连续墙设计和歌剧院台仓隔水帷幕及减压井设置,避免了基坑大量地下水的抽降。这些技术与桩锚支护和连续墙支护结合,将地下连续墙最大水平位移变化范围控制在4.64至10.87毫米,基坑四周建筑物没有发生沉降,确保了人民大会堂、西长安街、地铁站及地下管线等的绝对安全。“国家大剧院深基坑建造技术当时获得了北京市科学技术进步二等奖。”陈新介绍说。
北京银泰中心工程裙房部分基坑深度22.95米,北塔楼基坑深度达28.15米,与国贸地铁站变电站仅有0.4米的距离,在保证变电站安全运行的前提下开挖28.15米成为工程最大难点。最终确定的基坑支护方案是负10米以上边坡采用土钉墙支护,负10米以上采用护坡桩加锚杆支护,并在变电站处采取护坡桩、锚杆支护加桩间旋喷桩止水、桩间土钉墙和变电站基底注浆棚护支护结合的复合式支护方式,有效控制了基坑变形。
基坑面积达11.75万平方米的CBD核心区地下公共空间市政交通基础设施工程,基坑开挖深度为27.25米,基底为卵石层,超大基坑承压水控制也成为基坑施工的关键。管井分区围降方式最终被采用,降水井的布置采用基坑周边设置封闭降水、中间设置疏干井的方式,将整个施工场地划分为若干个小区块,逐个区进行降水,既减少了抽水、排水的难度,又防止了大规模抽取地下水对周边环境造成不利影响。
这项成果的应用,确保了国家大剧院、银泰中心、CBD基坑工程的施工安全和施工质量,还在保护环境的同时,实现了工程费用的节省。国家大剧院减少抽水量540万立方米,降低抽水费近740万元;CBD项目仅采用管井围降的方式,就采用帷幕隔水降低造价576万元;银泰中心复合式支护方式和降排水方法也有效降低了工程费用。
该成果是集团史上第10项、“十二五”期间第3项获得国家科学技术进步二等奖的成果,以其社会效益和经济效益双丰收,充分展示了集团技术创新的成效。目前,国家鼓励产学研结合的技术创新模式,集团技术创新、实践应用能力与高校理论研究能力相结合,有力助推集团科技创新迈向新阶段。
据了解,该成果授权发明专利7项,实用新型专利35项,制订国家级工法和省部级工法10项,纳入《建筑地基基础设计规范》等多项国家及地方重要规范,已成功应用于北京、天津、上海等省市区72项大型工程。