[00119030]绿色装配可回收深基坑支护体系关键技术研究及工程应用

伴随着新型城镇化建设、城市更新、乡村振兴和国家双循环经济建设的开展,新基建项目会越来越多,基坑工程是新基建项目的重要组成部分,也会越来越多,可用资源相对紧张,而且建筑物场地周边环境也会非常复杂。传统的基坑支护方式大都存在现场施工湿作业多、标准化程度低、施工周期长、支护材料重复利用率差、扬尘、噪音污染环境等问题。按照习近平总书记提出的“2030年我国碳排放将达到峰值,2060年实现碳中和”的目标,今后绿色环保可持续和循环经济必将是未来发展的主题,一次性资源的利用将会受到严格的控制,绿色装配可回收深基坑支护体系将在基坑支护中得到广泛应用,同时建筑业转型升级也在加快推进,工厂化、标准化、产业化、智能化也在大力推进,因此,绿色的施工与管理是必经之路。课题组经过十余年的科研攻关,对目前现有的基坑支护形式、工法、理论分析进行了系统的研究,在此基础上提出两种可以全部回收的支护体系,运用计算机模拟仿真技术进行施工前模拟,对基坑进行预判,运用BIM技术对施工进行指导,运用远程信息监控平台对基坑变形进行实时监测,动态管理,并将其统一命名为“绿色装配可回收深基坑支护体系关键技术及工程应用”。主要创新成果如下：（1）为克服已有支护技术标准化程度低、施工周期长、支护材料重复利用率差、扬尘、噪音污染环境等的缺陷,项目组首次提出了模块化、纵横支撑式两种绿色装配可回收基坑支护技术,并针对传统锚杆（索）超红线占用周边地下空间,阻碍项目施工的问题,提出了配套的相变式、自锁销式、旋插式可回收锚杆支护技术,有效推动了深基坑工程回收化、装配化、绿色化进程的稳健发展。（2）基于“理论推导→仿真分析→试验验证”技术路线,提出了完备的力学分析模型,明确了支护体系节点位置的力学行为,构建了支撑节点、梁锚节点的内力计算修正模型;提出了基于克朗兹折线理论的绿色装配可回收深基坑支护体系的设计方法;充分考虑“长度、宽度、深度、角度”多个因素耦合对基坑空间效应的影响,提出了基坑长、宽、深、角度与空间效应影响系数间的函数模型;实现基坑支护“由局部到整体、由平面到空间”的多方位设计。（3）研发了成套施工关键技术及配套设备,提出了基坑支护体系“土体开挖→面层支护→锚杆张拉锁定”循环支护工艺和“预应力释放→面层回收→锚杆回收→土体回填”构件逐层回收工艺,建立了一套成熟的绿色装配可回收技术施工工法,实现了基坑工程领域“由现浇到装配、由永久到回收”的重要过渡。研发了适用于绿色装配可回收支护结构的系列高性能施工辅助设备。（4）创建了信息化、智能化、可视化基坑设计、施工、监测、预测网络平台。项目组基于深基坑支护设计与工程事故应急处理虚拟仿真平台,实现基坑支护体系云端仿真设计及突发事故应急处理模拟演练;依托BIM技术实现了基坑工程的信息集成化管理和可视化施工;基于BIM+GIS的基坑监测预警平台,实现了远程、实时、动态监测技术及超前预警技术。