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科技研发

Technology

研究领域

 二、 地基基础
(一)地基基础设计
  20世纪70年代,总结了建国以来地基基础领域的科技成果和工程经验,编制了我国第一本《建筑地基基础设计规范》(74版),结束了我国地基基础设计使用外国规范的历史,标志着我国地基基础领域技术达到了一个新的水平,为国家基本建设做出了显著贡献,节约了大量资金。
  20世纪80年代,随着我国改革开放的深入,建筑业空前发展,建筑技术取得了显著发展,特别是计算机技术在建筑业的广泛应用,有效地提高了建筑设计计算水平,新的建筑技术和计算方法不断涌现,为与我国地基基础领域的技术发展相适应,促进技术进步,编制了《建筑地基基础设计规范》(89版)。
  进入新世纪后,在89版《建筑地基基础设计规范》基础上,经过对国内20世纪90年代以来地基基础领域科技发展的总结、对国外先进标准的调查研究,编制了2002版《建筑地基基础设计规范》。2002版建筑地基基础设计规范明确了概率极限状态设计方法两种极限状态在地基基础设计的使用范围,荷载组合条件和抗力条件,概念明确,减少设计失误和浪费,基本上实现了与先进国际标准的接轨;确定地基基础设计的变形控制设计的总原则,增加有限压缩层变形计算、地基回弹变形计算、桩基础沉降计算方法,确定在同一整体基础上建有多栋多层和高层建筑应按照上部结构、基础和地基共同作用进行变形计算的原则;确定永久荷载控制的简化基本组合条件;明确复合地基概念和设计基本原则,复合地基设计参数的确定方法;根据地基基础受力和变形特征,提出了基础设计中抗冲切、抗剪、抗弯验算原则和计算方法。增加高层建筑筏形基础设计内容,满足设计人员的要求,填补国家规范这项空白;增加基坑工程设计内容,确定基坑工程设计基本原则;增加检验和监测设计内容,为保证设计质量,为地基基础设计水平的行业技术进步创造了条件。
(二)特殊土地基的研究开发
  20世纪50 年代中后期,主要解决西北地区建设中的湿陷性黄土地基问题。通过大量调查与试验, 将我国黄土划分为自重湿陷与非自重湿陷两大类 ,并首次提出黄土的湿陷起始压力 ,有针对性地进行设计和处理 ,为我国黄土地区的建设节省了大量资金。
20世纪60 年代,对我国沿海软土地基房屋变形问题,进行了大量调查和试验研究, 并结合我国沿海软土的高结构性和高压缩性特点,提出控制地基压力和建筑物长高比等措施,减小地基差异沉降,合理利用天然地基,降低工程造价。
  20世纪70 年代,在十多个省市的协同努力下 , 摸清了我国膨胀土的分布,根据温带、亚热带地区土中含水量与气候条件的关系,分别给出处理原则及措施,编制了相应的技术规范,大大减少了膨胀土地区的工程事故,保证了工程质量。
20世纪80 年代以来,对地震荷载下软土的动力特性,特别是软土的动力强度进行了试验研究并提出了地震荷载作用下地基稳定的验算方法。
  20世纪90年代,编制了《软土地区工程地质勘察规范》,为我国软土地区的工程勘察提供了技术标准,保证了工程质量。
(三)地基处理技术的研究开发
  20世纪60 年代,开展了注浆法加固地基的研究,包括硅化法、水泥浆液法、碱液法。其中碱液法用于加固湿陷性黄土效果显著,并可利用工业废料。
  20世纪70 年代,结合唐山地震砂土液化问题,研究振冲法、强夯法加固地基 ,取得较好效果。强夯法不仅用于加固松散土层,也用于块石填筑地基,如大连石油化工厂围海抛石造地和贵州龙洞堡机场、三明机场高填块石地基的强夯处理,均取得良好的技术经济效益。
堆载预压法适用于高压缩性饱和软土的大面积处理。90 年代初 ,对深圳福田区 165 万平方米场地采用塑料排水插板堆载预压法处理,取得较好效果。
  20世纪80 年代,根据地基土的不同性状和环境条件,总结我国地基处理技术的设计施工经验,编制了《地基处理技术规范》。结合复合地基技术的迅速发展,在这一领域,重点研究开发了桩土复合地基,包括CFG 桩(水泥粉煤灰碎石桩 ) 和夯实水泥土桩复合地基。
  20世纪90年代,对CFG 桩(水泥粉煤灰碎石桩 )、夯实水泥土桩等新的复合地基处理技术,从设计计算、施工工艺与机具等方面进行了配套的研究开发,完善了施工工法,并在全国二十几个省市近400 多万平方米的建筑中推广应用 , 取得了显著的经济效益和社会效益。其中 CFG 桩复合地基技术已列为国家级全国重点推广项目,获得了国家级工法;夯实水泥土桩技术列为建设部重点推广项目。根据国家城市建设的需要编制了《既有建筑地基加固技术规范》,为城市既有建筑的改造提供了技术规范,保证了工程质量。
进入新世纪后,总结了复合地基技术在我国广泛推广运用的成果,编制了2002版《建筑地基处理技术规范》,水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法、夯实水泥土桩法等新的复合地基处理技术已列入2002版建筑地基处理技术规范,促进了建筑地基领域的技术进步,为国家节约了大量建设资金。
(四)桩基技术的研究开发
  从桩基的设计、施工到检测,形成了系列化成套技术,先后编制了《灌注桩基础设计施工规程》、《建筑桩基技术规范》、《高应变动力试桩规程》、《建筑基桩检测技术规范》等,有力地推动了我国桩基工程的技术进步。
  20世纪70 年代,为适应推广灌注桩的需要,研制了潜水钻机,长螺旋钻机等五种成孔设备及相应的成桩工艺。结合工程对灌注桩的竖向和水平承载力进行了系统试验研究,开发成功了锤击贯入试桩法,从而形成灌注桩工程化配套技术。
  20世纪80 年代, 对群桩的承载性能尤其是桩、土承台共同作用问题,进行了系统试验研究,提出实用化设计计算方法,列入规范。80 年代后期研究开发成功沉渣检测仪,FEI 系列高低应变动测系统,从而把桩基的设计、施工、检测系列配套技术提高到一个新水平。
  20世纪90 年代,研究开发成功的泥浆护壁灌注桩后压浆技术和施工工法,可提高单桩承载力30%?120%,并可结合进行桩身完整性超声检测。该技术获得国家级工法,已列为建设部重点推广技术。现已在天津、北京、上海、武汉、福州、汕头、济南、杭州等城市 上百项工程中应用,减少了用桩量,节约大量资金,取得显著经济效益。
  进入新世纪后,编制了《建筑基桩检测技术规范》,对建筑基桩的检测方法、检测设备、检测范围和检测标准提出了统一的技术标准,提高了建筑基桩的检测水平,有效地保证了工程质量。
(五)高层建筑箱筏基础设计的研究
  20世纪70 年代,为适应我国高层建筑初期发展的需要 , 对不同地基条件的箱形基础,进行了反力、内力 , 沉降测试,在此基础上提出了反映共同作用的地基反力系数计算法,结合工程实践,编制了《高层建筑箱形基础设计与施工规程》,使我国高层建筑箱基设计计算趋于简化、合理 , 节约钢材,降低了造价。
20世纪80 年代,我国高层建筑的高度、体量和规模迅速发展 , 地下空间使用要求更高,箱筏基础的选用更广泛。为此,开展了箱筏基础的研究,进行了“高层建筑箱基加磨擦群桩的研究”、“高层建筑筏型基础试验研究”等多项课题研究。
  20世纪90年代以来,成功地完成了带裙房高层建筑共同作用计算的研究,编制了界面良好、使用方便的计算App,此项成果优化了布桩和基础设计,减少建筑物沉降,节约了钢材,降低了造价。已在实际工程中应用,取得了显著的经济效益和社会效益。总结高层建筑箱筏基础研究成果及实践经验,编制了《高层建筑箱型与筏型基础技术规范》。
(六)深基坑支护的研究开发
  深基坑支护是近年来我国高层建筑工程实践中提出的热点和难点问题,我院结合工程需要进行了工程测试、试验研究和开发,对非软土中悬臂式支护结构土压力计算提出了改进建议。研究开发的闭合与非闭合拱圈支护技术,应用于工程可较常规形式节约造价 30% 以上。此外,在工程中应用了桩墙合一,墙墙合一等技术,并将拱形支撑与压顶梁结合,也取得良好效益。90年代末编制了《建筑基坑支护技术规范》,开发了系列建筑基坑支护设计App,使建筑基坑设计、施工规范化,有效地保证了工程质量,减少了建筑基坑事故。
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