【新闻速递】软土条形深基坑变形控制技术：为城市地下空间开发装上“智能安

　　在城市地下空间开发不断向纵深推进的今天，软土地区的深基坑施工始终是工程建设中的“心腹大患”。软土的高压缩性、强流变性、低强度与不均匀性，叠加上周边建筑密集、管线交错、交通繁忙的复杂环境，使得基坑变形控制难上加难。一旦失控，轻则导致邻近建筑沉降、路面开裂，重则引发管线破裂、工程倾覆。

　　面对这一世界性行业难题，团队协助腾达建设（600512）集团联合多家高校院所，历时多年技术攻关与实践打磨，成功研发并推广应用了“软土条形深基坑变形控制技术”。该技术融合了现代控制理论、智能算法与先进装备，实现了从“被动应对、经验施工”到“主动预测、智能调控”的革命性跨越，为复杂环境下的城市深基坑工程筑起了一道坚实的“智能安全带”。

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　　技术内核：一套“感知-决 策-执行”的智能闭环系统

　　该技术的核心，是构建了一个以围护结构侧向变形为主要控制目标，兼顾支护体系安全的智能控制系统。它将复杂的基坑工程转化为一个可感知、可分析、可控制的系统工程。

　　1. “神经末梢”感知：全域数据实时采集

　　通过在围护结构、支撑体系及周边环境中布设高精度传感器网络，系统能够7x24小时实时采集支撑轴力、围护结构位移、土体深层水平位移、建筑物沉降等海量数据（603138），彻底消灭信息盲区，为智能决策提供精准依据。

　　图1 基坑传感器布设示意图

　　2. “智慧大脑”决策：智能算法精准推演

　　面对传统方法难以处理的动态、多元约束优化问题，研发团队引入了群智能粒子群优化算法，将合理支撑轴力的计算转化为寻找全局最优解的过程。同时，结合PID自适应控制算法与神经网络解耦模型，系统能够基于实时变形状态与趋势，自动分析并发出最优轴力调控指令。

　　图2 基于粒子群算法的支撑合理轴力确定

　　图3 轴力智能控制计算程序及输出结果示意

　　3. “强健四肢”执行：伺服装备精准发力

　　决策需要强大的执行终端。团队协助腾达建设集团自主研发了基坑轴力伺服一体化智能控制装备。该装备基于液压增压器与分散式神经网络PID控制器，实现了低功耗、高保压和轴力的毫秒级精准调控。优化后的新型抱箍、矩形钢板式活络头等关键构件，如同为支撑体系装上了“强化关节”，显著提升了整个支护系统的承载能力与可靠性。

　　图4 基坑轴力伺服一体化智能控制装备构造示意与现场应用图

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　　三大创新维度，构筑技术护城河

　　（1）理论创新：从“被动支护”到“主动控制”

　　首次将系统控制论完整引入软土基坑工程，提出了主动、半主动、被动三级控制策略，建立了基于“轴力影响性方程”的主动控制理论。支撑轴力不再是固定值，而是可以根据变形发展动态调整的“调控变量”，实现对围护结构变形的“靶向治疗”。

　　（2）装备创新：从“机械加载”到“智能伺服”

　　自主研发的智能伺服系统，解决了传统千斤顶保压性能差、调控精度低、协同性弱的痛点。该系统具备压力动态自适应调控功能，能够根据预设策略或实时指令，自动补偿轴力损失，犹如一位不知疲倦的“变形矫正师”，时刻维系着支撑体系的平衡。

　　（3）工艺创新：从“大开大挖”到“精耕细作”

　　提出的小尺度块内盆式挖土法，严格限制了土体的无支撑暴露时间与空间，有效抑制了软土的流变变形。结合轴力多点同步加载技术，确保了在施加支撑时，整个体系能快速、均匀地建立所需轴力，避免了应力集中带来的局部风险。

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　　实战检验：在重大工程中淬炼成金

　　理论的价值在于实践。该技术已在上海轨道交通14号线浦东南路站、18号线长江南路站及13/18号线莲溪路站等多个“硬骨头”项目中得到成功应用。

　　以上海轨道交通14号线浦东南路站为例，该站为地下三层车站，基坑深度约22米，紧邻重要市政设施和既有建筑，变形控制要求极为苛刻。项目全程应用此项技术，通过智能伺服系统与盆式挖土法的协同，最终将基坑最大侧向变形牢牢控制在1.0‰H的苛刻标准以内，远低于常规施工的变形值，实现了施工全程安全零事故，为同期进行的浦东大道东西通道拓建工程提供了至关重要的安全保障。

　　图5 应用工程现场图

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　　行业影响与未来展望：树立软土基坑控制新标杆

　　该技术已获得5项国家发明专利，并形成了团体标准 《T/CI 364-2024 软土长条形基坑变形施工控制规范》 ，为行业提供了可复制、可推广的技术范式。经陈湘生院士领衔的专家组鉴定，一致认为该技术总体达到国际先进水平，其中条形基坑施工过程的主动控制技术达到国际领先水平。

　　在“交通强国”与“城市更新”的双重战略驱动下，城市地下空间的开发利用正向更深、更密、更复杂的方向发展。团队协助腾达建设集团攻关完善的这项技术，不仅为地铁车站、综合管廊等线性工程提供了核心安全保障，更可无缝拓展至密集城区的高层建筑深基坑、地下综合体、越江隧道工作井等广阔场景，市场潜力巨大，社会效益深远。

　　当盾构机在地下穿行，当摩天楼向天空生长，其起点往往是一个深埋地下的基坑，“软土条形深基坑变形控制技术”正让这个起点变得更加安全、智能与高效。它标志着中国在软土工程领域的控制能力已跃上新台阶，是基建行业从“人力密集型”向“技术密集型、智能密集型” 跃迁的生动写照，为新质生产力在传统工程建设领域的绽放提供了硬核注脚。

　　展望未来，我们的技术创新步伐从未停歇。当前，正依托上海轨道交通15号线望园路站等重大工程，全力研发新一代“变形测控一体技术”。该技术旨在将高精度实时监测与智能调控系统深度集成，推动基坑变形控制向更主动、更精准、更自主的智能闭环迈进。