项目一：钢管约束混凝土结构的理论、技术与工程应用

　　1、成果背景

　　随着国民经济的快速发展，我国进行了世界上最大规模的土木工程建设，其中钢－混凝土组合结构在高层、大跨、重载结构中得到广泛应用，发展钢－混凝土组合结构是结构工程领域未来发展的重要趋势。但传统的钢管混凝土和型钢混凝土结构存在节点复杂、施工困难、高强钢材和高强混凝土难以应用等问题；除此之外，传统的钢管混凝土构件耐火极限偏低，防火成本高，传统的型钢混凝土构件存在抗震性能不足等问题；这些长期无法解决的问题阻碍了钢管混凝土和型钢混凝土结构在工程中的进一步广泛应用。

　　针对这些问题，项目组在国家自然科学基金重点项目和国家重点研发计划等项目的资助下，历时15年，通过大量模型试验、理论研究、数值模拟、设计理论与方法研究以及工程实践，取得了系统的技术成果，形成了钢管约束混凝土结构技术。

　　　2、成果创新性

　　1、创建了钢管约束混凝土结构体系，解决了传统的钢管混凝土和型钢混凝土结构节点复杂等系列技术难题；

　　2、建立了钢管约束混凝土构件的静力与抗震性能分析理论及方法，提出了构件设计技术；

　　3、建立了钢管约束混凝土构件的受火分析理论与方法，提出了构件抗火设计技术；

　　4、建立了钢管约束混凝土结构梁柱节点的静力与抗震性能分析理论及方法，提出了节点设计技术；

　　5、建立了高层、复杂钢管约束混凝土结构体系的弹塑性有限元高效分析方法，提出了结构体系抗震设计技术。

　　3、运用案例

　　成果应用于重庆中科大厦、重庆T3航站楼、重庆忠县竞技馆、青岛海天大酒店新楼、大连中石油大厦、黑龙江科技创新大厦、大连奥体中心体育馆/体育场/网球场、华润惠州小径湾酒店等40余项重点工程中；近3年累计节省投资2.57亿元，新增利润9261万元，新增税收3742万元，取得了显著的经济和社会效益。

　　4、知识产权

　　该研究成果被授权发明专利8项，出版学术专著1部，发表学术论文80篇（其中SCI论文42篇），培养硕士和博士研究生25名。

　　5、成果荣誉

　　1、荣获2018年度高等学校科学研究优秀成果奖（科技进步奖）一等奖；

　　2、根据本项目的研究成果，编制了我国行业标准《钢管约束混凝土结构技术标准》（已报批），为工程应用提供了科学依据和技术支撑。

　　6、市场前景

　　钢管约束混凝土结构克服了传统钢管混凝土和型钢混凝土结构节点复杂的致命弱点，保留了其优点；所形成的钢管约束混凝土结构体系抗震和抗火性能优越，能充分发挥高强材料性能，节点断开适合装配化施工，建设成本低，综合效益好，具有广阔的应用前景。经专家鉴定评价，该项成果“总体上达到了国际领先水平”。

　　项目二：大面积吹填造地超软地基加固技术

　　1、成果简介

　　随着我国经济建设的快速发展，土地资源越来越匮乏，建设用地不足已成为制约沿海地区经济和社会发展的瓶颈，为此，我国沿海及内地湖泊地区正开展大规模的吹填造地。据统计，目前规划吹填造地面积达到1200km。吹填土具有含水率高、孔隙比大、强度低、压缩性高等特点，处于超软状态，人员和施工机械无法直接进入场地，处理难度极大，迫切需要研发适应大面积超软地基快速处理新技术。

　　本成果正是针对饱和吹填超软土加固难题而开发，实现了在承载力为零的泥上施工、实现了泥上插板、泥上铺膜、泥上布管，采取新型管网代替砂垫层水平排水系统，改进水平排水滤管，改进排水板和波纹滤管的连接方法，实现了多项施工工艺的突破，从根本上解决了超软土地基上无法进行传统真空预压的施工难题，开辟了特殊土地基加固的新途径。

　　2、成果施工步骤

　　包括铺设浮桥、改性真空预压以及结合覆水预压技术：

　　1、在围堤内的淤泥区上铺设浮桥；

　　2、在淤泥区上铺设塑料编织布，将其固定于围堤和浮桥上；

　　3、在塑料编织布上水平铺设排水支管，塑料排水板缠绕排水支管插入淤泥区的淤泥中；

　　4、在塑料编织布上水平铺设排水主管，走向与排水支管垂直，排水主管一端连接真空泵；

　　5、在排水主管与排水支管上铺设土工布，在土工布上铺设真空膜；

　　6、在真空膜上放置水荷载。

　　3、运用案例

　　本技术已应用于浙江、江苏、广东等沿海地区围海造地工程软基加固，如浙江温州围海工程就加固了2000万平方米超软地基，取得了显著社会经济效益。

　　4、知识产权

　　该研究成果被授权发明专利。

　　5、成果荣誉

　　1、本技术已获得国家级施工工法《吹填超软土地基处理改性真空预压施工工法》(GJEJGF012-2012)，从而为该技术的施工和推广应用提供了依据。其次，将相关技术形成国家标准，使专利技术在实施过程中有据可依；

　　2、本技术的核心内容无砂垫层排水技术已编制并获批国家标准《吹填土地基处理技术规范》（GB/T51064-2015）。

　　6、市场前景

　　本技术立足沿海产业带，面向国内外，引领了我国在吹填超软土地基加固技术领域的发展。沿海产业带有巨大的可围垦用地，该专利技术的研发及应用，将直接推动我国沿海产业带的建设速度，产生巨大的社会效益和经济效益。

　　项目三：浆固碎石桩及复合地基技术

　　1、成果简介

　　高速公路、高速铁路等工程施工过程中经常遇到施工场地上方存在既有障碍物的难题，使得传统的地基处理方法难以实施。如常规CFG桩、灌注桩、搅拌桩等施工机械高度大，在遇到施工场地上方有高压电线或者高架桥等复杂施工环境，往往无法开展施工。

　　针对以上问题，项目组研发了一种桩土互动浆固散体材料桩复合地基施工工法，主要包括：钻机进入地基至设计深度成桩孔，桩孔周边采用泥浆护壁，在桩孔内放入注浆管，然后向桩孔内投入骨料，由灌浆泵通过注浆管向桩孔内的注入浆液，浆液与骨料固结后成桩并渗入到桩周土体中去，在桩顶铺设褥垫层，形成复合地基。

　　浆固碎石桩的施工机械高度低，可圆满解决施工场地上方存在既有障碍物的难题、且无噪音、不挤土、对周围建筑物无影响、施工机械轻便、施工速度快。桩身强度高，能够改善桩周土、桩端土性质，提高复合地基的承载能力并减小沉降变形，因此具有很好的实用性。

　　浆固碎石桩施工

　　浆固碎石桩桩头

　　2、成果施工步骤

　　成孔→投石洗孔→注浆加固→褥垫层设置等。

　　3、运用案例

　　浆固碎石桩技术已在我国沿海地区高速公路和高速铁路等大型工程中推广应用：

　　如沿海高速铁路、沪宁城际铁路、浙江杭千高速公路、宁波绕城高速公路等大面积地基处理工程，有效解决了工后沉降和桥头跳车以及既有障碍物下施工环境问题，取得了显著的社会经济效益，开辟了深厚软基加固的新途径，推动了岩土工程科学技术进步。

　　如沪宁城际铁路以路基型式下穿既有道路立交、高压线25处，通过区域广泛分布淤泥及淤泥质黏土等土层，工程性质不良。由于受到场地限制以及既有设施安全使用的要求，常规的软基处理方法难以满足施工要求，在分析论证的基础上，经多方案比较，采用浆固碎石新技术有效地解决了特殊施工环境条件下深厚层软土地基加固的难题。通过对沪宁城际铁路27个路基工点的应用，累计完成浆固碎石桩28.6万延米，经过质检全部合格，工后沉降控制满足铺设无砟轨道要求及高速列车舒适运营的要求。自2010年竣工通车以来，路基稳定。

　　4、成果荣誉

　　该技术已获批为江苏省省级工法《浆固碎石桩施工工法》（JSGF-2009-083）。