宫剑飞：创新地基基础科学托举城市美好未来
来源：UC论文网2016-05-24 15:36
摘要：
今年是宮剑飞研究员研究进入逑筑科学研究院地基基础研究所的第20个年头他从事的是建筑地基基础及尺跨度地结构工程技术的研究开发工作，
今年是宮剑飞研究员研究进入逑筑科学研究院地基基础研究所的第20个年头他从事的是建筑地基基础及尺跨度地结构工程技术的研究开发工作。20年来，在导师黄熙龄院上和地基所老-荦专家滕延京研究敁等的指导宫剑飞带领团队在复杂高层建筑群的幣体大面积筏形基础变形拧制设计取得多项创新性成果，并已成功推应用在北京，沈阳、河北、河南等地:川余项工程中，经济效益和社会效益显著.
他是《建筑地基基础设规范》编委国家标准《岛填方地基技术规范》（在编）编制.《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》(JGJ62011)副主编长期以来.他一直在用自ti的专业枳累，为推进我国建筑地基基础工程科学的发展贸献着力量。
2014年，宫剑飞荣获了“茅以升土力学及岩土工程青年奖”而更令他引以为傲的是，经过我W科技人W的块同努力,当前我们的地基基础设计水平已进入先进行列紧跟工程实践需要“桩基”“CFG桩”“抗浮构件”、“沉降后浇带”。
述筑形式及功能的卞富对述筑设计提出了更高的要求，设计技术的提升ft要迠HI来克服由此带来的逑筑物结构内力.地基承载力、高层建筑倾斜'基础沉降和地基变形等问题，为保述筑群的幣体性，各单个建筑之叫设沉降缝，因此.在设汁上提出了高'低足建筑之间变形协调的可能性多个敁建筑之间的影响及合埋距离等问题这些问题都涉及学屮沉降算的情确性.不同类咿的h部结构承受变形的能力，域终结到地椹基础按变形控制进行设计的理论问题”宫剑飞说，年年底，北京某工程正紧张建设屮.投资方突然找到地基所，作常着急。原来为确保“挺运蓝天”，按照相关部fJ的要求.各施工项N需在2u(m年年初停土石方工程、混凝土浇筑等主体施工作业，至奥运会结束'如果按照之前该项li的设汁方案，工程不可能在原来规定竣及时交房，也就意味春交房时间顺延多年左右，这样会面临瓶工单位、购房者的巨额索赔。这对投资方来说将是一个巨大的打击。
接到这个C程任务后，地基所旋即组织人员_f解rjv:情况并制定应对方案。据宫剑匕介绍，该工程为当时北京市最大的主裙•体多塔楼大底盘结构体系，建筑群高度IUU米，岛低层错落，荷载和结构刚度差明敁.建筑物各部分的差异沉降题分突出基于施工进度原W.投资方耍求不用桩基、地基处理方案，卞取采川无然地基方案并尽可能缩短施工工期而这正是地基所的“拿手好戏”。
因为此前对该课题进行过Hi多年的理论和试验研究，汴有过屮国石油大厦等多个项y的成功实践案例，地基所经过洋细的汁算分析并结合以往的工程经验，将地基基础方案定位为平板式筏形基础、天然地®方案按板设计过程中，充分考虑r厚筏扩敗岛层荷载的功能，以及利用筏板堪础刚度调整高低层建筑间差异沉降的能力，从而为取消主裙楼间沉降后浇带创造r条件另外.根据各个塔楼下地棰反乃值的不同，对多个岛U逑筑下的大面积格体沒板进了变障度设利用高层荷栽叫祐房的扩散原押，并在裙房抗浮屮考虑筏板刚度的作叫.成功取消原设计的抗浮锚扦经过这-系列的技术优化.工程最终取消r地基处理,抗浮锚杆.沉降后淺带等环节,满足了业主方的要求,同时为投资方节省资金ii»o余J/元来自屮IK|建筑科学研究院地基所的技术支持.圮异于为该工程送来一场“及时雨”。
这是地基所这支队20多年来为屮w地基基础设计攻克技术难的-个缩影这些年先后有北京油大北京屮国银行大厦、中职工对外交流屮心、持续推进技术创新表示.他所以能够拿义屮提及工程这场漂亮的战役要得益地基所多年来在“复杂以yiB筑k大底舦整体筏板基础设计技术”的创新，近年来，随着社会的发展，人们对述筑空间的要求越来越达筑已经不仅仅是单一的生活庇护所，可是越来越多的承载了坫住、饮位、娱乐、会议等各种活动人们要求建筑空问的功能和形式逐渐叫多样化、多元化发展这正是单体建筑没展到主裙楼-体大底盘房屋结沟的背景另外，楼层越来越卨的M时，越來越®视地K空间的利用.地室数和A地时积越来越大.也对建筑技术提出了新的要求。
例如，高层建筑的沉降控制'主裙楼•体大底盘结构的差异沉降控制等.
这些问题传统上是通过桩基或CFG桩地基处来满足高居建筑的承载力和沉降；借助降后浇带控制主裙楼差异沉降；利fH抗浮桩或抗浮锚杆来抵抗出于地卜水位上升引起的建筑物叼上位移这些措施本身在增加造价的间时会延期.并不利丁'地下空间的开发利用宵剑名介绍，“复杂高层建筑下大底盘整体筏板基础设技术”就是根据高层建筑大埤深特点，将岛足建筑基底F荷载控制在土体欠补偿状态，或基底附加伍力控制在很小的状态.充分利用回弹冉五缩段变形小的特点及裙房基础筏板打限扩敗岛层荷栽的原理进行变形控制设汁，解决大面积筏板沉降量和差异沉降题，进而取消沉降缝或沉降后浇带，实现筏板整体设-系列的工程实践表明，该技术综合效益突出：（1)节材：减少了桩或CFG桩叫墩，大幅度节约钢筋、混凝土；（2)节省工期：沉降后浇带取消；（3)减少环境污染：减少泥浆排放；（4)节约地下水资源：较常规建设方法提前停止降水；（4)节省地下空间资源：节约30米以F深W地F空间资源.为城iif深U地下空M开发利用提供了更大的灵活性和技术保障.
目前，相关成果已编入《建筑地基基础设计规范》(GB500072011)、《高W违筑筏形与箱形基础技木规范》并被列为北京市绿色逑筑技术推广名录该技术整体泡含以卜内容和创新：一证实f在一个大甩地下框架厚筏结构上，在足够埋深条件下，高层下筏基反力具线性分布特怔，筏板框架结构具有扩散上部高层建筑荷载的作用.其影响范闱是有限的；
一揭示多塔楼大底盘抿架厚筏基础的变形特征及地基反力分布规律，即各塔楼独立作用下产生的变形、反力是通过以各个塔楼F面一定范围为屮心，各自沿径向向外围衰减扩散，并在其共M的彩响范围内’沉降和地基反力可以相互叠加；
一提出广将高-部分的厚筏等厚度向外拓展-跨后渐变板厚，以减少高层下的地基附加应力，增加高层部分的稳定性；
一证明上部结构、厚筏及地基共同作用下，整体筏板的变形是+规则的和连续的，在正常使用极限状态k.其沉降可按弹性珲论并采用叠加原理计算；建立了考虑上部结构、基础与地基共间作用的大底盘框架坻筏基础的简化整体汁算模型，提出大底盘框架厚筏基础的板块化设计方法。
简单来说，它为H渐多样化的建筑形式的实现.提供r更简单冇效的地基基础设汁手段，为地下空间的利用，提供了有力的技术支持。该方法也是我国近年来建筑学科领域，真正具有原创性的设计理论之一.
宫剑飞出生于1970年，在辽宁本溪的矿山长大。他小时候的梦想很简单，就是飞出大山1995年他来到北京，来到屮国建筑科学研究院地基所攻读博士学位，师从我国著名地基基础工程专家黄熙龄院士。屮国建筑科学研究院地基基础研究所成立于19.%年，近60年来承担我闰建筑地基基础领域的科学技术研究和主要标准规范的编制任务，引领我W建筑地基基础的行业进步.在行业内享有崇高的声誉和地位。
目前，地基所拥有一支年轻而充满朝气的队伍，成记们来自不同的学科背景，各有所长，也娃支特别能吃苦、能打硬仗的H1队多年来，大家紧紧围绕生产需要，推进着理论完善；规范的制定、改进；技术方法的推广应用等各项工作而看到有相当一批被贴上各种标签的80后、90后有事业追求，能吃苦，能奋斗，则尤其令宫剑感到欣慰。
20世纪<)0年代初，黄熙龄先生敏锐地意识到，城市化进程中地下空间的利用将会越来越重要，因而加大了这方面的研究，并影响-大批后学的加入，这其中也括他的学生宫剑飞,宫剑飞表示，城市地F空间如今已成为一种新型国土资源，是城市化进程屮的战略性空间资源,科学研究必须解决W家在经济建设屮急需解决的W题，这样才有前途，多年来.他和W队的研究也都是结合生产耑要提出来的实际问题展开的。
他希望地基所未来的日子里，嬰始终抓住经济建设这条主线，并结介身特点，“上山”“入地”“下海"多头并进也就是要解决两部大开发山K建设的大挖大填地雄处埤W题，加人城市地下空间的开发利州研究,和为闽家沿海造地、填海建岛提供技术支持“岩土工程是理论与实践结合十分紧密的-门学科，随泞城镇化的推进，未来岩土工程在屮丨大有作为”宫剑飞说他表示，在全球范围内看.现阶段我国的工程建设实践机会是最多的,另外，地域辽阔.地质条件的多样性为岩土工程研究提供广阔的舞台.
[专家简介]宫剑飞，工学博士，研究员。现任中国建筑科学研究院地基所副所长，建研地基基础工程有限责任公司副总经理
长期从事地基基础及大跨度地下结构工程技术的研究幵发工作，在整体大面积筏形基础变形控制设计理论上有创新性成果并致力于成果的推广。作为项目负责人主持中国石油大厦、首都机场T3航站楼、北京三里屯SOHO、首钢迁安2160mm热带轧机工程、沈阳新世界会展中心等教十项重要工程的地基基絀方案制定和实施。
他先后承担国家、省部级课题川余项，并荣获省部级利进步一等奖1项、二等奖2项，三等奖1项，省部级工程勘察设计二等奖2項；在国内外发表专题研究论文30余篇，获发明专利5项，实用新型专利2项；是2014年度茅以升土力学及岩土工程青年奖获得者。
文丨本刊记者段海 旺凌莉
