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2017年省科技奖-建科院-老黏土地区预应力混凝土管桩基础工程关键技术及应用
发布时间:[2018-03-05]   浏览人数:914  来源:安徽省勘察设计信息网

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一、项目名称

   老黏土地区预应力混凝土管桩基础工程关键技术及应用    

二、项目简介

该项目属土木建筑工程技术领域。在住房和城乡建设厅科学计划项目等资助下,针对管桩在老黏土地区工程应用中存在挤土效应引起管桩上浮和桩身倾斜、沉桩深度达不到设计要求、 施工时接头松脱或爆桩、 管桩水平及抗拔承载力不足及管桩桩身混凝土强度难以确定等关键技术问题,对老黏土地区管桩的承载机理与沉降特性进行了系统的试验研究,历时近十年时间,形成了新桩型研发、工程设计、施工及验收检测等关键技术成果,完善了标准体系,并在工程实践中推广应用,取得了显著的经济效益和社会效益。

三、主要创新

1.系统揭示了老黏土地区管桩的承载机理和沉降特性。采用理论分析、数值模拟及室内外试验等研究方法,开展了老黏土地区管桩的承载机理和沉降特性的研究,提出了管桩的单桩竖向极限承载力修正公式。

2. 首次提出了老黏土地区管桩沉桩过程的挤土效应规律。基于圆孔扩张理论,模拟老黏土地区管桩压入土体桩周土体应力场,推导出桩周土塑性区半径,得出了老黏土地区管桩挤土效应规律,提出了消除老黏土地区管桩挤土效应的技术措施。

3. 建立了老黏土地区管桩压桩力与极限承载力的区域性经验公式。针对老黏土地区管桩沉桩时终压标准难以准确判定的难题,开展老黏土地区最大压桩力与极限承载力的关系研究,建立了老黏土地区压桩力与极限承载力的区域性经验公式。

4. 创新研发了玻璃纤维筋与钢筋混合配筋的预制桩、抱箍式连接抗拔管桩和机械连接预应力混凝土竹节桩等新桩型。针对老黏土地区管桩水平与抗拔承载力不足的技术难题,研发了玻璃纤维筋与钢筋混合配筋的预制桩、抱箍式连接抗拔管桩、机械连接预应力混凝土竹节桩等新桩型。

5. 发明了管桩全截面桩身混凝土抗压强度检验方法。。针对老黏土地区管桩在施工过程中常出现的管桩开裂或爆桩现象,为准确查明桩身混凝土强度,发明了管桩全截面桩身混凝土抗压强度检验方法。

该项目主编地方标准5部,修订地方标准1部,参编国家行业标准4部;获授权发明专利13项、实用新型专利4项;出版专著3部;发表论文60余篇,其中EI收录25篇;获建华工程奖集体二等奖1项、省优秀勘察设计二等奖1项、中国施工企业管理协会科学技术奖科技创新成果一等奖1项。

研究成果已在芜湖长江二桥、济祁高速、合肥融科城、合肥元一柏庄及巢湖万锦国际花园等1500多个重点建设项目中得到成功应用,总用桩量8000多万米。2014~2016年,建华建材(安徽)有限公司产生直接经济效益34.2亿元;在同等承载条件下,老黏土地区管桩与常规混凝土灌注桩相比,节约基础工程造价30%以上,缩短工期40%以上。

四、推广应用情况

研究成果已成功应用于我省的高速公路、高层建筑、市政桥梁等1500多个重点工程建设项目,总用桩量8000多万米。通过研究成果的推广应用,建华建材(安徽)有限公司近三年产生直接经济效益34.2亿元。本项目研究成果解决了我省老黏土地区管桩基础设计、施工、验收检测中存在的技术难题,对节约工期、降低造价、保护环境、保障工程质量安全和推动桩基行业科技进步具有重大的意义。


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