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符合國家戰略、行業(yè)要求,兆弟控股集團先張法預制樁性能優(yōu)異

發(fā)布日期:2023-12-07 11:45:35 訪(fǎng)問(wèn)次數:613

國家“綠色低碳”的發(fā)展理念和“建筑工業(yè)化”發(fā)展戰略對樁基技術(shù)提出了新要求。城市更新面臨更為復雜敏感的密集核心區環(huán)境條件下的工程建設難題,作為建筑工業(yè)的重要基礎之一——樁基技術(shù)面臨著(zhù)嚴苛挑戰。開(kāi)展新型預制樁型研發(fā)是工程建設的迫切需求,符合國家發(fā)展戰略。

碳排放量產(chǎn)業(yè)分布

相較于傳統灌注樁資源消耗量大、環(huán)境問(wèn)題突出,傳統管樁軟土單樁承載力低、布樁密集擠土效應嚴重、端板焊接質(zhì)量不可控等缺點(diǎn),預制樁具有工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量可靠、造價(jià)便宜、檢測方便等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應用于各類(lèi)建筑物和構筑物中。

據中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì )統計,2022年全國產(chǎn)量超過(guò)4億米,年預制樁產(chǎn)值超過(guò)1000億,成產(chǎn)和使用均居全球首位,但目前預制樁技術(shù)創(chuàng )新仍存在諸多問(wèn)題。具體表現為:
1.軟土地區預制樁側阻力較低,單樁承載力不高
深厚軟土地區淤泥土、黏土層比較厚,如何設計更合適的樁身截面和形狀,有效提高樁側阻力,提高單樁承載力是預制樁生產(chǎn)企業(yè)、業(yè)主、設計、施工單位共同關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題。
2.管樁的耐久性能不達標
在沿海深厚軟土地區,腐蝕性地質(zhì)較多,該環(huán)境下,鋼筋銹蝕引起的銹脹裂縫,會(huì )導致預應力管樁的抗拉開(kāi)裂荷載明顯的降低:
1)當管樁的抗拉承載力下降30%~50%時(shí),管樁的破壞形態(tài)會(huì )由樁身拉斷破壞轉變?yōu)槎祟^連接破壞;
2)當預應力管樁的抗剪承載力下降30%~43%時(shí),預應力管樁的破壞形態(tài)為端頭連接端剪切破壞。
3.預制空心樁難以穿透密實(shí)的硬質(zhì)土層

當土層中存在密實(shí)的硬質(zhì)土層(粉土、粉砂、礫石)時(shí),容易出現爆樁、斷樁等情況。如何優(yōu)化預制樁的結構,提高穿層能力,是擴大預制樁適用范圍的難點(diǎn)問(wèn)題。

針對行業(yè)現狀與需求,兆弟團隊勇?lián)熑胃信c使命感,創(chuàng )新性地研發(fā)了承載能力優(yōu)異、綠色、耐久的實(shí)心異型方樁、空心異型方樁、板樁等預制樁產(chǎn)品。

樁身為縱向變截面方形,上下節樁采用上螺下鎖式的螺鎖式機械連接的預應力混凝土實(shí)心預制方樁,是為實(shí)心異型方樁。通過(guò)Mohr-Coulomb計算模型、眾多項目靜載試驗數據、大量工程案例顯示,實(shí)心異型方樁性能優(yōu)異。

傳統管樁取邊長(cháng)500mm、普通方樁取邊長(cháng)450mm,異型方樁取邊長(cháng)450mm(異型樁參數詳下表)取兩節作算例,長(cháng)度約為20m,土體寬度取6m,深度為40m。

樁土承載性能以樁頂荷載800kN為例,通過(guò)Mohr-Coulomb計算模型分析可知:
1.異型方樁的承載力高于傳統管樁的承載力。
在樁頂荷載800kN時(shí),異型方樁的沉降值約為傳統管樁的0.8倍,約為普通方樁的0.9倍,且樁頂荷載越大,異型方樁的優(yōu)勢越明顯。
2.異型方樁樁身軸力衰減明顯小于傳統管樁。

當樁頂荷載為800kN時(shí),500mm傳統管樁樁底反力約為450kN,450mm普通方樁樁底反力約為380kN,而異型方樁的樁底反力約為180kN,由此可見(jiàn),異型方樁在樁身軸力衰減方面優(yōu)勢也相當明顯。

另,根據眾多項目靜載試驗數理統計結果,實(shí)心異型方樁側摩阻力提高系數完全能達到,甚至超過(guò)行業(yè)標準JGJ/T 405-2017規定計算得出的1.1~1.3的提高系數。

實(shí)心異型方樁性能小結:
經(jīng)濟性:實(shí)心異型方樁相較于普通方樁,其側阻力可提高10%-30%,大幅節約工程造價(jià);且達到相同承載力所需的樁徑更小,承臺混凝土用量更少,經(jīng)濟效益顯著(zhù);
耐久性:采用螺鎖式機械連接,接樁方便快捷,提高了施工的可靠度,涂抹的環(huán)氧樹(shù)脂對連接件起了保護作用,防腐性能有較大的提高;
適用性:實(shí)心異型方樁擴大了預制樁的適用范圍,解決了空心樁穿越硬夾層困難的問(wèn)題,減少施工難度、施工速度更快。
針對螺鎖式機械連接要求的樁端面傾斜度不超過(guò)0.2mm的生產(chǎn)制作難題,預應力混凝土管樁、普通方樁存在生產(chǎn)工藝復雜、集成化效率較低等不足的情況,兆弟發(fā)明了無(wú)端板預應力主筋張拉系統,建立了可移動(dòng)、集成化現場(chǎng)異型樁制造系統,相較于預應力管樁,可節省勞動(dòng)力90%,生產(chǎn)線(xiàn)日效率提高3倍。

實(shí)心異型方樁適用范圍廣泛,多種工程地質(zhì)情況均可使用,目前已在浙江、江蘇、福州、廈門(mén)、泉州等多地2000余項重大工程項目中得到成功應用,社會(huì )效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益顯著(zhù)。

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