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符合國家戰略、行業要求,兆弟控股集團先張法預制樁性能優異

發布日期:2023-12-07 11:45:35 訪問次數:390

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

碳排放量產業分布

相較于傳統灌注樁資源消耗量大、環境問題突出,傳統管樁軟土單樁承載力低、布樁密集擠土效應嚴重、端板焊接質量不可控等缺點,預制樁具有工藝簡單、質量可靠、造價便宜、檢測方便等優點,已廣泛應用于各類建筑物和構筑物中。

據中國混凝土與水泥制品協會統計,2022年全國產量超過4億米,年預制樁產值超過1000億,成產和使用均居全球首位,但目前預制樁技術創新仍存在諸多問題。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企業、業主、設計、施工單位共同關心的熱點問題。
2.管樁的耐久性能不達標
在沿海深厚軟土地區,腐蝕性地質較多,該環境下,鋼筋銹蝕引起的銹脹裂縫,會導致預應力管樁的抗拉開裂荷載明顯的降低:
1)當管樁的抗拉承載力下降30%~50%時,管樁的破壞形態會由樁身拉斷破壞轉變為端頭連接破壞;
2)當預應力管樁的抗剪承載力下降30%~43%時,預應力管樁的破壞形態為端頭連接端剪切破壞。
3.預制空心樁難以穿透密實的硬質土層

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

針對行業現狀與需求,兆弟團隊勇擔責任感與使命感,創新性地研發了承載能力優異、綠色、耐久的實心異型方樁、空心異型方樁、板樁等預制樁產品。

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心預制方樁,是為實心異型方樁。通過Mohr-Coulomb計算模型、眾多項目靜載試驗數據、大量工程案例顯示,實心異型方樁性能優異。

傳統管樁取邊長500mm、普通方樁取邊長450mm,異型方樁取邊長450mm(異型樁參數詳下表)取兩節作算例,長度約為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,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,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,異型方樁在樁身軸力衰減方面優勢也相當明顯。

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

實心異型方樁性能小結:
經濟性:實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;且達到相同承載力所需的樁徑更小,承臺混凝土用量更少,經濟效益顯著;
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,涂抹的環氧樹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0.2mm的生產制作難題,預應力混凝土管樁、普通方樁存在生產工藝復雜、集成化效率較低等不足的情況,兆弟發明了無端板預應力主筋張拉系統,建立了可移動、集成化現場異型樁制造系統,相較于預應力管樁,可節省勞動力90%,生產線日效率提高3倍。

實心異型方樁適用范圍廣泛,多種工程地質情況均可使用,目前已在浙江、江蘇、福州、廈門、泉州等多地2000余項重大工程項目中得到成功應用,社會效益、經濟效益和環境效益顯著。

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