[原創]孔清華:“空心方樁”是管樁的深度開發產品
隨著改革開放30余年的快速發展,預應力離心混凝土管樁從研發、推廣應用、高速發展至全面鋪開,逐步成為工程建設中的主導樁型,為社會的建設和發展作出了巨大的貢獻。然而任何產品與技術均離不開以下三期:即研發推廣潛伏期、全面推廣與高速發展期與衰亡期。目前的預應力離心混凝土管樁已走完研發推廣潛伏期、全面推廣與高速發展期,如果沒有繼續深度開發,管樁就會走向衰亡期。如何對預應力離心混凝土管樁進行深度開發,延長其高速發展?目前樁基應用現狀及預應力離心混凝土方樁的應用特點如何?本網記者就這些問題采訪了浙江華展工程研究設計院顧問總工程師孔清華教授(原寧波市機電工業研究設計院副院長)。
孔清華教授表示,預應力離心混凝土空心方樁就是預應力離心混凝土管樁深度開發的產品,預應力離心混凝土空心方樁剛走出潛伏期、己步入全面推廣的高速發展期。在預應力離心混凝土管樁的高速發展階段,出現了一大批管樁企業,全國各地一哄而上、重復建廠、惡性競爭的現象有所顯現。而起步較晚的預應力離心混凝土空心方樁,目前生產企業數量較少,上海中技樁業股份有限公司作為國內規模較大的方樁生產企業,雖然憑借技術創新、產品質量性能以及規模效應等因素取得了先發優勢和較強的定價能力,但是仍面臨著管樁產品低價競爭和未來新廠商進入的雙重壓力。對于預應力離心混凝土空心方樁來說,從步入高速發展期開始就要注意進一步深度開發、加大科技含量、重視知識產權保護。
預應力離心混凝土管樁包含圓形管樁與方形管樁適用的地質條件是相同的,根據樁端進入持力層的土性不同采用相應的開口樁或閉口樁。有的地質條件幾乎所有樁型都無條件施工,例如:舟山海島、螞蟻島填海造地建造船廠,在海水下為軟土地層,將島上巖石山爆破的石料填海,最大石料1.5m直徑,填石料厚度達22m,造船廠的吊車起重量為300噸,廠房樁基須穿越22m石料填方、軟土地層至硬土持力層,唯有用沖抓灌注樁工藝可以施工,完成1根樁須5~7天時間期,后來選用厚壁高強預應力離心混凝土管樁,采用擠石沉樁與引孔植樁工藝,1天可完成7~10根樁,沉樁效率與沖抓灌注樁相比提高50倍,相當于沖抓灌注樁造價40﹪。
目前房地產業的土地由平原向山地轉移,山地地質大都礫石、碎石與巖石地基,現在可施工的工藝用旋壓擠密灌注樁,用螺桿樁技術施工,如用厚壁高強預應力離心混凝土管樁,采用引孔植樁工藝施工,工效可提高1倍,造價可節省30%。
除了高層建筑50層以上與超高層摩天樓因樁的承載力值滿足不了要求以外,所有的工程均合適應用預應力管樁(包括圓管與方管),目前施工的高層建筑樁基實際工程施工的工程樁幾乎都是鉆孔灌注樁,而小高層與多層建筑用預應力離心混凝土管樁,主要是管樁業中都是各自為主、相互競爭、沒有一個統一的緊密跟隨市場須求的研究開發機構、將研究成果供管樁業中所屬各企業共享、這個問題不解決,生產廠很難使預應力管樁的高速發展期延長。
空心方樁的發展時間較短,對于目前存在需要改善的空間,孔清華教授提出以下幾點:
1、 空心方樁的空心率
目前我國的空心方樁空心率還有待進一步提高,以達到節省混凝土、節省建材資源的節能目的。
2、所用混凝土強度有待提高
截面承載力值與空心方樁凈面積有關、與空心率大小無關、要提高截面承載力值、須提高砼強度、如砼強度為c80、則是經濟性最佳的樁型。
3、空心方樁的設計選用圖集須進一步加工完善:
空心方樁的設計選用圖還存在說明不當,如持力層起伏過大選用B型樁沒有任何關聯的說明、造成設計誤選。
4、用于地震區空心方樁、上節樁四角須另加非預應力鋼筋
用于地震區空心方樁與承臺連接結的上節樁四角須另加4Φ12~4Φ16非預應力鋼筋,在地震力作用下因非預應力鋼筋延伸消能作用,承臺連接結的上節樁嚴重開裂,仍能支承上部荷載、不產生脆性剪斷。
在空心方樁工程應用面的拓展上,孔教授表示;施工地下室的基坑圍護工程中支護樁占總樁數的40%~45%、預應力空心方樁具有承受側向土壓力的良好抗彎構件、應用工廠化生產的商品預應力空心方樁作基坑圍護樁、施工工期短、基坑工程投資可節省20%左右、預應力空心方樁應用面拓展到基坑圍護工程是沒有問題的。
最后在結束采訪時,孔清華教授強調,預應力離心混凝土空心方樁要加強管理與調節,避免像預應力離心混凝土圓形管樁一樣,出現全國各地一哄而上、重復建廠、惡性競爭的局面。管樁業內要加強科技指導與相互溝通,鼓勵已具有一定規模的預應力離心混凝土圓形管樁生產廠相互協作或兼并,達到規模效應的現代企業。
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