成果名称: 桩顶测力新技术在大直径灌注桩高应变法中的应用研究
完成单位: 广东省建设工程质量安全检测总站有限公司,广东省建筑科学研究院集团股份有限公司
主要人员: 林海铭,于海涛,温振统,郑文贞,谢鹏,昌圣翔,莫建昌,李家钊,毛远伟,林渝风,陈德修,黄义柱,吴更新,党日鹏,施泽益
介绍:

    ⑴任务来源:自选课题。

     ⑵应用领域和技术原理:本项目对灌注桩高应变法测试新技术开展研究,将桩顶测力技术引入到大直径灌注桩高应变法试桩中,研制测力装置确保在弹性状态下工作,有效解决大直径灌注桩高应变法现场试验存在的精度、效率及安全问题,包括理论研究、装置设计、数值建模、有限元仿真、程序开发、装置研制、比对试验、工程应用推广等方面内容。主要技术原理如下:1)桩周摩阻力模型,2)桩端土阻力模型,3)桩单元模型,4)桩身材料模型,5)桩顶测力力学模型,6)一种用于高应变试桩的桩顶测力装置,7)ABAQUS/Explicit,8)软件开发工具(Visual Studio + MFC + OpenGL + DISLIN)。

    ⑶性能指标(写明计划任务书或合同书要求的主要性能指标和实际达到的性能指标):完成立项书中的所有研究内容,实现所有技术指标,编写了项目研究报告,获授权实用新型专利“一种用于高应变试桩的桩顶测力装置”(ZL202120598515.1)、软件著作权“高应变试桩桩顶测力Case法软件V1.0”(2021SR1129649),发表学术论文“灌注桩高应变二种测力方法的差异性研究”(广东建材2021年第1期);

    ⑷与国内外同类技术比较:高应变试桩的研究主要集中在引入概率论评估承载力、有限元计算仿真、拟合分析新算法、测试新技术、试验新设备等方面,但未见有“桩顶测力”技术的报道,本项目设计一种用于高应变试桩的桩顶测力装置,保证装置在弹性状态下工作,设计、开发高应变试桩桩顶测力Case法专用程序,能有效解决大直径灌注桩高应变法现场试验存在的精度、效率及安全问题。科技查新结果表明,在国内检索范围内,除本项目报道的专利外,未见有“桩顶测力新技术在大直径灌注桩高应变法中的应用研究”查新点相同技术特点的文献报道,科技查新结论为“国内新颖”。

    ⑸成果的创造性、先进性:建立了桩顶测力技术的理论模型,给出了桩顶测力与传统桩身测力之间的转化关系;设计了一种用于高应变试桩的桩顶测力装置,保证装置在弹性状态下工作,提高测力效果和精度,设计、开发高应变试桩桩顶测力Case法专用软件;通过非线性有限元计算模拟落锤过程中锤-装置-桩-土之间的相互作用,分析桩顶测力技术在灌注桩高应变法中应用的可行性,研制不同尺寸的测力装置并现场比对试验,提高了现场试验的精度、效率和安全性。

    ⑹作用意义(直接经济效益和社会意义):本项目在大直径灌注桩高应变法试桩中引入桩顶测力技术,提高了高应变试桩的精度、效率和安全性。该成果已在“广州市轨道交通十三号线二期工程”、“新建汕头至汕尾铁路工程”、“广州白云国际机场三期扩建工程”和“机场第二高速至T2航站楼连接工程”等多个重点项目的大吨位高应变法中得到应用推广,为工程评优创优提供强有力的承载力检测资料支撑,得到委托方的一致好评,完成产值1650.6万,经济效益显著。检测技术改进带来了质量控制水平提高、建筑物安全性能提高。基础理论研究能改善高应变法“工程应用领先于基础研究”的发展现状,也提高了我司检测员的高应变理论水平。工程试验数据和现场试验经验的积累是对规范的有益补充,对指导工程实践、提高行业水平具有极其重要的意义,具有显著的社会效益。

     ⑺推广应用的范围、条件和前景以及存的问题和改进意见:本项目在大直径灌注桩高应变法试桩中引入桩顶测力技术,已在广州、汕头、佛山、珠海、云浮等地区多个重点项目的大吨位高应变法中得到应用推广,得到委托方的一致好评,可大力推广应用。本测力装置将根据工程实际需求,制造更多不同尺寸的装置,全面覆盖大直径灌注桩承载力检测,同时跟设备商合作,改造升级现有检测仪器和分析软件,推出桩顶测力特制版。

批准登记号:
登记日期: 2022-03-24
研究起止时间: 2019-01-01至2021-12-31
所属行业: 建筑业
所属高新技术类别: 先进制造
评价单位名称: 广东省建设科技与标准化协会
评价日期: 2022-02-14