国家技术发明奖.docx

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1、2018年度国家技术发明奖安徽省提名项目公示（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）提名意见项目组历经10多年的试验研究和技术攻关，发明了玻璃纤维筋与钢筋混合配筋的预制桩和抱箍式连接抗拔管桩等新桩型，形成了老黏土地区预应力混凝土管桩工程设计、施工及质量检测系统性关键技术成果，完善了标准体系，成功解决了老黏土地区预应力混凝土管桩基础应用存在的关键技术难题。研究成果已在2000多个重点建设项目中得到成功应用，取得了显著的经济效益和社会效益；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

2、约基础工程造价30%以上，缩短工期40%以上。项目材料填写规范，内容真实，经公示无异议。对照国家科学技术进步奖授奖条件，提名该项目为国家科技奖技术发明奖二等奖。（三）项目简介随着我国城市建设的快速发展，预应力混凝土管桩基础在我国城市建设各个领域中得到推广应用。管桩具有工厂化生产、承载力高、造价低、施工周期短及施工环保等特点，12符合我国建筑工业化的发展方向，近年来用桩量逐年增加。但管桩在老黏土地区工程施工过程中存在显著的挤土效应，经常出现管桩桩身上浮、沉桩深度达不到设计要求、管桩水平及抗拔承载力不足、施工后的管桩桩身混凝

3、土强度难以确定、管桩桩身细小裂缝和位置的检测存在局限等技术难题，给建设工程的安全构成重大隐患。课题组自2006年开始，对老黏土地区管桩的承载机理、沉降特性和施工质量监控方法进行了系统的试验研究，历时近十年时间，形成了管桩新桩型研发、工程设计、施工及质量检测等关键技术成果。取得的创新成果如下：1、发明了玻璃纤维筋与钢筋混合配筋的预制桩和抱箍式连接抗拔管桩等新桩型，解决了老黏土地区管桩水平承载力与抗拔承载力不足的技术难题。2、揭示了老黏土地区管桩沉桩过程的挤土效应规律，得出了老黏土地区管桩的承载机理和沉降特性。采用理论分析、

4、数值模拟及室内外试验等研究方法，提出了管桩的单桩竖向极限承载力计算公式；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、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12身混凝土抗压强度检验方法。4、创建了管桩焊接接头的五段等效模型和接头耦合系数的评价指标，建立了管桩的三维动力学模型，绘制管桩振动的三维波场

5、图；针对管桩低应变时域、频域信号中缺陷反射不明显的典型问题，首次提出了利用小波理论识别裂缝缺陷反射的原理和方法。获授权发明专利14项，实用新型专利10项；主编地方标准5部，修订地方标准1部，编制国家行业标准4部；出版专著5部；获计算机软件著作权1项；发表论文60余篇，其中EI收录25篇；获省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，其中子课题获省部级科技进步二等奖3项等。研究成果已在2000多个重点建设项目中得到成功应用，总用桩量约1.1亿米。2014～2016年，产生直接经济效益34.2亿元；在同等承载条件

6、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）客观评价一）与国内外相关技术的比较2016年12月02日安徽省科学技术情报研究所出具《科技查新报告》（2016C）结论为：“本项目针对老黏土地区管桩的承载特性、老黏土中管桩的侧摩阻力与端摩阻力取值研究、老黏土中管桩的挤土效应研究、老黏土中管桩全12截面抗压强度检测方法及玻璃纤维筋与钢筋混合配筋的预制桩研究等技术内容，在所查国内外文献范围内，均未见有相同的报道。”二）法定检测机构的检测报告2016年安徽省建筑工程质量第二监督检测

7、站出具的《检测报告》（2016PDP751）结论为：“本项目研发的玻璃纤维筋复合配筋预应力混凝土管桩（PRC-G600-AB110-12）的抗裂弯矩为437.5kN•m，极限弯矩为889.7kN•m，抗裂剪力为758.1kN，均高于《先张法预应力混凝土管桩》（GB13476-2009）和《混合配筋预应力混凝土管桩》（DBJT19-34-2009）的要求。”三）项目验收评价意见1、2010年度住房和城乡建设部科学计划项目《低应变应用于预应力管桩完整性检测的研究与实践》（2010-K3-23）项目验收意见中指出：“项目通过理

8、论分析、室内试验、现场试验与数值模拟相结合的方法，系统研究了预应力管桩中裂缝缺陷判别和焊接接头质量检测的问题，揭示了应力波在桩身中传播的衰减规律，针对现有规范确定管桩缺陷位置误差较大的问题，提出了科学的改进方法。在安徽省近300个建设工程项目中得到成功应用，产生了重大的经济和社会效益。”2、2012年度住房和城乡建设