“建華工程獎”成果介紹系列之--- 預應力混凝土管樁在超高層與大型綜合體建筑工程中的設計與應用
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預應力混凝土管樁在超高層與大型綜合體建筑工程中的設計與應用
完成單位：華東建筑設計研究院有限公司
獲獎等級：集體一等獎
一、成果簡介
華東建筑設計研究院有限公司從上世紀90年代開始，積極推動管樁在上海及全國建筑工程中的應用，經(jīng)過近20余年的實踐，在百余項工程設計中采用了管樁。近年來，針對超高層建筑具有上部結(jié)構(gòu)荷載大、單樁承載力要求高、其受風荷載、地震水平作用較大、基礎受力更為復雜等特點，開展了一系列管樁抗彎、抗剪承載力試驗，提出了預應力管樁抗剪承載力計算公式，為拓展建筑物管樁基礎在風、地震水平作用下的承載力驗算提供了理論基礎。推動了管樁在超高層建筑、大型綜合體等重大、復雜工程中的應用。
1、管樁彎剪承載力試驗研究與計算方法
開展PHC管樁在純彎、純剪及模擬實際豎向受荷條件下高軸壓下壓彎與壓剪承載力試驗，創(chuàng)新設計并采用高軸壓加載試驗裝置，得到管樁在不同彎、剪作用下的開裂承載力、極限承載力、破壞過程與形態(tài)。推導了PHC管樁抗剪承載力計算公式，公式反映了預應力管樁環(huán)形截面的受力特點并得到試驗結(jié)果的驗證，可適用于預應力管樁、非預應力管樁的純剪和壓剪承載力計算。成果為建筑物管樁基礎在風、地震水平作用下的承載力驗算提供理論基礎，為拓展管樁的應用范圍提供了指導。
軸向壓力的加載裝置
純彎破壞
壓彎破壞
2、管樁在超高層建筑和大型綜合體建筑等重大工程中的應用
積極推動預應力混凝土管樁在超高層建筑、大型綜合體等復雜工程中的應用，完成相關(guān)工程設計與實踐百余項。代表性工程有位于上海浦東陸家嘴高度超200m超高層辦公樓上海銀行大廈、黃浦江畔40層超高層住宅盛大金磐、蘇洲河畔中心城區(qū)大型高層住宅群中遠兩灣城、國內(nèi)功能最全規(guī)模最大的上海虹橋綜合交通樞紐、世界規(guī)模最大會展體中國博覽會展綜合體等，為管樁在大型工程中的應用起到示范作用，擴大管樁的應用范圍。
上海虹橋綜合交通樞紐
上海中遠兩灣城
上海中遠兩灣城
中國博覽會展綜合體
上海浦東國際機場二期
3、社會經(jīng)濟效益
華東建筑設計研究院有限公司一直致力于推動管樁技術(shù)的研究及新型、復雜、大型建筑工程中的探索應用，完成相關(guān)工程設計與實踐百余項。由于工程規(guī)模大，數(shù)量多，其設計采用管樁的直接產(chǎn)值達數(shù)十億元，僅對前述6項代表性工程的初步估算便可節(jié)約工程造價近億元，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟價值，而且拓寬了管樁的應用范圍、推動了管樁行業(yè)的發(fā)展，其間接的社會經(jīng)濟效益巨大。成果申請專利2項，進入上海市標準《地基基礎設計規(guī)范》（DGJ08-11-2010），《2009全國民用建筑統(tǒng)一技術(shù)措施-地基基礎分冊》，發(fā)表學術(shù)論文8篇，進入著作1部。
此外，大量管樁在工程上的應用可大量節(jié)省混凝土材料資源，減少混凝土運輸，減少泥漿排放，符合節(jié)約減排，走可持續(xù)發(fā)展的道路。
4、對行業(yè)的貢獻
成果可為建筑物管樁基礎在風、地震水平作用下的承載力評價與驗算提供理論基礎，為拓展管樁在（超）高層建筑的應用提供理論指導與分析方法。擴大管樁在高層、超高層建筑的應用范圍，促進管樁行業(yè)的健康發(fā)展。由于應用的都是有影響力的標志性工程，為管樁在超高層建筑、大跨結(jié)構(gòu)、辦公建筑、住宅、交通建筑、綜合體等大型工程中的應用起到了示范作用，擴大了管樁的應用范圍，引導了管樁行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
二、專家評審意見
成果對上海地區(qū)上世紀90年代至今30余年期間，百余項工程中PHC樁設計、工程應用、工程施工中的寶貴經(jīng)驗及教訓進行了系統(tǒng)總結(jié)；開展了一系列管樁抗彎、抗剪承載力試驗，提出了相應的計算公式，為拓展建筑物管樁基礎在風、地震水平作用下的承載力驗算提供了理論基礎；積極推動管樁在超高層建筑、大型綜合體等重大、復雜工程中的應用，起到了良好的示范作用。成果擴大了管樁的應用范圍，推動了管樁行業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟價值。