• 预制装配式基坑护坡 返回首页
  • 成果详情
  • 成果名称
    预制装配式基坑护坡
  • 成果类型
    基础研究
  • 评价机构
    山东省建设科技与教育协会
  • 完成单位
    山东高速德建集团有限公司
  • 合作单位
  • 完成人
    李志永、 王岳飞 、张宗辉 、张振东 、姜成龙
  • 知识产权
    山东高速德建集团有限公司
  • 项目所在地
    德州市
  • 成果水平
    国内先进
  • 评价日期
    2024年7月20日
  • 推荐单位地市
    德州市
  • 专家委员会名单
    袁蕙星、张传鑫、杨玉桐、韦安磊、沈廷伟
  • 成果简要说明
  • 一、任务来源
    该课题项目研究来源于公司内部自主立项项目,由企业内部项目部与分公司科技质量部共同参与,以基础分公司承接的基坑支护工程为依托,开展“预制装配式基坑护坡”。
    二、应用领域和技术原理
    1.应用领域
    本项目成果技术属于精致建造和绿色建筑施工技术领域,适用于预制装配式基坑护坡。
    2.技术原理
    (1)通过PE面板代替原混凝土面层,当采用自然放坡时,面板直接承受内外荷载;当采用土钉或者复合土钉墙时,面板与土钉/锚杆/锚索可靠连接,土钉或锚杆受力后,通过节点将力传至面板,与土钉/锚杆联合受力,通过计算确定面板的规格尺寸。
    (2)面板可以根据施工场地需要,制作成任意形状,其中主要以正方形为主,尺寸以1m和1.5m为主,厚度根据受力进行计算,主要是12mm面板,中部开有直径130mm圆孔,配合锚杆/锚索使用,四角开有连接孔,孔内埋有钢制丝扣,用于螺栓连接。
    (3)PE连接条分正面和反面,正面有凸起圆筒,配合曲面钢垫片、螺栓和面板进行连接,反面开有连接孔,连接孔内埋有钢制丝扣,用于螺栓连接。
    (4)锁具由套筒和锁具钢片组成,钢筋/土钉/锚杆/锚索穿过套筒,锁具钢片分别安装,挤紧套筒和杆件,起到固定作用。
    (5)当采用土钉墙或者复合土钉墙时,锚杆/锚索/土钉从面板中间孔穿过,腰梁安装,用垫片和锁具锁紧整个结构。
    三、性能指标
    1.通过对基坑护坡进行合理拆分,实现其装配化,达到护坡构件可以循环周转使用的目的。
    2.基坑护坡面板通过工厂化预制及现场组装,实现护坡质量均衡稳定,改善作业条件,减少施工污染。
    四、与国内同类技术比较
    基坑支护的常用形式自然放坡、土钉墙、复合土钉墙、桩锚结构等,其中前三种支护方式是应用最为广泛的,同时这三种方式都需要对坡面进行防护。现阶段,采用的防护方式主要有以下四种:塑料薄膜覆盖、水泥砂浆抹面、砂土包叠置、挂网抹面或喷浆,其中采用最多的是挂网喷浆方式,通常要求配置钢筋网或成品钢丝网,采用细石混凝土喷面,厚度控制在4~10cm,这种方式经济合理,便于施工,但是不能重复利用,造成资源浪费,且不利于环保。本技术成果创新了一种新的装配式复合土钉墙支撑结构,以实现可回收、节能环保、经济合理的目的。
    五、成果创新性、先进性
    1.施工效率高:面板的尺寸可以根据工程特点订制,适应不同的施工环境;由于面板轻,施工过程无需设备辅助,工人可以灵活拆装,极大缩短时间施工;面板无需养护,即装即用,节省养护施工;面板具有一定变形能力,配合螺栓连接,可以及时调整。
    2.环保无污染:所有材料均是工厂化订制,运输至现场直接拼装,安装过程无粉尘、无噪音;材料回收用经过保养,可以循环利用,避免材料浪费。
    3.适用范围广:该方法通过垫板、锁具等,可以与锚杆、锚索、土钉、腰梁等基坑支护结构有效连接,整体受力,适用于放坡支护的各种形式。
    4.经济效益显著:该方法与其他方法相比,运输成本低。安装人工成本低,材料可以多次使用,降低施工成本。
    六、作用意义
    1.集团基础公司业务主要包括桩基施工和基坑支护施工。基坑施工发展20年的时间,积累了丰富的经验,对传统的基坑支护形式掌握较好,具备设计+施工全产业链的设计施工能力,但是随着社会的发展,传统的支护形式越来越凸显出劣势,施工周期长,质量难以控制,受环保因素影响大等特点,研发的这种新型的装配式基坑护坡体系,能够帮助企业寻找新的核心竞争力,在深基坑市场站稳脚跟。
    2.推动集团装配式深基坑产业发展,培养装配式深基坑设计和研发人才。
    3.形成一整套的企业级装配式基坑支护体系设计方法、技术标准、节点设计图集等,指导集团基坑支护设计和施工,指导集团装配式深基坑产业发展。
    七、推广应用的范围、条件和前提
    本技术方法适用于深基坑支护混凝土面层施工。经过充分的项目试验和验证,证明其具有可行性和可靠性,能够满足实际应用的需求。具有良好的经济效益,能够为企业带来可观的收益。
    八、存在的问题和改进意见
    1.存在的问题
    设计标准化程度不高:由于缺乏统一的设计标准和规范,不同地区和不同项目的预制装配式护坡设计存在较大差异,导致无法实现大规模的标准化生产和应用。
    连接件性能不稳定:预制装配式护坡的连接件是保证整体结构稳定性的关键部分,但在实际应用中,连接件的性能并不稳定,容易出现松动、断裂等问题,影响护坡的整体稳定性。
    施工技术要求高:预制装配式护坡的施工需要较高的技术水平和经验,但目前施工人员的技能水平参差不齐,导致施工质量难以保证。
    成本较高:预制装配式护坡的生产和安装成本相对较高,限制了其在一些经济条件较差的地区的推广应用。
    环境适应性有待提高:在一些特殊环境条件下(如极端气候、复杂地质条件等),预制装配式护坡的适应性有待提高。
    2.改进意见
    制定统一的设计标准和规范:政府和相关部门应制定统一的预制装配式护坡设计标准和规范,明确设计要求和参数,推动设计的标准化和规范化。
    加强连接件研发和质量控制:加大对连接件的研发力度,提高其性能和稳定性。同时,加强质量控制,确保连接件的质量符合国家标准和要求。
    加强施工人员培训:组织专业的施工人员培训课程,提高施工人员的技能水平和施工质量。同时,建立完善的施工技术指导体系,为施工人员提供技术支持和帮助。
    降低成本:通过技术创新和工艺改进,降低预制装配式护坡的生产和安装成本,提高其经济性。同时,积极争取政府的政策扶持和资金支持,降低企业的投资成本。
    提高环境适应性:针对不同环境条件,开展预制装配式护坡的适应性研究,优化设计方案和施工工艺,提高其在特殊环境条件下的适应性。同时,加强与其他护坡技术的融合和创新,形成更加完善的护坡体系。
    加强后期维护和管理:建立完善的预制装配式护坡后期维护和管理体系,定期对护坡进行检查和维护,及时发现和处理潜在问题,确保其长期稳定运行。
    加强跨学科合作:鼓励土木工程、材料科学、环境科学等相关领域的专家学者加强合作与交流,共同推进预制装配式护坡技术的创新与发展。通过跨学科的合作与交流,可以借鉴其他领域的先进经验和技术成果,为预制装配式护坡的发展提供新的思路和方法。
    完善相关政策法规:政府应制定和完善与预制装配式护坡相关的政策法规,明确其在工程建设中的地位和作用。同时,加大对预制装配式护坡产业的扶持力度,鼓励企业加大研发投入和市场拓展力度。
    推动产学研合作:鼓励企业、高校和科研机构加强产学研合作,共同开展预制装配式护坡技术的研发和创新工作。通过产学研合作,可以整合各方资源和优势,加速技术创新和成果转化。
    加强国际合作与交流:积极参与国际预制装配式护坡技术的交流与合作活动,引进国外先进技术和管理经验,提高我国预制装配式护坡技术的整体水平。同时,向国际社会展示我国在预制装配式护坡技术方面的成果和优势,提升我国在该领域的国际影响力。
  • 推广应用前景与措施
  • 本技术方法适用于深基坑支护混凝土面层施工。经过充分的项目试验和验证,证明其具有可行性和可靠性,能够满足实际应用的需求。具有良好的经济效益,能够为企业带来可观的收益。
    一、存在的问题
    设计标准化程度不高:由于缺乏统一的设计标准和规范,不同地区和不同项目的预制装配式护坡设计存在较大差异,导致无法实现大规模的标准化生产和应用。
    连接件性能不稳定:预制装配式护坡的连接件是保证整体结构稳定性的关键部分,但在实际应用中,连接件的性能并不稳定,容易出现松动、断裂等问题,影响护坡的整体稳定性。
    施工技术要求高:预制装配式护坡的施工需要较高的技术水平和经验,但目前施工人员的技能水平参差不齐,导致施工质量难以保证。
    成本较高:预制装配式护坡的生产和安装成本相对较高,限制了其在一些经济条件较差的地区的推广应用。
    环境适应性有待提高:在一些特殊环境条件下(如极端气候、复杂地质条件等),预制装配式护坡的适应性有待提高。
    二、改进意见
    1.制定统一的设计标准和规范:政府和相关部门应制定统一的预制装配式护坡设计标准和规范,明确设计要求和参数,推动设计的标准化和规范化。
    2.加强连接件研发和质量控制:加大对连接件的研发力度,提高其性能和稳定性。同时,加强质量控制,确保连接件的质量符合国家标准和要求。
    3.加强施工人员培训:组织专业的施工人员培训课程,提高施工人员的技能水平和施工质量。同时,建立完善的施工技术指导体系,为施工人员提供技术支持和帮助。
    4.降低成本:通过技术创新和工艺改进,降低预制装配式护坡的生产和安装成本,提高其经济性。同时,积极争取政府的政策扶持和资金支持,降低企业的投资成本。
    5.提高环境适应性:针对不同环境条件,开展预制装配式护坡的适应性研究,优化设计方案和施工工艺,提高其在特殊环境条件下的适应性。同时,加强与其他护坡技术的融合和创新,形成更加完善的护坡体系。
    6.加强后期维护和管理:建立完善的预制装配式护坡后期维护和管理体系,定期对护坡进行检查和维护,及时发现和处理潜在问题,确保其长期稳定运行。
    7.加强跨学科合作:鼓励土木工程、材料科学、环境科学等相关领域的专家学者加强合作与交流,共同推进预制装配式护坡技术的创新与发展。通过跨学科的合作与交流,可以借鉴其他领域的先进经验和技术成果,为预制装配式护坡的发展提供新的思路和方法。
    完善相关政策法规:政府应制定和完善与预制装配式护坡相关的政策法规,明确其在工程建设中的地位和作用。同时,加大对预制装配式护坡产业的扶持力度,鼓励企业加大研发投入和市场拓展力度。
    8.推动产学研合作:鼓励企业、高校和科研机构加强产学研合作,共同开展预制装配式护坡技术的研发和创新工作。通过产学研合作,可以整合各方资源和优势,加速技术创新和成果转化。
    9.加强国际合作与交流:积极参与国际预制装配式护坡技术的交流与合作活动,引进国外先进技术和管理经验,提高我国预制装配式护坡技术的整体水平。同时,向国际社会展示我国在预制装配式护坡技术方面的成果和优势,提升我国在该领域的国际影响力。
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