• 地螺丝基础桩栈桥施工技术研究与应用 返回首页
  • 成果详情
  • 成果名称
    地螺丝基础桩栈桥施工技术研究与应用
  • 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
    临沂经发路桥工程有限公司
  • 合作单位
    山东汇友市政园林集团有限公司
  • 完成人
    闵庆堂、薛汝伟、杨晓梅、杨俊欣、王庆丰、殷学明、徐恒明、刘啟煜、沈如龙、王泰力、韩国祥、闫中旭、徐浩源、商 镇、朱秀茂
  • 知识产权
    临沂经发路桥工程有限公司
  • 项目所在地
    临沂市
  • 成果水平
    国内领先
  • 评价日期
    2024 年 8 月 12 日
  • 推荐单位地市
    临沂市
  • 专家委员会名单
    尹纲领、段晓旭、赵萌、邵友建、孔凡达
  • 成果简要说明
  • 一、任务来源
    1.实际需求与工程项目
    (1)工程项目需求:
    随着基础设施建设的不断发展,特别是在水上交通、景观建设、
    生态保护等领域,栈桥作为重要的连接和通行设施,其稳定性和安全
    性至关重要。因此,地螺丝基础桩栈桥施工技术的研究往往源于具体
    工程项目的需求。
    例如,在河流、湖泊、湿地等水域建设栈桥时,由于地质条件复
    杂,传统的基础桩施工技术可能难以满足要求,因此需要研究更加适
    用的地螺丝基础桩施工技术。
    (2)技术创新与升级:
    为了提高施工效率、降低成本、增强结构稳定性和安全性,建筑
    和交通行业不断推动技术创新和升级。地螺丝基础桩栈桥施工技术的
    研究正是技术创新与升级的重要方向之一。
    2.科研机构与高校研究
    (1)科研项目资助:
    国家、地方政府或相关科研机构可能会设立科研项目,资助地螺
    丝基础桩栈桥施工技术的研究。这些项目通常具有明确的研究目标和
    经费支持,能够推动相关技术的深入研究和应用。
    (2)高校与科研机构合作:
    高校和科研机构在基础研究和应用技术开发方面具有优势,它们
    之间以及与企业之间的合作能够推动地螺丝基础桩栈桥施工技术的
    研究和发展。例如,通过联合申报科研项目、共建实验室等方式,实
    现资源共享和优势互补。
    3.行业标准与规范
    (1)行业标准制定:
    为了规范建筑和交通行业的技术应用,相关行业协会或标准化组
    织会制定行业标准和规范。地螺丝基础桩栈桥施工技术的研究也可能
    源于这些标准和规范的制定需求,以确保施工技术的科学性和合理
    性。
    (2)规范更新与完善:
    随着技术的进步和工程实践的发展,原有的行业标准和规范可能
    需要更新和完善。地螺丝基础桩栈桥施工技术的研究可以为这些规范
    和标准的更新提供技术支撑和依据。
    4.政策推动与市场需求
    (1)政策推动:
    政府在推动基础设施建设、促进产业升级等方面具有重要作用。
    地螺丝基础桩栈桥施工技术的研究可能受到政府相关政策的推动和
    支持,以满足国家发展战略和市场需求。
    (2)市场需求:
    随着经济的发展和人民生活水平的提高,对于基础设施和交通设
    施的需求不断增加。地螺丝基础桩栈桥施工技术的研究能够满足市场
    需求,提高施工效率和质量,降低建设和运营成本。
    综上所述,地螺丝基础桩栈桥施工技术研究任务来源具有多样
    性,包括工程项目需求、科研机构与高校研究、行业标准与规范以及
    政策推动与市场需求等多个方面。这些来源共同推动了地螺丝基础桩
    栈桥施工技术的研究和发展。
    二、应用领域和技术原理
    1.研究应用领域
    地螺丝基础桩栈桥施工技术因其独特的优势,被广泛应用于多个
    领域,主要包括但不限于:
    (1)房屋与建筑领域:用于木屋、轻钢结构建筑的基础,以及
    家庭栅栏、护栏、围栏的安装。交通与基础设施:铁路、公路护栏地
    基基础,公交站牌、电力塔架、变电站、路灯等基础设施的安装。
    (2)能源领域:光伏太阳能、太阳能灯等新能源设备的基础安
    装。
    (3)体育与游乐设施:体育场、游乐场等公共设施的基础建设。
    (4)特殊地质条件区域:如膨胀土区、多年冻土区和湿陷土区
    等特殊地质条件下的高速公路建设。
    2.技术原理
    地螺丝基础桩栈桥施工技术的技术原理主要基于以下几点:
    (1)结构组成:
    地螺丝主要由热锻管体、螺旋片和连接法兰盘三部分组成。螺旋
    片和法兰盘焊接在管体上,形成整体结构。
    管体表面缠绕螺旋叶片,形成螺旋土钉或螺旋桩,通过焊接在钢
    管上的螺旋叶片来加强土体的强度。
    (2)工作原理:
    地螺丝通过专用的旋紧设备旋入地下,替代传统的混凝土基础。
    螺旋叶片在旋入土壤的过程中,与土壤产生摩擦力和咬合作用,
    从而提供足够的承载能力和稳定性。
    螺旋桩的承载能力主要取决于焊接螺旋叶片的桩身部分,顶叶上
    方的桩身部分对承载能力影响较小。
    (3)施工优势:
    施工简便:无需开挖浇筑,减少施工步骤,降低施工难度。
    环保经济:对环境破坏小,节约材料,降低施工成本。
    适用性强:适用于各种类型土壤,包括特殊地质条件区域。
    寿命长:地螺丝使用寿命长,且可循环使用,减少资源浪费。
    (4)施工方法:
    准备工作:包括确定地螺丝的规格、数量和安装位置,以及准备
    必要的施工设备和材料。
    旋入地螺丝:使用专用的旋紧设备将地螺丝旋入地下至预定深
    度。
    连接负载:在地螺丝的顶端连接需要固定的负载,如建筑物、设
    备等。
    检查与验收:对安装完成的地螺丝进行检查,确保其稳定性和承
    载能力满足要求。
    综上所述,地螺丝基础桩栈桥施工技术以其独特的结构组成和工
    作原理,在多个领域得到了广泛应用,并展现出了显著的施工优势。
    随着技术的不断发展和完善,地螺丝基础桩栈桥施工技术将在未来发
    挥更加重要的作用。
    三、与国内同类技术比较
    1.施工效率与速度
    地螺丝基础桩栈桥:地螺丝的安装采用专用的旋紧设备,能够快
    速旋入地下,替代传统的混凝土基础,大大缩短了施工周期。同时,
    地螺丝的施工过程相对简单,不受环境因素影响小,能够在各种地质
    条件下快速施工。
    国内同类技术:传统的桩基施工技术,如钻孔灌注桩、振动沉管
    灌注桩等,施工周期较长,且受地质条件影响较大。特别是在复杂地
    质条件下,施工难度和周期会显著增加。
    2.承载力与稳定性
    地螺丝基础桩栈桥:地螺丝作为桩基,其承载力主要由钢管和螺
    旋叶片共同承担,具有较高的承载能力和稳定性。同时,地螺丝的深
    入地下深度可以根据需要进行调整,以适应不同地质条件和承载要
    求。
    国内同类技术:传统桩基技术的承载力也较高,但施工过程中的
    质量控制较为复杂,且对地质条件的适应性相对较弱。在特定地质条
    件下,可能需要采取额外的加固措施以确保桩基的稳定性和承载力。
    3.环保性与可持续性
    地螺丝基础桩栈桥:地螺丝施工对环境的破坏较小,不产生大量
    废泥浆和废弃物,有利于环境保护。同时,地螺丝可以回收利用,具
    有较高的可持续性。
    国内同类技术:传统桩基施工在钻孔和灌注过程中可能会产生废
    泥浆和废弃物,对环境造成一定影响。虽然可以通过技术手段进行处
    理,但相比地螺丝施工,其环保性略逊一筹。
    4.施工成本与经济效益
    地螺丝基础桩栈桥:地螺丝施工成本相对较低,主要是因为其施
    工过程简单、快速,且材料可回收利用。此外,地螺丝施工还可以减
    少人力和机械设备的投入,降低施工成本。
    国内同类技术:传统桩基施工成本较高,主要是因为施工周期长、
    材料消耗大、人力和机械设备投入多。特别是在复杂地质条件下,施
    工成本可能会进一步增加。
    5.适用范围与灵活性
    地螺丝基础桩栈桥:地螺丝基础桩栈桥施工技术适用范围广泛,
    可用于铁路护栏地基基础、建筑、市政设施、交通设施等多种领域。
    同时,地螺丝的型号和规格可根据具体需求进行定制,具有较高的灵
    活性。
    国内同类技术:传统桩基施工技术也有广泛的适用范围,但相比
    地螺丝施工,其灵活性可能稍逊一筹。特别是在特定地质条件和施工
    环境下,传统桩基施工可能需要采取额外的技术措施和加固措施。
    综上所述,地螺丝基础桩栈桥施工技术与国内同类技术相比,在
    施工效率、承载力与稳定性、环保性与可持续性、施工成本与经济效
    益以及适用范围与灵活性等方面均具有一定的优势。然而,具体选择
    哪种施工技术还需根据具体工程需求、地质条件和经济条件等因素进
    行综合考虑。
    四、成果创新性、先进性
    1.技术创新性
    (1)新型基础形式:地螺丝基础桩作为一种新型的基础形式,
    通过旋入地下的钢管和螺旋叶片共同承担荷载,取代了传统的混凝土
    基础或桩基。这种创新的基础形式简化了施工过程,提高了施工效率,
    并适应了多种地质条件。
    (2)快速安装技术:地螺丝采用专用的旋紧设备进行安装,能
    够快速旋入地下,大大缩短了施工周期。这种快速安装技术不仅减少
    了人力和机械设备的投入,还降低了施工成本。
    (3)模块化设计:地螺丝基础桩栈桥可以采用模块化设计,使
    得不同部件之间可以灵活组合和替换。这种设计提高了施工的灵活性
    和可维护性,同时也便于后期的升级改造。
    2.先进性
    (1)高承载力和稳定性:地螺丝基础桩通过合理的结构设计,
    能够提供较高的承载力和稳定性。其钢管和螺旋叶片的深入地下深度
    可以根据需要进行调整,以适应不同地质条件和承载要求。这种高承
    载力和稳定性保证了栈桥的安全性和可靠性。
    (2)环保节能:地螺丝基础桩栈桥施工过程中不产生大量废泥
    浆和废弃物,有利于环境保护。同时,地螺丝材料可以回收利用,减
    少了资源浪费,符合可持续发展的理念。
    (3)广泛适用性:地螺丝基础桩栈桥施工技术适用范围广泛,
    可用于铁路护栏地基基础、建筑、市政设施、交通设施等多种领域。
    其灵活性和可定制性使得该技术能够满足不同工程的需求。
    (4)智能化施工:随着科技的发展,地螺丝基础桩栈桥施工也
    在向智能化方向发展。例如,可以采用自动化旋紧设备、远程监控系
    统等智能化手段来提高施工精度和效率,降低人力成本。
    (5)质量可控性:地螺丝基础桩栈桥施工过程中的质量控制相
    对简单且可控。通过合理的施工工艺和严格的质量检测手段,可以确
    保地螺丝的安装质量和栈桥的整体稳定性。
    综上所述,地螺丝基础桩栈桥施工技术在技术创新性和先进性方
    面均表现出色。其新型基础形式、快速安装技术、模块化设计以及高
    承载力和稳定性等特点使得该技术在建筑工程领域具有广泛的应用
    前景和重要的推广价值。同时,随着科技的不断发展和智能化施工手
    段的引入,地螺丝基础桩栈桥施工技术将会更加完善和先进。
    五、作用意义
    1.提高施工效率与缩短工期
    (1)快速安装:地螺丝基础桩采用专用的旋紧设备,能够快速
    旋入地下,大大缩短了施工周期。这种快速安装技术减少了施工时间,
    提高了整体施工效率。
    (2)减少施工步骤:相比传统的桩基施工,地螺丝基础桩栈桥
    施工无需进行复杂的钻孔、灌注等步骤,减少了施工环节,进一步缩
    短了工期。
    2.增强承载力和稳定性
    高承载力:地螺丝基础桩通过钢管和螺旋叶片的共同作用,能够
    提供较高的承载力。这种承载力能够满足不同工程对基础强度的要
    求,确保栈桥的稳定性和安全性。
    适应性强:地螺丝基础桩能够适应多种地质条件,包括软土、砂
    土、岩石等。其深入地下的深度可以根据需要进行调整,以提供更好
    的稳定性和支撑力。
    3.环保与可持续性
    减少废弃物:地螺丝基础桩施工过程中不产生大量废泥浆和废弃
    物,有利于环境保护。这符合当前绿色施工和可持续发展的理念。
    材料可回收:地螺丝材料可以回收利用,减少了资源浪费。这种
    可回收性使得地螺丝基础桩栈桥施工技术在资源节约和循环利用方
    面具有显著优势。
    4.降低施工成本
    节约材料:地螺丝基础桩相比传统桩基节省了混凝土等材料的使
    用,降低了材料成本。
    减少人力和机械设备投入:由于施工过程简单、快速,地螺丝基
    础桩栈桥施工减少了人力和机械设备的投入,进一步降低了施工成
    本。
    5.提高安全性
    保障施工安全:地螺丝基础桩栈桥施工技术的快速安装和高承载
    力特点,有助于减少施工过程中的安全隐患,提高施工安全性。
    提升使用安全:栈桥作为连接两岸或跨越水域的重要设施,其稳
    定性和安全性对于使用者和周围环境都至关重要。地螺丝基础桩栈桥
    施工技术能够确保栈桥的稳定性和安全性,提升使用安全。
    6.推动技术创新与发展
    技术创新:地螺丝基础桩栈桥施工技术的出现和应用,推动了桩
    基施工技术的创新和发展。这种新型施工技术的引入,为建筑工程领
    域带来了新的思路和方法。
    促进产业升级:随着地螺丝基础桩栈桥施工技术的不断推广和应
    用,将促进相关产业链的升级和发展。包括地螺丝生产、旋紧设备制
    造、施工队伍培训等都将得到进一步发展和完善。
    综上所述,地螺丝基础桩栈桥施工技术具有提高施工效率、增强
    承载力和稳定性、环保与可持续性、降低施工成本、提高安全性以及
    推动技术创新与发展等多重作用和意义。这些优势使得地螺丝基础桩
    栈桥施工技术在建筑工程领域具有广泛的应用前景和重要的推广价
    值。
    六、推广应用的范围、条件和前景
    1.推广应用范围
    地螺丝基础桩栈桥施工技术的推广应用范围几乎涵盖了所有需
    要稳定基础结构的建筑工程领域,包括但不限于:
    (1)建筑地基:作为建筑物的基础,提供稳定的支撑和承重能
    力,防止建筑物沉降或倾斜。
    (2)桥梁建设:作为桥墩的基础,确保桥梁的安全和耐久性。
    (3)高速公路与铁路建设:用于稳定和加固路面结构,防止路
    面沉降和变形。
    (4)防洪工程:作为防洪堤的基础,提高其稳定性和抗洪能力。
    (5)风电与太阳能工程:作为风力发电机和太阳能板的基础,
    提供足够的支撑和稳定性。
    (6)其他基础设施:如木栈道、木屋、别墅、轻钢结构房屋、
    广告牌、公交站牌、电力塔架、变电站、家庭栅栏、护栏、围栏等。
    此外,地螺丝基础桩还广泛应用于市政设施、交通设施、独立建
    筑等领域,显示出其广泛的适用性和灵活性。
    2.推广应用条件
    地螺丝基础桩栈桥施工技术的推广应用需要满足以下条件:
    (1)地质条件:地螺丝基础桩适用于多种地质条件,包括软土、
    砂土、岩石等。但在具体应用时,需要根据地质勘察结果进行设计和
    施工调整。
    (2)工程需求:工程对基础承载力和稳定性的需求是推广应用
    的重要条件。地螺丝基础桩具有较高的承载力和稳定性,能够满足不
    同工程的需求。
    (3)技术与设备:推广应用需要具备专业的施工技术和设备。
    施工人员需要掌握地螺丝基础桩的施工技术和规范,施工设备需要满
    足施工要求。
    (4)环保与法规:随着环保意识的提高和法规的完善,推广应
    用需要符合环保要求和法规规定。地螺丝基础桩施工对环境影响较
    小,符合绿色施工的理念。
    3.推广应用前景
    地螺丝基础桩栈桥施工技术的推广应用前景非常广阔,主要体现
    在以下几个方面:
    (1)市场需求增长:随着建筑工程领域的不断发展,对基础承
    载力和稳定性的需求持续增长。地螺丝基础桩作为一种新型的基础形
    式,能够满足市场需求,并将在未来得到更广泛的应用。
    (2)技术优势凸显:地螺丝基础桩施工技术具有施工速度快、
    节约成本、生态环保等优势。这些优势使得地螺丝基础桩在与其他基
    础形式竞争中具有较大的优势,有利于其推广应用。
    (3)政策支持力度加大:随着国家对绿色施工和可持续发展的
    重视,相关政策支持力度不断加大。地螺丝基础桩作为一种环保型基
    础形式,将受到政策的支持和推广。
    (4)技术创新推动:随着科技的不断发展,地螺丝基础桩施工
    技术也将不断创新和完善。例如,智能化施工技术的应用将进一步提
    高施工效率和精度,降低施工成本。这将为地螺丝基础桩的推广应用
    提供更强有力的技术支持。
    综上所述,地螺丝基础桩栈桥施工技术的推广应用范围广泛、条
    件明确且前景广阔。随着市场需求的增长、技术优势的凸显、政策支
    持力度的加大以及技术创新的推动,地螺丝基础桩将在建筑工程领域
    发挥越来越重要的作用。
    七、存在的问题和改进意见
    1.存在的问题
    (1)地质适应性:
    尽管地螺丝基础桩适用于多种地质条件,但在极端地质条件下
    (如极软土、极硬岩或高水位地区),其施工难度和效果可能会受到
    影响。
    (2)施工精度:
    地螺丝基础桩的施工精度要求较高,若施工过程中存在操作不当
    或设备精度不足的情况,可能会导致桩位偏差、垂直度不达标等问题。
    (3)承载力与稳定性:
    在某些情况下,地螺丝基础桩的承载力和稳定性可能无法完全满
    足设计要求,特别是在高荷载或复杂受力条件下。
    (4)施工效率与成本:
    施工效率受多种因素影响,如设备性能、施工人员技能水平等。
    同时,施工成本也可能因材料价格、设备租赁费用等因素而波动。
    (5)环境影响:
    施工过程中的噪音、振动和废弃物排放等可能对环境造成一定影
    响。
    2.改进意见
    (1)加强地质勘察:
    措施:在施工前进行详细的地质勘察,了解地质条件,为设计和
    施工提供准确的数据支持。
    效果:提高地质适应性,减少施工过程中的不确定性和风险。
    (2)提高施工精度:
    措施:采用先进的施工设备和精确的测量方法,确保施工过程中
    的精度和准确性。同时,加强施工人员的培训和技能提升。
    效果:减少桩位偏差和垂直度不达标等问题,提高施工质量和效
    果。
    (3)优化设计与施工:
    措施:针对具体工程需求,优化设计方案和施工工艺。例如,选
    择合适的桩型和施工工艺以适应不同的地质条件;采用合理的施工方
    法以提高承载力和稳定性。
    效果:提高地螺丝基础桩的承载力和稳定性,满足设计要求。
    (4)提高施工效率与降低成本:
    措施:采用高效的施工设备和施工方法,提高施工效率。同时,
    加强材料管理和设备维护,降低施工成本。
    效果:缩短施工周期,降低施工成本,提高经济效益。
    (5)加强环保措施:
    措施:采取有效的环保措施,减少施工过程中的噪音、振动和废
    弃物排放。例如,使用低噪音、低振动的施工设备;合理安排施工时
    间以减少对周边环境的影响;妥善处理施工废弃物等。
    效果:保护施工周边环境,减少施工对生态环境的影响。
    综上所述,地螺丝基础桩栈桥施工技术在实际应用中需要关注地
    质适应性、施工精度、承载力与稳定性、施工效率与成本以及环境影
    响等方面的问题,并通过加强地质勘察、提高施工精度、优化设计与
    施工、提高施工效率与降低成本以及加强环保措施等措施进行改进和
    提升。
  • 推广应用前景与措施
  • 一、推广应用前景
    1.广泛应用领域
    地螺丝基础桩因其独特的施工特点和优势,可以广泛应用于房
    屋、木屋、轻钢结构建筑、木栈道、广告牌、公交站牌、电力塔架、
    铁路、公路、体育场、变电站等多种基础建设中。
    随着技术的发展,地螺丝基础桩还逐渐被应用于光伏太阳能、太
    阳能灯、路灯、游乐设施等领域,进一步拓宽了其应用范围。
    2.优越的性能特点
    地螺丝基础桩具有生态环保、施工简单快捷、小空间施工、低成
    本、全天候施工以及可循环使用等优势。这些优势使得地螺丝基础桩
    成为传统水泥桩基的有力竞争者,尤其在环保要求和施工效率日益提
    高的今天,其推广应用前景更加广阔。
    3.市场需求增长
    随着全球对可持续建筑和环保技术的需求不断增加,地螺丝基础
    桩作为一种绿色、高效的建筑基础解决方案,将受到更多关注和青睐。
    特别是在一些对环境保护和施工效率要求较高的地区,地螺丝基础桩
    的市场需求将持续增长。
    二、推广应用措施
    1.加强技术研发与创新
    不断投入研发力量,提升地螺丝基础桩的技术水平和产品质量。
    通过技术创新,解决现有技术难题,提高施工效率和承载能力,进一
    步拓宽其应用范围。
    2.加大宣传推广力度
    通过各种渠道和方式,加大对地螺丝基础桩的宣传推广力度。组
    织技术交流会、现场观摩会等活动,提高行业内外对地螺丝基础桩的
    认知度和接受度。同时,利用媒体和网络平台进行广泛宣传,扩大其
    市场影响力。
    3.完善标准与规范
    积极参与国家和行业标准的制定和修订工作,推动地螺丝基础桩
    相关标准的建立和完善。通过标准化、规范化管理,提高地螺丝基础
    桩的施工质量和安全性能,为其推广应用提供有力保障。
    4.提供全方位服务与支持
    建立完善的服务体系和支持网络,为客户提供从技术咨询、方案
    设计、施工安装到后期维护等全方位的服务。通过优质服务提升客户
    满意度和忠诚度,进一步推动地螺丝基础桩的推广应用。
    5.加强政策引导与扶持
    积极争取政府和相关部门的政策支持和资金扶持,为地螺丝基础
    桩的推广应用创造良好的政策环境。通过政策引导和资金扶持,降低
    企业的研发成本和推广成本,提高其市场竞争力。
    综上所述,地螺丝基础桩施工技术的推广应用前景广阔,但需要
    通过加强技术研发与创新、加大宣传推广力度、完善标准与规范、提
    供全方位服务与支持以及加强政策引导与扶持等措施来推动其更好
    地发展。
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