首届“建华工程奖”揭晓

为贯彻国家科技创新战略，提高预制管桩技术水平，加快桩基行业技术进步，促进科技成果转化,带动相关产业发展，充分调动广大科技人员的创造性，建华管桩集团有限公司于2013年起设立“建华工程奖”。“建华工程奖”首批申报项目，经申报、专家预审和审查、“建华工程奖”奖励委员会审定及社会公示等程序，确定授予集体一等奖2项、集体二等奖1项、集体三等奖2项、个人三等奖1项。其中：

华东建筑设计研究院有限公司主持的《预应力混凝土管桩在超高层与大型综合体建筑工程中的设计与应用》以及河北工业大学、河北省建筑科学研究院主持的《预应力混凝土管桩抗震性能及新进展》获集体一等奖。

郑州大学综合设计研究院有限公司主持的《河南省工程建设标准设计DBJT19-34-2009/09YG101混合配筋预应力混凝土管桩（PRC）》获集体二等奖。

河南省黄河河务局主持的《黄河支护导流黄桩工程》、安徽省建筑科学研究设计院主持的安徽省工程建筑标准设计图集《先张法预应力混凝土抗拔管桩（抱箍式连接）》编制与应用获集体三等奖。

青岛理工大学刘俊伟主持的《混凝土管桩全过程承载性能评价研究》获个人三等奖。

2014年4月1日起，“建华工程奖”拟授奖名单在中国土木工程学会土力学及岩石力学分会官网、中国混凝土与水泥制品协会官网、建华管桩集团官网进行了为期一个月的公示。

2014年6月8日，主办方将在北京召开预应力混凝土管桩技术学术报告会暨2013年度“建华工程奖”颁奖大会，邀请行业专家作学术报告，获奖代表介绍研究成果。为了让更多业内人士与社会公众了解这些成果，体现该奖的公平性、公正性，同时也便于推广示范，经主办方授权，本报今天摘要刊发这6项获得“建华工程奖”的科研成果。

预应力混凝土管桩在超高层与大型综合体建筑工程中的设计与应用

获奖单位：华东建筑设计研究院有限公司集体一等奖

主要完成人：王卫东、汪大绥、吴江斌、宋青君、翁其平、楼志军

成果综述

上海是较早采用管桩的地区。对于常规建筑高度不高、规模不大的工程，桩基竖向承载力要求不高，管桩得到了较为广泛的应用。但对于超高层建筑，由于上部结构荷载大、单桩承载力要求高，而且其受风荷载、地震水平作用突出，基础的受力更为复杂。而且管桩抗弯、抗剪承载力相关试验与理论研究相对较少，加之工程技术人员对管桩的弯剪承载力存在认识上的误区，很大程度限制了管桩在高层建筑等大型工程中的应用。

华东建筑设计研究院有限公司从上世纪90年代开始，积极推动管桩在上海及全国建筑工程中的应用，经过近20余年的实践，在百余项工程设计中采用了管桩。近年来，开展了一系列管桩抗弯、抗剪承载力试验，提出了预应力管桩抗剪承载力计算公式，为拓展建筑物管桩基础在风、地震水平作用下的承载力验算提供了理论基础。积极推动管桩在超高层建筑、大型综合体等重大、复杂工程中的应用，为管桩在大型工程中的应用起到了示范作用，扩大了管桩的应用范围。

其主要研究成果：一是确定了管桩弯剪承载力试验研究与计算方法；二是推动管桩在超高层建筑和大型综合体建筑等重大工程中的应用，完成了上海银行大厦、上海盛大金磐、上海中远两湾城、上海虹桥综合交通枢纽、上海浦东国际机场二期、中国博览会会展综合体等代表工程，其设计采用管桩的直接产值达数十亿元，成果申请专利2项，进入上海市标准《地基基础设计规范》（DGJ08-11-2010）、《2009全国民用建筑统一技术措施 地基基础分册》，发表学术论文8篇，进入著作1部。专家评审意见

该成果对上海地区上世纪90年代至今30余年期间，百余项工中PHC桩设计、工程应用、工程施工中的宝贵经验及教训进行了系统总结；开展了一系列管桩抗弯、抗剪承载力试验，提出了相应的计算公式，为拓展建筑物管桩基础在风、地震水平作用下的承载力验算提供了理论基础；积极推动管桩在超高层建筑、大型综合体等重大、复杂工程中的应用，起到了良好的示范作用。成果扩大了管桩的应用范围，推动了管桩行业的发展，产生了巨大的经济价值。

河南省工程建设标准设计DBJT19-34-2009/09YG101混合配筋预应力混凝土管桩（PRC）

获奖单位：郑州大学综合设计研究院有限公司集体二等奖

主要完成人：周同和、王新玲、郭院成、谢丽丽、梁锋、郭弘、段宏伟、杜琳、王坤、张龙、吕振亚

成果综述

该成果采用混合配筋方法设计制造预应力混凝土管桩（PRC），试验结果表明，PRC管桩截面抗弯承载力、抗裂弯矩、延性及耐久性能均有显著提高，为管桩作为受弯构件、受拉构件时的裂缝宽度、耐久性控制设计提供了技术支撑。

通过对混合配筋预应力混凝土管桩抗弯承载力试验、与相应型号的常规预应力管桩的对比试验，研究了混合配筋预应力混凝土管桩的截面抗弯承载力、抗裂性能、延性等。对预应力混凝土管桩的预应力损失、桩身竖向承载力、变形刚度、抗裂剪力、抗剪强度等进行了较为深入系统的理论研究，推导出PRC桩身抗压承载力计算公式，概念清晰、计算结果合理，填补了管桩标准的空白，为管桩水平承载力的设计、地基稳定性计算提供了科学依据。

基于试验结果、有限元计算分析结果，提出了预应力混凝土管桩的抗剪强度与开裂剪力的设计计算方法、管桩刚度设计方法。编制出我国第一部混合配筋PRC桩标准，对扩大预应力管桩使用范围具有积极作用。

同时提出了对PRC桩，可根据地质条件、工程条件与施工要求等单独使用或与其他型号管桩混合使用，解决了不同工程需求的技术问题。成果为管桩在建筑、市政、交通、水利、港口等工程领域的应用提供了一种新的桩型，具有显著的社会、经济效益，拓宽预应力混凝土管桩在建筑、水利、交通等工程领域的使用范围，应用前景广阔。专家评审意见

该成果通过理论与试验，研究了采用混合配筋方法生产混凝土管桩（PRC）的工艺；提出了混合配筋管桩的抗剪承载力、抗裂剪力计算方法，在理论上有突破；制定了我国第一部相关工程建设标准；成果提高了预制管桩的性能，扩大了管桩的应用范围，具有明显的经济效益和推广价值。

安徽省工程建筑标准设计图集先张法预应力混凝土抗拔管桩（抱箍式连接）编制与应用

获奖单位：安徽省建筑科学研究设计院集体三等奖

主要完成人：郭杨、陈芳斌、项炳泉、崔伟、陈巧、章卫东、柯宅邦、高坤

成果综述

预应力混凝土管桩一般按照抗压桩设计，在地下水位较高的工程中，管桩承受抗浮力。作为预应力构件，管桩桩身抗裂性能优越，抗拔使用时，在有效预压应力范围内桩身不会出现裂缝，对预应力钢筋保护较好，能较好地发挥桩身强度，提高桩身抗拔承载力，从而大幅降低抗拔桩的工程造价，大大节约投资，有效缩短施工工期。目前我国管桩的接头主要为焊接法和机械快速接头连接，但现场施工时焊接焊缝质量不容易得到保证，可能导致多节桩接头在受拉时失效，而且管桩与管桩的连接焊缝或机械快速接头的连接销也容易受腐蚀环境的长期影响而失效，造成下节管桩不起抗拔作用，上节管桩被拔出。因此，要充分利用预应力管桩桩身良好的抗裂特性，进而作为有效的抗拔桩型使用，就必须解决好管桩与管桩之间的连接问题。

通过理论分析，对轴心受拉荷载作用下预应力混凝土管桩单桩受力性状及其影响因素进行了分析，研究桩身轴力分布规律及桩周土体力学性能等对管桩抗拔承载力的影响，同时以管桩作为基础，对管桩桩身及端板原有结构进行改进，形成可用于抗拔工程的新型桩型。

提出一种新型抗拔管桩及抱箍式连接方式，包括桩与桩之间采用机械连接卡连接；对端板构造进行改进；对配筋率进行了改进；对桩套箍以及桩套箍与端板的连接进行了改进；对现场施工方法进行了改进。有效解决了抗拔管桩的桩身及接头抗拉承载力问题。

通过现场抗拔试验，研究上拔荷载作用下桩身应力实际分布，实测新型抗拔桩的承载性能，验证了新型抗拔管桩桩身及机械接头的可靠性，为制定新型抗拔管桩设计标准提供依据。

成果已实现工业化生产，申请相关专利20多项，在省级以上刊物上发表论学术7篇，并在理论分析、试验的基础上，编制了国内第一本抱箍式连接抗拔管桩图集，为安徽省的抗拔管桩实践提供了科学依据。

抗拔管桩已在南京理工大学体育中心、扬中大全集团明珠花园、芜湖建信大厦人防工程和芜湖万科城等项目中成功应用，并在电力行业中推广应用。由于成果解决了以往管桩用于抗拔桩的技术问题，使抗拔桩的可靠性和耐久性更高，提高了建筑物的安全性，取得了较好的经济效益和社会效益。专家评审意见

该成果内容包括新型抗拔桩的研制；混凝土抗拔桩桩头；桩头机械连接方式；预应力桩的抗拔承载力特性试验研究；实际工程的现场检测等，是解决抗拔管桩的桩身及接头抗拉承载力问题的一种有效方法，并编制了工程建设标准设计图集，具有一定的创新性和经济效益。

预应力混凝土管桩抗震性能及新进展

获奖单位：河北工业大学、河北省建筑科学研究院集体一等奖

主要完成人：

张振拴、刘春原、母焕胜、梁玉国、张涛、李兵、强万明、高玲、刘平、刘永超、李光宏、张鹏超、滕仁栋、张鑫、褚少辉

成果综述

预应力混凝土管桩在静力条件下的承载能力、受力性状，研究得已经比较成熟，形成了独立的理论体系，但预应力混凝土管桩在地震荷载作用下的动力特性研究还比较少，在预应力混凝土管桩抗震设计时大多数情况下仍需要依靠经验。而近年来地震灾害越来越频繁的出现，更迫切地要求我们了解地震作用下的预应力混凝土管桩的反应特性，因此，研究预应力混凝土管桩的抗震性能无论对设计施工还是安全保障都具有重大意义。

河北工业大学、河北省建筑科学研究院课题组经过6年研究，针对地震烈度、土层特性等因素影响预应力混凝土管桩抗震性能的技术难题，展开结构性能试验、振动台试验、现场试验、理论分析及仿真模拟硏究，在桩身弯矩变化规律、桩土变形机理、压弯破坏特性、抗震风险评定等方面取得了突破。共发表研究论文9篇（其中EI检索6篇），主持并编制了河北省工程建设标准《预应力混凝土管桩基础技术规程》（DB13（J）/T105 2010），出版研究专著一部，完成硕士论文4篇、博士论文1篇，产生了较大影响。

该成果针对预应力混凝土管桩的破坏形态进行了足尺寸抗弯和抗剪承载力试验，为预应力混凝土管桩受水平力荷载下的基础设计提供了依据，并为其抗震验算提供了参考。研究成果还为桩基础的抗震设计、施工提供了科学依据，对减少工程质量事故，保证主体结构安全，节约工程投资和缩短建设工期具有重要意义，推广应用前景十分广阔。专家评审意见

该成果结合京津城际客运专线等国家重点工程建设，在软土地区进行了大量现场测试。针对高地震烈度、软土强度等影响预应力混凝土管桩抗震性能的技术难题，展开结构性能试验、振动台试验、现场试验、理论分析及仿真模拟硏究，取得了大量的试验和测试数据。较好地解释了管桩基础在成层土地基下的性状，研究成果具有明显的创新性，处于国内领先水平，对指导工程设计有较大作用，具有良好的经济效益和社会效益。

黄河支护导流黄桩工程

获奖单位：河南黄河河务局集体三等奖

主要完成人：耿明全、蒋黎、吴林峰、耿继涛、孙伟芳、王保民、黄焕礼、李永强、耿淼蕊、闫民、李伟、陈冬冬、吴媛媛、白领群、张存银

成果综述

黄河支护导流桩工程是河南黄河河务局依托2007年“黄河下游移动式导流桩坝应用技术研究”和2012年“重复组装式导流桩坝应急抢险技术研究与示范”两个水利部社会公益性科研项目开展的黄河治理创新项目，是“黄河下游移动式导流桩坝应用技术研究”获得2012年水利部大禹科学技术进步奖二等奖后的又一个获奖成果。

项目充分借鉴和利用已有研究成果，在进行黄河下游河道演变规律、坝垛出险机理、不抢险坝结构设计、桩体施工技术等情况调查和实测资料统计分析的基础上，利用数学公式计算、物理模型试验、现场试验和观测等方法及手段，进行移动式不抢险潜坝结构形式的选定和设计，对移动式不抢险潜坝控导水流、顶面溢洪、抗冲稳定等情况进行分析研究；利用水力喷射、钻机钻进配合吊车，以及进行高压射水拔桩器等技术和设备进行无损伤的滩地插桩做坝和拔桩拆坝的现场试验，探索黄河下游滩地移动式不抢险潜坝的施工工艺。

黄河支护导流桩工程是针对黄河下游小水畸形河势时有发生，严重威胁河道稳定和滩区安全，以及传统整治工程难以治理、河道治理和防汛抢险陷入被动情况，而开展的河道小水整治新举措、防汛抢险新方法的创新研究及探索。其特点是：一、可拆装移动。采用组装式、可拆卸、可迁移的结构设计，通过一定长度的盖梁将按设计间距和一字走向布置的多根管桩连接成需要长度的桩坝。二、不抢险。一次性将达到设计强度、长度的管桩插入河床，使每根管桩都满足抗冲稳定的要求，不发生倾倒、歪斜和折断等情况。三、潜坝。允许坝顶溢流过洪，在洪水溢流情况下能发挥不同程度要求的导流、护岸作用。四、施工简单，造价低，比同等条件传统土石丁坝投资少1/4，不占耕地，管理方便。

实践表明，黄河支护导流桩工程采用拼装式、不抢险潜坝的独特坝型设计，非常适用于旨在调整畸形河势、工程抢险而需快速修建的临时导流工程，还可与已有整治工程结合使用，补充、完善现有河道整治工程之不足，进一步稳定河道主槽。

经过2009至2011年3次黄河调水调沙洪水对试验工程的冲击检验，证明该桩坝具有导流、护滩作用。该成果已在多项黄河河道整治工程中进行了应用，并在有关河流软基堤坡滑动破坏加固、深基坑支护等工程中得到了应用，取得了良好的效果，经济、社会和环境效益显著，具有广泛的推广应用前景。专家评审意见

该成果结合黄河下游游荡性河段地质条件的特点，开发了新型高压水流冲击沉桩技术的施工方式，并经试验、测试和初步应用，取得了较好的效果，具有一定创新性，拓展了管桩的应用领域，有较好的推广应用前景和社会经济效益。

混凝土管桩全过程承载性能评价研究

获奖个人：青岛理工大学刘俊伟个人三等奖

主要完成人：刘俊伟

成果综述

该成果依托国家自然科学基金、山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目展开，历时10余年，已发表学术论文20篇，其中16篇被EI收录，4篇被SCI收录。目前正在申报国家发明专利。

成果系统研究了管桩全寿命周期所经历的从生产制造到现场施工直至长期服役全生命周期的承载性能评价体系。提出了一种增配非预应力螺纹钢筋的主筋加强型管桩，通过试验对比研究发现，可明显提高管桩桩身的极限弯矩和剪力，桩身破坏延性得以改善。

原位观测了混凝土管桩分别压入软黏土和粉土地基土中土塞的形成过程及土塞性质，揭示了管桩施工过程中土塞的形成规律与性状，有助于更准确地计算混凝土管桩的端阻力，为展开混凝土管桩短期服役承载力评价做好了施工过程性状描述的准备工作。提出了一种以土塞率为基本指标，合理考虑混凝土管桩土塞效应和挤土效应的承载力设计模型，增强了敞口混凝土管桩承载力计算的合理性，又不失简便性，还考虑了锤击、静压施工对承载力计算的影响。

将“时间效应”纳入管桩的竖向承载力设计中。利用较短时间内“隔时复压试验”的复压结果，确定长期承载力增长规律，并运用到静压桩的优化设计中，同时采用复压调节系数和安全系数对结果进行修正，以提高设计方法的准确性。工程应用表明，此设计方法对降低施工难度、缩短工期、节约成本、保证设计的可靠度具有重要意义。

成果从施工效应出发来考察桩承载性状的思路，从大量看似无序的试桩数据中找出了内在规律，利用近2000根静压管桩的终压力和静载试验数据，基于灰色理论修正得出了桩的极限承载力，通过对桩侧土和桩端土的分类，经过统计、归纳、分析，得出了一组不同桩长径比下极限承载力与终压力比值的描述函数，实用意义明显。

成果关注管桩历经数年甚至数十年后的承载性能评价。通过对静压敞口管桩的长期试验观测，发现其承载力增长率随时间对数呈线性增长关系；通过对既有试桩数据的整理分析，获知承载力时效性的描述函数；采用三阶段模式来描述承载力增长规律。研究成果在一定程度上推动了混凝土管桩的合理化设计和施工。专家评审意见

该成果系统研究了混凝土管桩从生产制造、到现场施工、使用期的全生命周期的承载性能评价体系；研发了一种可改善桩身抗弯剪性能的加强型管桩；在管桩贯入和承载力方面，针对现有规范和施工标准中存在的问题，研究了土塞和终压标准，并积累了近2000根静压管桩的终压力和静载试验数据，对管桩的工程应用具有很高的参考价值；在管桩竖向承载力方面，提出了两种优化设计方法。成果具有较高的学术和应用价值，在一定程度上推动了混凝土管桩的合理化设计和施工。（消息来源：中国建设报）

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