“建华工程奖”成果介绍系列之--- 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
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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
完成单位：华东建筑设计研究院有限公司
获奖等级：集体一等奖
一、成果简介
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，针对超高层建筑具有上部结构荷载大、单桩承载力要求高、其受风荷载、地震水平作用较大、基础受力更为复杂等特点，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。推动了管桩在超高层建筑、大型综合体等重大、复杂工程中的应用。
1、管桩弯剪承载力试验研究与计算方法
开展PHC管桩在纯弯、纯剪及模拟实际竖向受荷条件下高轴压下压弯与压剪承载力试验，创新设计并采用高轴压加载试验装置，得到管桩在不同弯、剪作用下的开裂承载力、极限承载力、破坏过程与形态。推导了PHC管桩抗剪承载力计算公式，公式反映了预应力管桩环形截面的受力特点并得到试验结果的验证，可适用于预应力管桩、非预应力管桩的纯剪和压剪承载力计算。成果为建筑物管桩基础在风、地震水平作用下的承载力验算提供理论基础，为拓展管桩的应用范围提供了指导。
轴向压力的加载装置
纯弯破坏
压弯破坏
2、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
积极推动预应力混凝土管桩在超高层建筑、大型综合体等复杂工程中的应用，完成相关工程设计与实践百余项。代表性工程有位于上海浦东陆家嘴高度超200m超高层办公楼上海银行大厦、黄浦江畔40层超高层住宅盛大金磐、苏洲河畔中心城区大型高层住宅群中远两湾城、国内功能最全规模最大的上海虹桥综合交通枢纽、世界规模最大会展体中国博览会展综合体等，为管桩在大型工程中的应用起到示范作用，扩大管桩的应用范围。
上海虹桥综合交通枢纽
上海中远两湾城
上海中远两湾城
中国博览会展综合体
上海浦东国际机场二期
3、社会经济效益
华东建筑设计研究院有限公司一直致力于推动管桩技术的研究及新型、复杂、大型建筑工程中的探索应用，完成相关工程设计与实践百余项。由于工程规模大，数量多，其设计采用管桩的直接产值达数十亿元，仅对前述6项代表性工程的初步估算便可节约工程造价近亿元，产生了巨大的经济价值，而且拓宽了管桩的应用范围、推动了管桩行业的发展，其间接的社会经济效益巨大。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。
此外，大量管桩在工程上的应用可大量节省混凝土材料资源，减少混凝土运输，减少泥浆排放，符合节约减排，走可持续发展的道路。
4、对行业的贡献
成果可为建筑物管桩基础在风、地震水平作用下的承载力评价与验算提供理论基础，为拓展管桩在（超）高层建筑的应用提供理论指导与分析方法。扩大管桩在高层、超高层建筑的应用范围，促进管桩行业的健康发展。由于应用的都是有影响力的标志性工程，为管桩在超高层建筑、大跨结构、办公建筑、住宅、交通建筑、综合体等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，引导了管桩行业的可持续发展。
二、专家评审意见
成果对上海地区上世纪90年代至今30余年期间，百余项工程中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。