Basic Tech. Introduction for DH Pile of Level 6 (part 1) proposal to: date: 2016-08 DH六階樁品-複合樁 基本技術介紹 (1) Basic Tech. Introduction for DH Pile of Level 6 (part 1) 德翰智慧科技公司 / 精簡型複合式混凝土基樁

德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

一、定義及競爭目標 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

1.1 簡單定義 DH-PLV6 六階複合式混凝土樁 ＝ 預力基樁(預製樁、PHC) ＋ 場鑄樁 ★重新組合二者的優點，並排除缺點 　 ＋ 場鑄樁 ★重新組合二者的優點，並排除缺點 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

1.2 六階樁品(DH-PLV6)競爭標的 全套管樁 適用範圍： 外徑：1.0～1.4 M 樁長：20 ～ 40 M 軌道交通橋柱基樁 (捷運、台鐵、高鐵) 公路橋柱基樁 (國道級、省道級) 大樓基樁 其他 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

二、現有樁種比較 2.1 預製樁 以預力基樁(PHC/PC)為例 2.2 場鑄樁 以全套管樁為例 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

2.1 預製樁 2.1.1 預鑄樁(PC/PHC)的缺失 2.1.2 預鑄樁(PC/PHC)的優點 以預力基樁(PHC/PC)為例 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

2.1.1 預製樁(PC/PHC)的缺失 傳統預力基樁存在力學缺失：(以植入樁為例) 上-樁頭： 中-接樁 下-樁底 僅用約2~3M的膨脹混凝土填芯段作為與承台結合 強度不足、易鬆脫、有嚴重缺陷、耐久性有問題 中-接樁 僅用端鈑焊接作為上下樁間的結合 有鏽蝕風險、耐久性有疑問 下-樁底 僅用管形樁壁作為承壓面積 存在應力集中問題 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

工廠生產缺失： 受運輸距離影響 單節長度僅能達18M 樁徑受限制 一般以 100～200 KM 為較佳供貨距離 某些地區運輸不便，供貨較難。(如花東) 山區運輸受限 單節長度僅能達18M 再長必須接樁使用。 樁徑受限制 台灣最大樁徑: 1,000 mm (CNS) 日本最大樁徑: 1,200 mm (JIS) 大陸最大樁徑: 1,400 mm (GB) 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

施工缺失： 工地機具(吊車)操作不便時，有影響。 如河橋等。 植樁地點上方受限時，有影響。 某些土層，鑽桿不易施工；須借助其他工法 如卵礫石層等 植樁後，仍需養樁時間。 14~28天 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

2.1.2 預製樁(PC/PHC)的優點 工廠生產 品質控管佳、強度足 混凝土強度達 500～800 kg/cm2 　　　(約 7,117～11,387 psi) 工廠製作環境佳，易於廠內直接檢驗 依 CNS 2602 生產速度快 大廠可達 500～700 M (大尺寸樁) 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

樁外徑目前台灣可達 1.0 M (模具限制)， 在訂單滿足下，可擴增至 1.2～1.4 M 。 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

工地施工： 接樁組合快速 端鈑焊接結合，15~30分鐘/接頭 植樁速度快 約10~20支/天 (視情況而定) 樁身無包泥 預製單樁樁身無缺陷 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

樁成形效果 強度形成快 初期、終期強度 有樁徑擴張效果 (第二介面) 增加承載力 (摩擦力及點承力) 樁頭無需打除2M浮沫段(劣質混凝土) 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

2.2 場鑄樁 2.2.1 場鑄樁(全套管樁)的缺失 2.2.2 場鑄樁(全套管樁)的優點 以全套管樁為例 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

2.2.1 場鑄樁(全套管樁)的缺失 施工速度緩慢 現場：機具動員量多、人工量多、施工暫用土地需求大、施工環境較亂 品質管控難度高 成樁後需處理樁頭劣質混凝土段(打除) 樁身易有包泥缺陷 外套管易有土層卡制損失 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

常使後續土木包待工(怠工)。 工期整合損失 成樁較易有缺陷(失敗) 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

2.2.2 場鑄樁(全套管樁)的優點 樁徑較不受限 自1.2M至3.0M、或更大 樁長較不受限 施工地點地形較不受限 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

三、德翰六階樁品： (DH-PLV6) 複合式混凝土樁 3.1 六階複合式混凝土樁優點 3.2 六階複合式混凝土樁缺失 3.3 六階複合式混凝土樁的幾個力學構造解析 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

3.1 六階複合式混凝土樁優點 概估： 成本低 : 降 1/4 ～ 1/2 工期短 : 降 1/3 ～ 2/3 品質優 易檢查 風險低 : 工程風險、財務風險、政治風險 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

預製部份： 外樁(PHC/PC)為工廠預製。 強度佳、品質穩定 填芯段(全長)鋼筋籠為預彎製，在工地進行快速搭接或續接。 節省時間、節省工地占用土地。 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

工地植樁施工： 植樁工法和傳統類似，工班操作容易 PHC植樁速度快、穩定 估計 1.0MΦ*40ML 的施工速度 約可到達3 ~8 組/天 (視情況而定)。 植樁植定後，可迅速另孔植樁 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

植樁植定埋入土層，可忽略不管(植後不理)，由後續土木包緊接處理。 樁孔水泥漿(建議加大20cm) 可形成第二界面，增加樁承載力。 目前可挑戰 1.2M 全套管樁。 　(其他尺寸樁徑待工程量決定發展速度) 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

填芯段RC施工 填芯段的鋼筋籠(預製)組立迅速、穩定 填芯段灌漿(特密管)迅速、穩定、強度易達成、絕無包泥。 可以群區施工灌漿。 無需樁頭浮沫段打除 節省工期、確保強度 填芯段可與基礎承台一併施工澆注 節省工期、可幾無待工情事 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

3.2 六階複合式混凝土樁缺失 最大樁徑仍受限制 最大樁長仍受限制 施工上，需使用大型吊機具。 目前僅能挑戰 1.0~1.4 M 的全套管樁 (其他尺寸樁徑待工程量決定發展速度) 最大樁長仍受限制 目前以挑戰2或3節接樁為佳。 以20~40 M 樁長為佳。不逾50M。 施工上，需使用大型吊機具。 PHC/PC接樁後重量不輕 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

力學上的設計注意要點 樁頭無法承受大彎矩。 設計上，為鉸接設計，以成對基樁為佳(如2X2、2X3、3X3樁等)。 使樁頭儘量不受彎矩。 以承受垂直力為主。 　(因基礎承台多為巨大結構) 樁頂受力將在10倍樁徑內迅速消散。 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

3.3 六階複合式混凝土樁的幾個力學構造解析 六階複合式混凝土樁主要由PHC/PC的預製樁,結合現場灌注的填芯段RC樁(全長度)，合併而成為一種新的樁種。 上列二種樁元件間的結合及強化，是主要的力學構造。 複合樁最大的利器：工期。 其次：成樁品質。 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

●複合樁主要構造： ●複合樁主要利用： 外環: PHC/PC 內側: 填芯段RC 外環PHC: (800kg/cm2) 　迅速植樁(工期)， 使樁壁形成有強度的「模板」(品質)， 快速銜接後續土木包， 快速擁有一定的樁承載強度，(工期) 擴張成樁的外徑。 (強度) 內側RC填芯段:(350kg/cm2) 　填補PHC缺陷(接樁)， 使樁底填滿(端承載)， 且具有足夠樁頭的接合強度(鉸接)， 可與承台一併施工(工期+品質) 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

3.3.1 樁頂受橫力下的樁身彎矩 根據研究，樁頂受橫力時(鉸接設計)，樁身彎矩將迅速在 6～10M 內收斂。 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

複合樁承受側向荷重

數值分析顯示，位移(displacement)、彎矩(moment)、剪力(shear)將會在土層深度 6～10M 內迅速收斂。 莊明仁(2001)結論： 「基樁承受側向荷重， 發生位移的範圍大約在 「10倍樁徑以內的深度」 DH-PHC複合樁最上節樁可長達 16～20M。 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

3.3.2 樁身彎矩下的剪力流(界面) 由於複合樁乃是由二種不同的樁元件組合而成，在接合界面上易使人有剪斷的誤覺。 樁身是圓形(外環PHC是環形)，在彎矩作用下，儘是小局部界面受剪力流影響。 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

樁身是圓形(外環PHC是環形)，在彎矩作用下： 儘是小局部界面受剪力流影響。 大部份仍由PHC樁斷面承受。 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

3.3.3 二樁元件界面中的摩擦力 在外環的PHC樁、與內側填芯段(全長度)的RC樁間，由於並無鋼筋貫穿，彼此間必須由界面間的摩擦力承受。 (類似目前常用的預力基樁的樁頭處理，但更佳) 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

根據學者研究(下二圖)，建議界面摩擦力可訂為： Fs = 9.5 kg/cm2 (USD法)….. [蘇百加等,2008] 例： 以Φ1,000mm的PHC樁，壁厚140mm，內徑為720mm。周長為226cm。(CNS2602) 當填芯RC強度為280kg/cm2時， 二樁元件界面的摩擦力為： 9.5kg/cm2*226cm*100cm = 214 ton/M。(USD法) 當樁長為30M時，將可達214*30=6,420 ton 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

參考文獻： 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6 德翰智慧科技有限公司 36

參考文獻： 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6 德翰智慧科技有限公司 37

六階複合樁中，無法一一詳盡。有許多結構計算上的數據，仍需詳細報告，並由結構工程師計算驗證。 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

四、德翰六階複合式混凝土樁之施工例 4.1 六階複合式混凝土樁之施工方法 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

4.1 六階複合式混凝土樁之施工例 PHC樁和填芯段(全長度)RC部份的施工，有多種工法。下面為其中一例。 多種工法細節，仍待討論。 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

六階複合式樁 施工例 (其中一例) 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

本例：PHC樁徑1,000mmX30ML二節接樁(15+15ML) 再配合開挖，與承台一併施工，#2灌注混凝土。 (視情形) 土木包與基樁包施工間隔，可望壓縮至3~7天。(視情形) 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

五、六階複合樁應用範圍 5.1 六階複合樁的研發 5.2 六階複合樁應用範圍 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

5.1 六階複合樁的研發 導入「風險管理」的控管觀念： 1.工程風險 (技術、工安等) 2.財務風險 (成本) 3.決策風險 (政治風險) 讓工程能順利地完成 2.財務風險 (成本) 讓工程款項能順利地撥付 3.決策風險 (政治風險) 不要讓工程不能順利完成、 或成為決策者的後患 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

六階複合樁的優勢： 成本低 : 降 1/4 ～ 1/2 工期短 : 降 1/3 ～ 2/3，交通阻礙少 品質優 易檢查 風險低 : 工程風險、財務風險、政治風險 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

5.2 六階複合樁應用範圍 軌道交通橋柱基樁 (捷運、台鐵、高鐵) 公路橋柱基樁 (國道級、省道級) 大樓基樁 其他 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

軌道交通高架： 以台鐵為例 (照片取自中國電子報2016-05-12網路報導) 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

軌道交通高架： 以捷運為例 (照片取自網路報導) 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

高架公路：(照片取自網路報導) 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

討論 本簡報仍有眾多技術細節及施工工法，仍待詳細討論。 待更新資料補充。 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6

更多資訊: www.dehantech.com 標準圖 pdf、及 AutoCAD檔，皆可在官網下載區取得。 PLV6 (六階樁品) 簡報結束 謝謝指教！ 更多資訊: www.dehantech.com 標準圖 pdf、及 AutoCAD檔，皆可在官網下載區取得。 德翰六階樁品-複合樁 DH-PLV6