擴(kuò)底樁專(zhuān)利技術(shù)分析

范麗超高杰 李?lèi)傂焯旖軓堣x芳

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)利審查協(xié)作河南中心，河南 鄭州　450002）

擴(kuò)底樁專(zhuān)利技術(shù)分析

范麗超高杰 李?lèi)傂焯旖軓堣x芳

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)利審查協(xié)作河南中心，河南 鄭州450002）

本文以國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)據(jù)庫(kù)中與底部設(shè)有擴(kuò)大頭或擴(kuò)大部分的樁相關(guān)的專(zhuān)利文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，對(duì)擴(kuò)底樁領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，重點(diǎn)研究了該領(lǐng)域的重要申請(qǐng)人分布及其代表性專(zhuān)利，總結(jié)了擴(kuò)底樁的技術(shù)發(fā)展路線。

擴(kuò)底樁；專(zhuān)利

伴隨著城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，城市人口擁擠，對(duì)建筑面積需求越來(lái)越多，超高層建筑對(duì)樁基礎(chǔ)的承載力和抗拔力提出更高要求。擴(kuò)底樁是在樁底形成一個(gè)擴(kuò)大頭，是一種樁端支承為主，樁周側(cè)摩阻力為輔的樁型，兼顧地基強(qiáng)度和施工成本，已經(jīng)成為樁基礎(chǔ)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支和研究熱點(diǎn)。本文從擴(kuò)底樁成樁原理和適用范圍展開(kāi)，分析該領(lǐng)域?qū)＠植记闆r，梳理其技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)，挖掘重要申請(qǐng)人改進(jìn)方向，介紹該領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn)并預(yù)期其發(fā)展趨勢(shì)。

1　擴(kuò)底樁領(lǐng)域全球?qū)＠暾?qǐng)統(tǒng)計(jì)

檢索的數(shù)據(jù)庫(kù)選用外文數(shù)據(jù)庫(kù)（VEN）和中文摘要數(shù)據(jù)庫(kù)（CNABS），鑒于擴(kuò)底樁領(lǐng)域分類(lèi)號(hào)相對(duì)準(zhǔn)確，此次檢索的檢索策略為以分類(lèi)號(hào)為主，以關(guān)鍵詞為輔。檢索截止日期為2016年6月3日。根據(jù)申請(qǐng)年份及數(shù)據(jù)庫(kù)的不同，分別整理檢索結(jié)果，得出擴(kuò)底樁領(lǐng)域從1980年至今各年份的全球申請(qǐng)量數(shù)據(jù)，繪制出圖1。

圖1 擴(kuò)底樁領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量變化趨勢(shì)

由圖1可知，在1995年以前，擴(kuò)底樁領(lǐng)域的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)較少，處于萌芽期；1995年-2005年的10年間，全球?qū)＠暾?qǐng)量的數(shù)量增長(zhǎng)較平穩(wěn)，屬于上升期；在2006-2008年間，由于大量國(guó)內(nèi)個(gè)人申請(qǐng)的出現(xiàn)，致使擴(kuò)底樁領(lǐng)域的全球申請(qǐng)量呈現(xiàn)“井噴”趨勢(shì)，屬于高峰期，這充分說(shuō)明了大家對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)意識(shí)迅速增強(qiáng)，越來(lái)越多的研究者向?qū)＠暾?qǐng)部門(mén)申請(qǐng)專(zhuān)利保護(hù)；2008年之后，該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展處于平穩(wěn)增長(zhǎng)階段。綜觀國(guó)內(nèi)外申請(qǐng)量，從2000年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)量開(kāi)始超越國(guó)外申請(qǐng)量，2016年的部分申請(qǐng)還沒(méi)有公開(kāi)，但是國(guó)內(nèi)申請(qǐng)量依然高于國(guó)外申請(qǐng)量，可以預(yù)見(jiàn)，專(zhuān)利申請(qǐng)總量依然較為可觀?？梢?jiàn)，我國(guó)申請(qǐng)人進(jìn)入該技術(shù)領(lǐng)域較晚，但是近期技術(shù)較國(guó)外申請(qǐng)人更為活躍，國(guó)外申請(qǐng)人的申請(qǐng)已經(jīng)較為平緩。

2　重要申請(qǐng)人分布及代表性專(zhuān)利

2.1 申請(qǐng)人類(lèi)別及不同國(guó)家申請(qǐng)量情況

1）在國(guó)內(nèi)外的申請(qǐng)人中，個(gè)人申請(qǐng)占據(jù)了總申請(qǐng)量的80%，次之為公司申請(qǐng)，占據(jù)了總申請(qǐng)量的17%，再次之為高校申請(qǐng)，占據(jù)了總申請(qǐng)量的3%；這表明我國(guó)廣大學(xué)者及研究人員的專(zhuān)利意識(shí)普遍增強(qiáng)，且國(guó)內(nèi)外相關(guān)科研單位、生產(chǎn)廠家都相應(yīng)加大了對(duì)擴(kuò)底樁技術(shù)的研究力度。

圖2 擴(kuò)底樁領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)人類(lèi)別

圖3 不同國(guó)家申請(qǐng)量情況

2）中國(guó)、日本、蘇聯(lián)是申請(qǐng)量的主要貢獻(xiàn)者，使得擴(kuò)底樁技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)三分天下的局面，其中，中國(guó)以63%的申請(qǐng)量位居第一，其次是日本19%；蘇聯(lián)次之占6%；韓國(guó)次之，美國(guó)和俄羅斯更次之。這反映出歐美國(guó)家雖然是擴(kuò)底樁技術(shù)的發(fā)源地，但是亞洲國(guó)家更重視擴(kuò)底樁技術(shù)的專(zhuān)利布局。

2.2 國(guó)內(nèi)重要申請(qǐng)人

根據(jù)CNABS數(shù)據(jù)庫(kù)檢索得出的情況，對(duì)擴(kuò)底樁領(lǐng)域的重要申請(qǐng)人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并進(jìn)行排名，最終得出國(guó)內(nèi)重要申請(qǐng)人排名如表1：

可見(jiàn)，在擴(kuò)底樁領(lǐng)域，擴(kuò)底樁領(lǐng)域的申請(qǐng)量主要集中在個(gè)人申請(qǐng)人，主要申請(qǐng)人為王國(guó)奮、童樂(lè)天、王繼忠、王茂華，其申請(qǐng)量占到了我國(guó)在擴(kuò)底樁領(lǐng)域的總申請(qǐng)量的33%，且擴(kuò)底樁領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)量集中在南方省份，這與我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展分布情況相適應(yīng)；企業(yè)及高校作為申請(qǐng)人的相關(guān)申請(qǐng)量較少，代表申請(qǐng)人為河海大學(xué)。

表1 中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中第一申請(qǐng)人申請(qǐng)量統(tǒng)計(jì)

另外，經(jīng)檢索瀏覽發(fā)現(xiàn)，在外文數(shù)據(jù)庫(kù)中搜到的中國(guó)申請(qǐng)多為中文專(zhuān)利對(duì)應(yīng)的英文翻譯，真正申請(qǐng)的外文專(zhuān)利或PCT專(zhuān)利較少，這說(shuō)明我國(guó)在擴(kuò)底樁領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展較為落后，國(guó)外相關(guān)公司或高校的專(zhuān)利申請(qǐng)重點(diǎn)仍是在國(guó)內(nèi)，體現(xiàn)了外國(guó)公司提前在中國(guó)進(jìn)行專(zhuān)利布局的特點(diǎn)。

2.3 重要申請(qǐng)人的核心專(zhuān)利

截至2016年6月3日，王國(guó)奮涉及樁技術(shù)的申請(qǐng)量為184項(xiàng)，其中涉及擴(kuò)底樁的申請(qǐng)量為80項(xiàng)，其專(zhuān)利申請(qǐng)從1996年開(kāi)始萌芽，在2007年-2008年間，以每年20-30件的申請(qǐng)量達(dá)到巔峰，之后每年的增長(zhǎng)量漸漸趨于平穩(wěn)，以王國(guó)奮為核心的團(tuán)隊(duì)在擴(kuò)底樁領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量的震蕩式變化，反映了其對(duì)于擴(kuò)底樁領(lǐng)域技術(shù)已完成專(zhuān)利布局。其核心專(zhuān)利如下：

1）CN2294295Y是王國(guó)奮最早的一篇關(guān)于擴(kuò)底樁的專(zhuān)利，其開(kāi)創(chuàng)了采用預(yù)制樁身和現(xiàn)澆鋼筋混凝土底座、樁身和底座通過(guò)插筋進(jìn)行對(duì)接錨固形成整根樁的先河，大大提高了樁的承載力和抗拔力；

圖4 王國(guó)奮代表專(zhuān)利發(fā)展?fàn)顩r

2）鑒于CN2294295Y底座擴(kuò)徑半徑有限，王國(guó)奮又提出了一種改進(jìn)的沉管預(yù)制多級(jí)擴(kuò)底樁-CN1827925A，其通過(guò)對(duì)樁身類(lèi)型、樁身截面、樁身直徑、樁身長(zhǎng)度的變化和組合，可根據(jù)土體承載力的不同組合成不同受力情況的樁體，使得樁體始終在經(jīng)濟(jì)合理的狀態(tài)下工作；

表2 王國(guó)奮專(zhuān)利分析表

3）CN1920182A對(duì)樁基的成孔方式進(jìn)行了改進(jìn)，其采用爆破的方式形成擴(kuò)底樁孔，并在樁孔中放入放射狀鋼筋和硬土，從沉管口現(xiàn)澆砼形成現(xiàn)澆砼底座，并通過(guò)預(yù)制樁身底部的插筋與預(yù)制樁身對(duì)接錨固成一體；

王國(guó)奮在擴(kuò)底樁領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)情況如表2。王國(guó)奮的申請(qǐng)主要集中現(xiàn)澆這一技術(shù)分支，并涉及到爆破，從1996年開(kāi)始研究擴(kuò)底樁，就一直將重點(diǎn)放在現(xiàn)澆這一分支，并且在經(jīng)過(guò)一段相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展后，對(duì)現(xiàn)澆這一方式進(jìn)行了諸如樁型、樁身外表面、樁長(zhǎng)、配筋等多方位的改進(jìn)，并成為了擴(kuò)底樁領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物之一。

3　擴(kuò)底樁的技術(shù)發(fā)展路線

總結(jié)中外擴(kuò)底樁發(fā)展歷程，繪制其發(fā)展脈絡(luò)技術(shù)路線圖如圖5所示。

圖5 擴(kuò)底樁發(fā)展脈絡(luò)技術(shù)路線圖

擴(kuò)底樁的專(zhuān)利申請(qǐng)始于上世紀(jì)70年代初，根據(jù)擴(kuò)底樁形成底部擴(kuò)大頭的方法不同，又可分為機(jī)械擴(kuò)底樁Ⅰ、壓力注漿擴(kuò)底樁Ⅱ、夯擴(kuò)樁Ⅲ、膨脹材料擴(kuò)底樁Ⅳ、爆炸擴(kuò)底樁Ⅴ和囊袋元件膨脹擴(kuò)底樁Ⅵ。美國(guó)、德國(guó)和日本在上世紀(jì)70年代獲得了上述類(lèi)型擴(kuò)底樁的本國(guó)早期專(zhuān)利權(quán)。中國(guó)自上世紀(jì)80年代至90年代初，實(shí)現(xiàn)對(duì)上述所有類(lèi)型擴(kuò)底樁的改進(jìn)申請(qǐng)，并首次提出了擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁技術(shù)。

目前擴(kuò)底樁領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究主要體現(xiàn)在節(jié)約成本、增加強(qiáng)度和提高操作可控性三個(gè)方向，例如爆破擴(kuò)底樁的裝藥方式、點(diǎn)火線路的改進(jìn)；膨脹材料擴(kuò)底樁采用通電方式融化塑形熱塑性混凝土；機(jī)械鉆孔擴(kuò)底樁在擴(kuò)底裝置上安裝傳感器獲取實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。預(yù)期未來(lái)發(fā)展方向在如何提高成樁易控性和成本節(jié)約。

4　結(jié)語(yǔ)

中國(guó)在擴(kuò)底樁領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)非常活躍，適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，可以預(yù)見(jiàn)對(duì)其發(fā)展研究還將持續(xù)升溫。通過(guò)本文梳理可以看出，國(guó)內(nèi)在本領(lǐng)域主要為個(gè)人申請(qǐng)，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用薄弱，因此在成樁技術(shù)的可控和成本節(jié)約上還有很大的發(fā)展空間。

［1］世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織.國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)表E部［M］.北京：知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2008.

［2］馬智杰等.擴(kuò)底樁的發(fā)展與應(yīng)用［J］.水利水電科技進(jìn)展，1998（5）：49-64.

［3］國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局人事教育部.發(fā)明專(zhuān)利審查基礎(chǔ)教程檢索分冊(cè)［M］.北京：知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2010.

Review of Patent Techonology on the Underreamed Pile

Fan LichaoGao JieLi YueXu TianjieZhang JinXie Fang
（Patent Examination Cooperation Henan Center of The Patent Office，SIPO，Zhengzhou Henan 450002）

Based on the patent documents related to the underreamed pile in the database at home and abroad， this paper analyzes the status of patent applications in the field of the underreamed pile and focuses on the distribution of important applicants in the field and their representative patents，and summarizes the technical development route of the underreamed pile.

underreamedpile；patent

TU473.1

A

1003-5168（2016）06-0058-03

2016-5-22

范麗超（1987-），女，研究實(shí)習(xí)員，研究方向：水利和基礎(chǔ)領(lǐng)域發(fā)明專(zhuān)利審查；高杰（1989-），女，研究實(shí)習(xí)員，研究方向：水利和基礎(chǔ)領(lǐng)域發(fā)明專(zhuān)利審查，等同于第一作者。