擴底樁專利技術分析

范麗超高杰 李悅徐天杰張瑾謝芳

（國家知識產權局專利局專利審查協作河南中心，河南 鄭州　450002）

擴底樁專利技術分析

范麗超高杰 李悅徐天杰張瑾謝芳

（國家知識產權局專利局專利審查協作河南中心，河南 鄭州450002）

本文以國內外專利申請數據庫中與底部設有擴大頭或擴大部分的樁相關的專利文獻為基礎，對擴底樁領域的專利申請狀況進行統計分析，重點研究了該領域的重要申請人分布及其代表性專利，總結了擴底樁的技術發展路線。

擴底樁；專利

伴隨著城市化進程的快速發展，城市人口擁擠，對建筑面積需求越來越多，超高層建筑對樁基礎的承載力和抗拔力提出更高要求。擴底樁是在樁底形成一個擴大頭，是一種樁端支承為主，樁周側摩阻力為輔的樁型，兼顧地基強度和施工成本，已經成為樁基礎領域的一個重要分支和研究熱點。本文從擴底樁成樁原理和適用范圍展開，分析該領域專利分布情況，梳理其技術發展脈絡，挖掘重要申請人改進方向，介紹該領域的研發熱點并預期其發展趨勢。

1　擴底樁領域全球專利申請統計

檢索的數據庫選用外文數據庫（VEN）和中文摘要數據庫（CNABS），鑒于擴底樁領域分類號相對準確，此次檢索的檢索策略為以分類號為主，以關鍵詞為輔。檢索截止日期為2016年6月3日。根據申請年份及數據庫的不同，分別整理檢索結果，得出擴底樁領域從1980年至今各年份的全球申請量數據，繪制出圖1。

圖1 擴底樁領域專利申請量變化趨勢

由圖1可知，在1995年以前，擴底樁領域的相關專利申請較少，處于萌芽期；1995年-2005年的10年間，全球專利申請量的數量增長較平穩，屬于上升期；在2006-2008年間，由于大量國內個人申請的出現，致使擴底樁領域的全球申請量呈現“井噴”趨勢，屬于高峰期，這充分說明了大家對知識產權的保護意識迅速增強，越來越多的研究者向專利申請部門申請專利保護；2008年之后，該領域的技術發展處于平穩增長階段。綜觀國內外申請量，從2000年開始，國內申請量開始超越國外申請量，2016年的部分申請還沒有公開，但是國內申請量依然高于國外申請量，可以預見，專利申請總量依然較為可觀。可見，我國申請人進入該技術領域較晚，但是近期技術較國外申請人更為活躍，國外申請人的申請已經較為平緩。

2　重要申請人分布及代表性專利

2.1 申請人類別及不同國家申請量情況

1）在國內外的申請人中，個人申請占據了總申請量的80%，次之為公司申請，占據了總申請量的17%，再次之為高校申請，占據了總申請量的3%；這表明我國廣大學者及研究人員的專利意識普遍增強，且國內外相關科研單位、生產廠家都相應加大了對擴底樁技術的研究力度。

圖2 擴底樁領域專利申請人類別

圖3 不同國家申請量情況

2）中國、日本、蘇聯是申請量的主要貢獻者，使得擴底樁技術的發展呈現三分天下的局面，其中，中國以63%的申請量位居第一，其次是日本19%；蘇聯次之占6%；韓國次之，美國和俄羅斯更次之。這反映出歐美國家雖然是擴底樁技術的發源地，但是亞洲國家更重視擴底樁技術的專利布局。

2.2 國內重要申請人

根據CNABS數據庫檢索得出的情況，對擴底樁領域的重要申請人進行統計分析并進行排名，最終得出國內重要申請人排名如表1：

可見，在擴底樁領域，擴底樁領域的申請量主要集中在個人申請人，主要申請人為王國奮、童樂天、王繼忠、王茂華，其申請量占到了我國在擴底樁領域的總申請量的33%，且擴底樁領域的專利申請量集中在南方省份，這與我國經濟發展分布情況相適應；企業及高校作為申請人的相關申請量較少，代表申請人為河海大學。

表1 中國專利申請中第一申請人申請量統計

另外，經檢索瀏覽發現，在外文數據庫中搜到的中國申請多為中文專利對應的英文翻譯，真正申請的外文專利或PCT專利較少，這說明我國在擴底樁領域的技術發展較為落后，國外相關公司或高校的專利申請重點仍是在國內，體現了外國公司提前在中國進行專利布局的特點。

2.3 重要申請人的核心專利

截至2016年6月3日，王國奮涉及樁技術的申請量為184項，其中涉及擴底樁的申請量為80項，其專利申請從1996年開始萌芽，在2007年-2008年間，以每年20-30件的申請量達到巔峰，之后每年的增長量漸漸趨于平穩，以王國奮為核心的團隊在擴底樁領域專利申請量的震蕩式變化，反映了其對于擴底樁領域技術已完成專利布局。其核心專利如下：

1）CN2294295Y是王國奮最早的一篇關于擴底樁的專利，其開創了采用預制樁身和現澆鋼筋混凝土底座、樁身和底座通過插筋進行對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 王國奮代表專利發展狀況

2）鑒于CN2294295Y底座擴徑半徑有限，王國奮又提出了一種改進的沉管預制多級擴底樁-CN1827925A，其通過對樁身類型、樁身截面、樁身直徑、樁身長度的變化和組合，可根據土體承載力的不同組合成不同受力情況的樁體，使得樁體始終在經濟合理的狀態下工作；

表2 王國奮專利分析表

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

王國奮在擴底樁領域的專利申請情況如表2。王國奮的申請主要集中現澆這一技術分支，并涉及到爆破，從1996年開始研究擴底樁，就一直將重點放在現澆這一分支，并且在經過一段相當長時間的發展后，對現澆這一方式進行了諸如樁型、樁身外表面、樁長、配筋等多方位的改進，并成為了擴底樁領域的領軍人物之一。

3　擴底樁的技術發展路線

總結中外擴底樁發展歷程，繪制其發展脈絡技術路線圖如圖5所示。

圖5 擴底樁發展脈絡技術路線圖

擴底樁的專利申請始于上世紀70年代初，根據擴底樁形成底部擴大頭的方法不同，又可分為機械擴底樁Ⅰ、壓力注漿擴底樁Ⅱ、夯擴樁Ⅲ、膨脹材料擴底樁Ⅳ、爆炸擴底樁Ⅴ和囊袋元件膨脹擴底樁Ⅵ。美國、德國和日本在上世紀70年代獲得了上述類型擴底樁的本國早期專利權。中國自上世紀80年代至90年代初，實現對上述所有類型擴底樁的改進申請，并首次提出了擠擴支盤灌注樁技術。

目前擴底樁領域的熱點研究主要體現在節約成本、增加強度和提高操作可控性三個方向，例如爆破擴底樁的裝藥方式、點火線路的改進；膨脹材料擴底樁采用通電方式融化塑形熱塑性混凝土；機械鉆孔擴底樁在擴底裝置上安裝傳感器獲取實時監測數據等。預期未來發展方向在如何提高成樁易控性和成本節約。

4　結語

中國在擴底樁領域的專利申請非常活躍，適應國民經濟發展階段，可以預見對其發展研究還將持續升溫。通過本文梳理可以看出，國內在本領域主要為個人申請，產業應用薄弱，因此在成樁技術的可控和成本節約上還有很大的發展空間。

［1］世界知識產權組織.國際專利分類表E部［M］.北京：知識產權出版社，2008.

［2］馬智杰等.擴底樁的發展與應用［J］.水利水電科技進展，1998（5）：49-64.

［3］國家知識產權局專利局人事教育部.發明專利審查基礎教程檢索分冊［M］.北京：知識產權出版社，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，研究實習員，研究方向：水利和基礎領域發明專利審查；高杰（1989-），女，研究實習員，研究方向：水利和基礎領域發明專利審查，等同于第一作者。