樁基是一種古老的基礎(chǔ)形式。早在7000-8000年前的新石器時(shí)代，人們?cè)诤春驼訚傻乩镌阅緲吨脚_(tái)來修建居住點(diǎn)。那么，未來樁基會(huì)向哪些方向發(fā)展呢?本文將介紹未來樁基礎(chǔ)的10大發(fā)展方向。
一、樁的尺寸向長、大方向發(fā)展
基于高層、超高層建筑物及大型橋主塔樁基礎(chǔ)等承載的需要，樁徑越來越大，樁長越來越長。歐美及日本的鋼管樁長度已達(dá)100m以上，樁徑超過2500mm;上海金茂大廈鋼管樁樁端進(jìn)入地面下80m的砂層，樁徑為914.4mm;溫州地區(qū)靜壓式鋼筋混凝土預(yù)制樁長度已達(dá)70m以上，樁斷面600mmX600mm。
我國在大江、大河及海上修建的大跨徑橋梁基本上均采用鉆孔灌注樁，而且樁徑和樁長均在不斷加大。長度超過50m，直徑大于2m的超長大直徑鉆孔灌注樁已十分普遍。蘇通大橋采用反循環(huán)鉆成孔樁壓力注漿樁，用131根，直徑2.50~2.85m，樁長117m(2005年)。南京長江二橋采用反循環(huán)鉆成孔灌注樁。共21根，直徑3.0m，樁長83m(2001年)。上海長江隧橋B7標(biāo)采用反循環(huán)鉆成孔灌注樁，3.2~2.5m變徑樁，樁長115m(2006年)。鄭州黃河大橋采用旋挖鉆斗鉆成孔灌注樁，直徑2.0m,樁長108m(2009年)。
二、樁的尺寸向短、小方向發(fā)展
基于老城區(qū)改造、老基礎(chǔ)托換加固、建筑糾偏加固、建筑物增層以及補(bǔ)樁等需要，小樁及錨桿靜壓樁技術(shù)日趨成熟，應(yīng)用廣泛。
小樁
小樁又稱微型樁或IM樁或樹根樁，是法國索勒唐舍(SOLETANCHE)公司開發(fā)的一種灌注樁技術(shù)。小樁實(shí)質(zhì)上是小直徑壓力注漿樁;樁徑為70~250mm(國內(nèi)多用250mm)，長徑大于30(國內(nèi)樁長多用8~12m，長徑比通常為50左右)，采用鉆孔(國內(nèi)多用螺旋鉆成孔)、強(qiáng)配筋(配筋率大于1%)和壓力注漿(注漿壓力為1~2.5MPa)工藝施工。小樁主要用于舊房改造、房屋增層、古建筑加固糾偏、防洪堤加固、建(構(gòu))筑物抗震加固、基坑開挖的護(hù)坡樁及水池底板抗浮等基礎(chǔ)工程。
錨桿(錨固筋)靜壓樁
我國自行研制開發(fā)的錨桿靜壓樁是錨桿和靜力壓樁2項(xiàng)技術(shù)巧妙結(jié)合而形成的一種樁基施工新工藝，是一項(xiàng)地基加固處理新技術(shù)。加固機(jī)理類同于打入樁及大型靜力壓樁，受力直接、清晰，但施工工藝既不同于打入樁，也不同于大型靜力壓樁。錨桿靜壓樁的施工工藝是先在新建的建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)上預(yù)留壓樁的樁位孔，并預(yù)埋好錨桿或在已建的建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)上開鑿壓樁孔和錨桿孔用粘結(jié)劑埋好錨桿，然后安裝壓樁架，用錨桿做媒介，把壓樁架與建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)連為一體，并利用建(構(gòu))筑物自重做反力(必要時(shí)可加配重)，用千斤頂將預(yù)制樁段逐段壓入土中，當(dāng)壓樁力及壓入深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，將樁與基礎(chǔ)澆筑在一起，樁即可受力，從到達(dá)到提高地基承載力和控制沉降的目的。
業(yè)內(nèi)人士均稱其為錨桿靜壓樁，筆者認(rèn)為稱錨固筋靜壓樁為妥，因?yàn)閺纳鲜鍪┕すに嚳矗B接件不是深基坑支護(hù)工程中所指的錨桿，僅僅是錨固筋。
錨桿靜壓樁的斷面尺寸為(200mmx200mm)~(300mmx300mm);樁段長度取決于施工凈空高度和機(jī)具情況，為1~3m，樁入土深度為3~30m。
錨桿靜壓樁適用于老城區(qū)改造，舊基礎(chǔ)托換加固，狹小空間場地施工，對(duì)新建工程可采用逆作法施工。
微型樁(迷你樁)
微型樁(迷你樁)是由一個(gè)內(nèi)徑不超過300mm的永久性的鋼套管，一個(gè)或一組位于樁孔中心的起承重作用的鋼筋及填充其間孔隙的水泥漿組成。樁體應(yīng)以稍微小于套管的直徑嵌入基巖。香港地區(qū)廣泛應(yīng)用的迷你樁多數(shù)為219mm直徑的套管及190mm直徑的嵌入體或273mm直徑的套管及235mm直徑的嵌入體組成。
迷你樁因其對(duì)成樁設(shè)備及施工場地的要求低，而承載力較高，安全可靠，所以在香港得到了廣泛的應(yīng)用。其主要應(yīng)用于隔音屏、行人天橋、運(yùn)輸帶、小型別墅、小型商場等基礎(chǔ)工程中，也可以當(dāng)支護(hù)樁使用。
迷你樁可在陡峭的山坡、狹窄的樓群之間、行人路、高速公路、鬧市區(qū)、火車站臺(tái)甚至建筑物內(nèi)進(jìn)行施工。小型的施工設(shè)備只需要2mX5m的地方已經(jīng)足夠。
三、向攻克樁成孔難點(diǎn)方向發(fā)展
隨著高層建筑、大跨度橋梁的發(fā)展，嵌巖樁，特別是大直徑嵌巖樁作為一種比較特殊的樁基類型，20世紀(jì)90年代在我國得到了廣泛的應(yīng)用。嵌巖樁具有承載力高、變形小、整體剛度大的特點(diǎn)，其沉降穩(wěn)定時(shí)間短、沉降量小，抗震性能好，因此越來越受到工程界的重視。如何優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)地施工這類樁孔則成為巖土鉆掘工程界面臨的首要技術(shù)難題。鉆孔直徑大，巖石強(qiáng)度高是其基本特征，由此帶來以下技術(shù)困難：
①單位體積巖石的破碎功隨巖石強(qiáng)度的增加而增大，單次破碎巖石所需要的臨界破碎力亦增大。
②碎巖斷面和碎巖量隨樁孔直徑增大而急劇增加。
③樁孔排渣性能的優(yōu)劣直接影響各種嵌巖鉆進(jìn)方法碎巖的有效性。
我國大直徑嵌巖鉆進(jìn)工法主要有：
①回轉(zhuǎn)式工法：牙輪/滾刀鉆進(jìn)法;鋼粒環(huán)狀鉆進(jìn)法;鑲焊釬頭的刮刀鉆進(jìn)法。
②沖擊式工法：純沖擊無循環(huán)鉆進(jìn)法：沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)法。
③沖擊回轉(zhuǎn)式工法：氣動(dòng)/液動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)法;可旋轉(zhuǎn)式鋼繩沖擊鉆頭鉆進(jìn)法。
除上述巖層鉆進(jìn)成孔法，國內(nèi)不少單位研究開發(fā)出大三石層(大卵礫石層、大拋石層和大孤石層)鉆進(jìn)成孔法。
在日本成立了由64家基礎(chǔ)公司組成的巖層削孔技術(shù)協(xié)會(huì)，研究開發(fā)出20余種大直徑巖層削孔工法，其中長螺旋鉆進(jìn)成孔法3種，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔法5種，沖擊鉆進(jìn)成孔法7種以及全套管回轉(zhuǎn)掘削孔法9種。
四、向低公害工法樁方向發(fā)展
筒式柴油錘打入式樁3大公害
筒式柴油錘沖擊式鋼筋混凝土預(yù)制樁雖然具有樁身質(zhì)量較可靠、施工速度快及承載力高等優(yōu)點(diǎn)，但由于其施工時(shí)噪聲高、振動(dòng)大和油污飛濺(三者統(tǒng)稱為一次公害)等缺點(diǎn)，在城區(qū)的住宅群及公共建筑群等場地施工中受到很大限制，為此靜壓式和變頻變矩振動(dòng)錘振入式鋼筋混凝土預(yù)制樁施工技術(shù)在國內(nèi)得到業(yè)主的青睞。
靜壓樁
最近二十多年來，靜壓樁在我國軟土地區(qū)(溫州、武漢及珠江三角洲等地區(qū))得到廣泛應(yīng)用，靜壓樁基礎(chǔ)不僅適用于多層和小高層建筑，還可用于20~35層高層建筑，壓樁機(jī)的生產(chǎn)和使用跨進(jìn)了一個(gè)新時(shí)代。我國研制開發(fā)的系列靜力壓樁機(jī)是新型的環(huán)保型建筑基礎(chǔ)施工設(shè)備，具有無污染、無噪聲、無振動(dòng)、壓樁速度快、成樁質(zhì)量高等顯著特點(diǎn)，技術(shù)水平國際領(lǐng)先。靜壓法有抱壓式和頂壓式2種形式，壓樁力為800~12000kN。采用靜壓法施工的樁長已達(dá)70m以上。實(shí)踐表明，用步履式全液壓靜力壓樁機(jī)施工開口預(yù)應(yīng)力管樁(PC樁)和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度管樁(PHC樁)是樁機(jī)和樁型的優(yōu)化組合，也是具有中國特色的施工工法。
旋挖鉆斗鉆成孔灌注樁
泥漿護(hù)壁法鉆、沖孔灌注樁在地下水位高的軟土地區(qū)雖然被較廣泛地采用，但由于泥漿的使用造成施工現(xiàn)場不文明及泥漿排除(稱為二次公害)的困難，成為施工者頭痛之事。因此，旋挖鉆斗鉆成孔灌注樁(即用旋挖鉆機(jī)的鉆斗鉆頭成孔而成的灌注樁)，因其干取土作業(yè)加之所使用的穩(wěn)定液可由專用的倉罐儲(chǔ)存，現(xiàn)場較為文明，在日本建筑業(yè)界此類樁型的采用亦日趨增多。1998年8-12月，在北京某工地應(yīng)用此樁型約為18000根，樁徑有0.8m、1.0m和1.2m,孔深12~15m，樁端進(jìn)入砂礫石層0.5m。近10年來，青藏鐵路、北京鳥巢工程及首都機(jī)場3號(hào)航站樓等均大量采用旋挖鉆斗鉆成孔灌注樁。
全套管鉆孔灌注樁
貝諾特(Benoto)灌注樁施工法為全套管施工法。該法利用搖動(dòng)裝置的搖動(dòng)(或回轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn))使鋼套管與土層間的摩擦阻力大大減少，邊搖動(dòng)(或邊回轉(zhuǎn))邊壓入，同時(shí)利用沖抓斗挖掘取土，直至將套管下到樁端持力層為止。挖掘完畢后立即進(jìn)行挖掘深度的測定，并確認(rèn)樁端持力層，然后清除虛土。成孔后將鋼筋籠放入，接著將導(dǎo)管豎立在鉆孔中心，最后灌注混凝土成樁。貝諾特法實(shí)質(zhì)上是沖抓斗跟管鉆進(jìn)法。
貝諾特灌注樁由于環(huán)保效果好(噪聲低、振動(dòng)小、無泥漿污染與排放)、施工現(xiàn)場文明，在海內(nèi)外廣泛采用。我國香港地區(qū)此類樁型的市場份額約占45%，昆明、溫州及北京地區(qū)10余個(gè)工地已成功采用此類樁型。1999年上半年，北京某工地因雜填土層(含舊磚窯場地、塊石及混凝土塊等)過厚，深度8~23m，其他樁型無法施工，結(jié)果采用國產(chǎn)捷程牌搖動(dòng)式全套管鉆機(jī)施工，歷時(shí)4個(gè)月，順利地完成976根樁，樁徑分別為0.8、1.0和1.2m，樁長為20~24m，穿越雜填土進(jìn)入老土一定深度。從2001年起，在深圳、南京、杭州及天津等地近40個(gè)地鐵車站中采用捷程牌全套管鉆機(jī)施工咬合樁成功地取代地下連續(xù)墻，為業(yè)主節(jié)省大量造價(jià)。
長螺旋鉆孔壓灌樁
CFA工法樁可譯為長螺旋鉆孔壓灌樁，在法、英、意、德、美等國比較流行。該鉆機(jī)均由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，扭矩較大，采用混凝土泵車通過鉆桿內(nèi)腔直接灌注混凝土，在合適的地層和深度，施工效率一般為150-200m/d,目前最大的鉆孔直徑達(dá)1200mm，最大深度為30m左右。
近二十年來北京、東北以及華北等地區(qū)都大力推廣應(yīng)用此工法，并有所創(chuàng)造和發(fā)展，形成4項(xiàng)發(fā)明和實(shí)用新型專利。
五、向擴(kuò)孔樁方向發(fā)展
擴(kuò)孔成型工藝有鉆擴(kuò)、爆擴(kuò)、夯擴(kuò)、振擴(kuò)、錘擴(kuò)、壓擴(kuò)、沖擴(kuò)、注擴(kuò)、擠擴(kuò)和挖擴(kuò)等十大類型。
鉆孔擴(kuò)底樁
北京地區(qū)普通直徑鉆孔擴(kuò)底灌注樁(樁身直徑0.3~0.4m，擴(kuò)底直徑0.8~1.2m)的靜載試驗(yàn)結(jié)果表明，與相同樁身直徑的直孔樁相比，前者極限荷載為后者的1.7~7.0倍，前者的單位樁體積的極限荷載為后者的1.4~3.0倍。大直徑鉆(挖)孔擴(kuò)底樁具有承載力高、成孔后出土量少、承臺(tái)面積小等顯著優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外得到廣泛運(yùn)用。我國的鉆孔擴(kuò)底樁種類有20種以上，日本的大直徑鉆擴(kuò)樁工法有將近40種。
20世紀(jì)七八十年代日本大直徑鉆擴(kuò)樁的特點(diǎn)：
①樁身直徑和擴(kuò)底直徑大(最大直徑為4200m)，樁長度大，單樁承載能力大，能適應(yīng)高層建筑一柱一樁的要求。
②擴(kuò)底部置于細(xì)砂、中砂和砂礫層中，承載能力大，但擴(kuò)底直徑不能過大，擴(kuò)底率較小，最大值為3.2。
③大部分采用旋挖鉆機(jī)和反循環(huán)方式擴(kuò)孔鉆進(jìn)。
④液壓擴(kuò)翼機(jī)構(gòu)占大多數(shù)。
⑤施工管理制度嚴(yán)密，管理系統(tǒng)先進(jìn)。
⑥工法和機(jī)種呈多樣性。
進(jìn)入21世紀(jì)，上述前3個(gè)特點(diǎn)有所發(fā)展變化：
①擴(kuò)底最大直徑為4700mm(Eagle工法)。
②最大擴(kuò)底率為4.94(Eagle工法)。
③日本建筑中心在2007-2009年評(píng)定的13項(xiàng)擴(kuò)底樁工法均采用旋挖鉆擴(kuò)孔鉆進(jìn)。
樁端壓力注漿樁
樁端壓力注漿樁是指鉆孔、沖孔或挖孔灌注樁在成樁后，通常通過預(yù)埋在樁身的注漿管利用壓力作用，將能固化的漿液(諸如純水泥漿、水泥砂漿、加外加劑及摻合料的水泥漿、超細(xì)水泥漿、化學(xué)漿液等)經(jīng)樁端的預(yù)留壓力注漿裝置(諸如預(yù)留壓力注漿室、預(yù)留承壓包、預(yù)留注漿空腔、預(yù)留注漿通道、預(yù)留的特殊注漿裝置等)均勻地注入樁端地層。
視漿液性狀、土層特性和注漿參數(shù)等不同條件，壓力漿液對(duì)樁端土層、中風(fēng)化與強(qiáng)風(fēng)化基巖、樁端虛土及樁端附近的樁周土層起到滲透、填充、置換、劈裂、壓密及固結(jié)或多種形式的組合等不同作用，改變其物理力學(xué)性能及樁與巖、土之間的邊界條件，清除虛土隱患，從而提高樁的承載力以及減少樁基的沉降量。
樁端壓力注漿樁的優(yōu)點(diǎn)：
①保留各種灌注樁的優(yōu)點(diǎn)。
②大幅度提高樁的承載力，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。
③采用樁端壓力注漿工藝，可改變樁端虛土的組成結(jié)構(gòu)，形成水泥土擴(kuò)大頭，可解決普通灌注樁端虛土這一技術(shù)難題，對(duì)確保樁基工程質(zhì)量具有重要意義。
④適用范圍廣。
⑤施工方法靈活，注漿設(shè)備簡單，便于普及。
大量實(shí)測資料表明，與不注漿樁相比，樁端土層對(duì)后注漿樁承載力的提高值有著很大影響。樁端土層為粗粒土?xí)r極限承載力增幅在50%~260%之間，樁端土層為細(xì)粒土?xí)r極限承載力增幅在14%~138%之間。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，樁的后注漿技術(shù)尤其是樁端壓力注漿技術(shù)子啊國內(nèi)土木、建筑工程中得到蓬勃發(fā)展。
載體樁
載體樁是指由載體和混凝土樁身構(gòu)成的樁。它采用柱錘夯擊成孔、反壓護(hù)筒跟進(jìn)成孔的方法，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，分批向護(hù)筒內(nèi)投入碎石和混凝土等填充料，用柱錘反復(fù)夯實(shí)、擠密。當(dāng)滿足設(shè)計(jì)要求的三擊貫入度后，再向護(hù)筒填入干硬性混凝土，用柱錘夯實(shí)，在樁端形成復(fù)合載體。然后放置鋼筋籠、灌注混凝土或直接放置預(yù)應(yīng)力管節(jié)而成。當(dāng)上部荷載傳遞到樁頂時(shí)，荷載通過樁身傳遞到載體，而載體由混凝土、夯實(shí)填充料和擠密土體組成，從混凝土、夯實(shí)填充料到擠密土體材料壓縮模量逐漸減少，下一層對(duì)上一層來說是軟弱下臥層，當(dāng)荷載傳遞到下層頂時(shí)，應(yīng)力被擴(kuò)散，從混凝土、夯實(shí)填充料到擠密土體，壓力逐漸被擴(kuò)散、降低，傳遞到持力土層時(shí)，壓力小于地基土承載力，滿足承載力要求。與同樁長、樁徑的普通混凝土樁承載力相比，載體樁承載力提高2倍以上。因此土體的密實(shí)理論是載體樁技術(shù)的核心，壓力擴(kuò)散理論是載體樁技術(shù)的受力原理。
載體樁的優(yōu)點(diǎn)：
①由于在樁端處形成復(fù)合載體，樁的承載性狀好，單樁承載力較高。
②在同一場地，在不改變樁長和樁徑的前提下，可根據(jù)不同設(shè)計(jì)要求，通過調(diào)整施工控制參數(shù)來調(diào)節(jié)單樁豎向承載力。
③夯擴(kuò)體形狀可控且邊界較清楚，施工質(zhì)量易控制。
④填充料就地可取，能可觀地消納建筑垃圾和工業(yè)廢料，環(huán)保性好。
⑤采用錘擊成孔跟沉護(hù)筒工藝，由于細(xì)長錘在護(hù)筒中做豎直向下沖擊時(shí)，護(hù)筒起隔聲罩作用，可做到錘擊時(shí)低噪聲。
⑥錘擊成孔跟沉護(hù)筒工藝簡單直觀。
⑦施工造價(jià)低。
⑧無泥漿排放。
⑨施工機(jī)械輕便，機(jī)動(dòng)靈活。
該項(xiàng)專利技術(shù)已在全國180個(gè)中等城市推行專利代理制，在數(shù)千項(xiàng)工程中推廣應(yīng)用，年總產(chǎn)值已超過10億元。
六、向異型樁方向發(fā)展
異型樁包括橫向截面異化樁和縱向截面異化樁。
橫向截面從圓截面和方形截面異化后的樁型有三角形樁、六角形樁、八角形樁、外方內(nèi)圓空心樁、外方內(nèi)異空心樁、十字形樁、X形樁、T形樁及壁板樁等。
縱向截面從棱柱樁和圓柱樁異化后的樁型有楔形樁(圓錐形樁和角錐形樁)、梯形樁、菱形樁、根形樁、擴(kuò)底樁、多節(jié)樁(多節(jié)灌注樁和多節(jié)預(yù)制樁)、樁身擴(kuò)大樁、波紋柱形樁、波紋錐形樁、帶張開葉片的樁、螺旋預(yù)制樁、螺紋灌注樁、螺桿灌注樁、從一面削尖的成對(duì)預(yù)制斜樁及DX擠擴(kuò)灌注樁等。
三岔雙向擠擴(kuò)灌注樁
三岔雙向擠擴(kuò)灌注樁又稱多節(jié)三岔擠擴(kuò)灌注樁，簡稱DX擠擴(kuò)灌注樁或DX樁。
DX擠擴(kuò)灌注樁是在預(yù)鉆(沖)孔內(nèi)，放入專用的三岔雙缸雙向液壓擠擴(kuò)裝置，按承載力要求和地層土質(zhì)條件在樁身適當(dāng)部位，通過擠擴(kuò)裝置雙向液壓缸的內(nèi)外活塞桿作大小相等方向相反的豎向位移以帶動(dòng)3對(duì)等長擠擴(kuò)臂對(duì)土體進(jìn)行水平向擠壓，擠擴(kuò)出互成120°夾角的3岔狀或3n(n為同一水平面上的轉(zhuǎn)位擠擴(kuò)次數(shù))岔狀的上下對(duì)稱的擴(kuò)大楔形腔或經(jīng)多次擠擴(kuò)形成近似雙圓錐盤狀的上下對(duì)稱的擴(kuò)大腔，成腔后提出三岔雙缸雙向擠擴(kuò)裝置，放入鋼筋籠，灌注混凝土，制成由樁身、承力岔、承力盤和樁根共同承載的鋼筋混凝土灌注樁。
DX擠擴(kuò)灌注樁的優(yōu)點(diǎn)：
①單樁承載力高，可充分利用樁身上下各部位的硬土層。
②成孔成樁工藝適用范圍較廣，DX樁按不同成孔工藝可結(jié)合采用潛水鉆機(jī)、正循環(huán)鉆機(jī)、反循環(huán)鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)、旋挖鉆機(jī)進(jìn)行泥漿護(hù)壁法成孔，也可結(jié)合采用長螺旋鉆機(jī)、旋挖鉆機(jī)進(jìn)行干作業(yè)法成孔，還可結(jié)合采用貝諾特鉆機(jī)進(jìn)行全套管護(hù)壁法成孔。
③低噪聲、低振動(dòng)，泥漿排放量減少。
④節(jié)約成本，縮短工期。
⑤擠擴(kuò)后盤、岔腔成形穩(wěn)定而不坍塌。
⑥樁身穩(wěn)定性好。
⑦抗拔力大。
⑧機(jī)腔轉(zhuǎn)角，定位準(zhǔn)確，成樁差異性小。
⑨可實(shí)施成孔與擠擴(kuò)裝置的車載一體化，擠擴(kuò)效率高。
該專利技術(shù)已在全國百余項(xiàng)工程中推廣應(yīng)用，目前最大擠擴(kuò)承力盤直徑為2550mm，樁長60m。
螺桿灌注樁
螺桿灌注樁的全稱為半螺旋擠孔管內(nèi)泵壓混凝土灌注樁，也可簡稱螺桿樁，是一種由上部為圓柱形樁體，下部為螺紋型樁體組合而成的變截面異形灌注樁，其上下兩樁段的長度是根據(jù)地基土質(zhì)情況而進(jìn)行調(diào)節(jié)的，沒有一個(gè)固定的比例，下部螺紋樁體的外徑與上部圓柱樁體直徑相同。
螺桿樁施工機(jī)械與設(shè)備主要由螺桿灌注樁機(jī)、強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)、混凝土高壓泵裝置與管路系統(tǒng)、混凝土泵車及導(dǎo)管系統(tǒng)等組成。
螺桿樁優(yōu)點(diǎn)：
①環(huán)保效果好，無噪聲，無振動(dòng)，無泥漿污染與排放。
②與普通鉆孔灌注樁相比，不存在清底、護(hù)壁、塌孔等問題，也不易產(chǎn)生斷樁和縮徑等問題，樁身質(zhì)量可靠。
③樁身強(qiáng)度高，承載能力高。
④施工程序簡化，降低工程造價(jià)，施工效率高，縮短工程施工工期。
⑤適用范圍廣，不僅適用于普通混凝土的螺桿灌注樁，也可應(yīng)用于CFG樁復(fù)合地基和CM長短樁復(fù)合地基。
該專利技術(shù)已在數(shù)10項(xiàng)工程中推廣應(yīng)用。
大直徑多節(jié)擴(kuò)孔灌注樁
最近五六年來日本竹中工務(wù)店研究開發(fā)出大直徑2節(jié)擴(kuò)孔灌注樁。在某工地進(jìn)行4根樁抗拔承載力試驗(yàn)，樁身直徑均在1.0m，中間擴(kuò)孔直徑為1.4~1.7m，擴(kuò)底直徑為1.4~1.7m，樁長為8.0m、7.3m、7.4m和7.4m。樁身成孔采用旋挖鉆工法，擴(kuò)徑部分成孔采用旋挖鉆擴(kuò)孔工法。
七、向埋入式樁方向發(fā)展
鋼筋混凝土預(yù)制樁和鋼樁的設(shè)樁工藝有打入式、振入式、壓入式(靜壓式)和埋入式4種。前面提到筒式柴油錘沖擊式(打入式)施工中存在一次公害。打入式、振入式和壓入式設(shè)樁工藝在施工中產(chǎn)生擠土效應(yīng)，使地基土隆起和水平擠動(dòng)，不同程度地對(duì)鄰近建筑物和地下管線產(chǎn)生不良影響。
為了消除一次公害(振動(dòng)、噪聲和油污飛濺)和擠土效應(yīng)或少量擠土效應(yīng)，日本從20世紀(jì)60年代初期起開發(fā)出以低噪聲、低振動(dòng)和無擠土效應(yīng)為目標(biāo)的埋入式樁系列工法，至今共有90余種。所謂埋入式樁工法是將預(yù)制樁或鋼管樁沉入到鉆成的孔中后，采用某些手段增強(qiáng)樁承載力的工法。1987年在日本埋入式樁工法占預(yù)制樁施工的56%，至2000年該工法比例上升為78%。我國埋入式樁的種類很少，幾乎是個(gè)空白點(diǎn)，這也給樁基施工企業(yè)發(fā)展和上升提供良好的空間。
中掘施工法樁
中掘施工法樁是把小于樁徑30~40mm的長螺旋鉆、或鉆桿端部裝有攪拌翼片的螺旋鉆及鉆斗鉆等插入樁的中空部，在鉆頭附近的地層連續(xù)鉆進(jìn)，使土沿中空部上升，從樁頂排土的同時(shí)將樁沉設(shè)。在施工中通常將樁端注入壓縮空氣和水，促進(jìn)鉆進(jìn)的同時(shí)也使樁沉設(shè)順利。為使樁獲得更大的承載力，樁埋入孔中后可分別采用最終打擊方式、樁端加固方式或擴(kuò)大頭加固方式。按中掘埋入工藝、鉆機(jī)、承載力發(fā)揮方法及采用的預(yù)制樁種類等，中掘施工法樁又可細(xì)分為40余種樁型。
預(yù)先鉆孔法樁
預(yù)先鉆孔法，即邊鉆孔邊排土然后將樁插入孔內(nèi)，最后再將樁打入或壓入孔內(nèi)。為增大樁側(cè)摩擦阻力，可在孔內(nèi)預(yù)先填充砂漿、水泥漿、膨潤土與水泥漿混合液等，然后將樁插入，以利用填充材料與地層間的摩擦阻力。
樁端承載力的發(fā)揮方法有最終打擊或壓入法、樁端水泥漿加固法、擴(kuò)大頭加固法和樁端作用特殊刀刃的回轉(zhuǎn)法。
預(yù)先鉆孔埋入式樁亦可分為40余種。
最近10年來，日本基礎(chǔ)界又推出近20種高承載力的埋入式樁工法。
八、向組合式工藝樁方向發(fā)展
由于承載力的要求、環(huán)境保護(hù)的要求及工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件的限制等，采用單一工藝的樁型往往滿足不了工程要求，實(shí)踐中經(jīng)常出現(xiàn)組合式工藝樁。
例如，鉆孔擴(kuò)底灌注樁有成直孔和擴(kuò)孔2種工藝，樁端壓力注漿樁有成孔成樁與成樁后向樁端地層注漿2種工藝，預(yù)鉆孔打入式預(yù)制樁有鉆孔、注漿、插樁及輕打(或壓入)等工藝。
九、向高強(qiáng)度樁方向發(fā)展
隨著對(duì)打入式預(yù)制樁要求越來越高，諸如高承載力、穿透硬夾層、承受較高的打擊應(yīng)力及快速交貨等要求，普通鋼筋混凝土樁(簡稱RC樁，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25~C40)已滿足不了上述要求，故預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁(簡稱PC樁，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40~C80)和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土樁(簡稱PHC樁，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C80)使用越來越多。最近幾年來，上海中技樁業(yè)公司開發(fā)出外方內(nèi)圓的PC和PHC樁混凝土空心方樁，得到廣泛應(yīng)用。
PHC管樁和PC管樁
PHC管樁在歐美、日本、前蘇聯(lián)及東南亞諸地區(qū)大量采用。日本使用的預(yù)制混凝土樁幾乎均為PHC樁。在1970-1992年間，日本管樁的年產(chǎn)量在520-830萬T之間。
最近十幾年來，我國管樁行業(yè)經(jīng)歷了研制開發(fā)期、推廣應(yīng)用期、調(diào)整發(fā)展期和快速發(fā)展期等4個(gè)時(shí)期。以珠江三角洲和長江三角洲為基地，由南向北，由東向西，沿海沿江沿湖，向內(nèi)陸地區(qū)健康而快速地發(fā)展，在產(chǎn)品品種和產(chǎn)量上均達(dá)到世界前列。
離心成型的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁(簡稱空心方樁)
空心方樁是一種近四五年來開發(fā)應(yīng)用的新樁型，截面形狀外方內(nèi)圓，具有普通混凝土方樁和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁這2種樁型的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，其生產(chǎn)工藝更接近于管樁。分為預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土PHC空心方樁(混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80)和預(yù)應(yīng)力混凝土PC空心方樁(混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60)。
空心方樁比管樁的優(yōu)越性：
①外截面為方形比圓形更適宜堆放，另外方形截面比圓形截面更有利于接樁施工。
②在相同橫截面積的實(shí)體形狀中，空心方樁的圓周長最小。相同外周長時(shí)，空心方樁一般比管樁橫截面小12%~18%，這樣對(duì)于以樁側(cè)阻力為主的摩擦型樁(摩擦樁和端承摩擦樁)，空心方樁占有優(yōu)勢。
③相同的橫截面積，空心方樁的截面抵抗矩比管樁增加7%~16%。
十、向多種樁身材料方向發(fā)展
以灌注樁為例，樁身材料種類亦出現(xiàn)多樣化趨勢，普通混凝土、超流態(tài)混凝土、無砂混凝土、纖維混凝土、自流平混凝土及微膨脹混凝土等。打入式樁亦有組合材料樁，如鋼管外殼加混凝土內(nèi)壁的合成樁等。
結(jié)語
樁基工程具有樁種多樣性、競爭性、變異性、適用性、發(fā)展性及復(fù)雜性等特點(diǎn)。作為樁基施工或樁工機(jī)械制造單位應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：
①具有精明的核心(該核心以科技為先導(dǎo)，把握樁基施工方向，有敏捷的經(jīng)營理念;一個(gè)成功的核心，除了本身的技術(shù)能力外，必須具備領(lǐng)導(dǎo)的能力、溝通的能力、管理的能力以及遠(yuǎn)見卓識(shí)能力)。
②智慧的團(tuán)隊(duì)(該團(tuán)隊(duì)要聚集科研、施工、測試及經(jīng)營各方面的優(yōu)秀人才;該團(tuán)隊(duì)對(duì)社會(huì)的責(zé)任——守法奉獻(xiàn)，尊重自然;對(duì)專業(yè)的責(zé)任——敬業(yè)守法、創(chuàng)新進(jìn)取;對(duì)業(yè)主、雇主的責(zé)任——真誠服務(wù)、互信互利;對(duì)同事的責(zé)任——分工合作，承先啟后)。
③誠信的經(jīng)營(在推出新樁型時(shí)一定要實(shí)事求是、腳踏實(shí)地進(jìn)行科研和開發(fā)工作)。
④嚴(yán)格的管理(推行全面質(zhì)量管理，實(shí)行預(yù)防和改進(jìn)為主的管理，做到“三全、一多樣”，即全員、全過程、全企業(yè)的質(zhì)量管理及信息化施工)。
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