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1. 樁基礎新發展有哪些

1 樁基礎施工技術現狀
按施工方法，樁可分為非擠土樁、部分擠土樁和擠土樁三大類。再細分，樁的施工方法超過300種。施工方法的變化、完善、更新可以說是日新月異。圖1中列出樁的部分施工類型。
以埋入式樁為例，圖中僅列出三大類，實際上細分可有80種以上類型。所謂中掘施工法樁是把小於樁徑30～40mm的長螺旋鑽、或鑽桿端部裝有攪拌翼片的螺旋鑽及鑽斗鑽等插入樁的中空部，在鑽頭附近的地層連續鑽進，使土沿中空部上升，從樁頂排土的同時將樁沉設。在施工中通常將樁端注入壓縮空氣和水，促進鑽進的同時也使樁沉順利。為使樁獲得更大的承載力，樁埋入孔中後可分別採用量終打擊方式、樁端加固方式或擴大頭加固方式。按中掘埋入工藝、鑽機、承載力發揮方法及採用的預制樁種類等，中掘施工法樁又可細分為40餘種樁型。而預鑽孔埋入式樁亦可細分為40餘種。
以泥漿護壁法鑽孔擴底灌注樁的成孔方法為例，亦有40種以上，擴底方式可分為反循環擴底、鑽斗鑽擴底、正循環擴底及潛水鑽擴底等。其中反循環擴底方式又分為擴刀上開、擴刀下開、擴刀滑降及擴刀推出等方式；鑽斗鑽擴底方式又分為水平推出、滑降及下開和水平推出的並用等方式。
以樁端壓力注漿為例，注漿工藝可分為閉式注漿和開式注漿兩大類，樁端壓力注漿施工工藝的核心部件——樁端壓力注漿裝置又可分為預留壓力注漿室、預留承壓包、預留注漿空腔、預留注漿通道及預留特殊注漿裝置五大類，兩者組合，目前已有20餘種樁端壓力注漿樁工法，其中國內有18種。

2 常用樁設樁工藝選擇
樁型的選擇應考慮以下原則：
(1)「因荷載制宜」即上部結構傳遞給基礎的荷載大小是控制單樁承載力要求的主要因素。
（2）「因土層制宜」，即根據建築物場地的工程地質條件、地下水位狀況和樁端持力層深度等，通過比較各種不同方案樁結構的承載力和技術經濟指標，選擇樁的類型。
(3)「因機械制宜」，即考慮本地區樁基施工單位現有的樁工機械設備；如確實需要從其他地區引進樁工機械時，則需要考慮其經濟合理性。
（4）「因環境制宜」，即考慮設樁過程中對環境的影響，例如打入式預制樁和打入式灌注樁的場合，就要考慮振動、雜訊以及油污對周圍環境的影響；泥漿護壁鑽孔樁和埋入式樁就要考慮泥水、泥土的處理，否則會造成對環境的不利影響。
（5）「因造價制宜」，即採用的樁型，其造價應比較低廉。
（6）「因工期制宜」，當工期緊迫而環境又允許，可採用打入式預制樁，因其施工速度快；再如施工條件合適，也可採用人工挖孔樁，因該樁型施工作業面可增多，施工進程也較快。
總之，在選擇樁型和工藝時，應對建築物的特徵(建築結構類型、荷載性質、樁的使用功能、建築物的安全等級等)、地形、工程地質條件(穿越土層、樁端持力層岩土特性)、水文地質條件(地下水類別、地下水位標高)、施工機械設備、施工環境、施工經驗、各種樁施工法的特徵、制樁材料供應條件、造價以及工期等進行綜合性研究分析後，並進行技術經濟分析比較，最後選擇經濟合理、安全適用的樁型和成樁工藝。
表1為常用樁設樁工藝選擇參考表，該表綜合國內外施工實踐並參閱大量文獻資料後編制而成，可供選型時參考。
我國幅地遼闊，工程地質與水文地質條件復雜多變，東部與中西部地區經濟發展不平衡，各類工程要求又不相同。大量施工實踐表明，我國常用的各種樁型從總體上看，具有以下特點：大直徑樁與普通直徑樁並存；預制樁與灌注樁並存；非擠土樁、部分擠土樁與擠土樁並存；在非擠土灌注樁中鑽孔、沖抓成孔與人工挖孔法並存；在擠土樁中錘擊法、振動法與靜壓法並存；在部分擠土灌注樁的壓漿工藝法中前注漿樁與後注漿樁並存；先進的、現代化的工藝設備與傳統的、較陳舊的工藝設備並存等等。由此可見，各種樁型在我國都有合適的地層土質、環境與需求，也有發展、完善和創新的條件。
需要引起注意的是：任何一種樁型都不是萬能的，都有其適用范圍，關鍵在於找到切入點，揚長避短；再好的樁型只要施工中不注意質量或超過其適用范圍，就會出現質量問題甚至造成重大事故及經濟損失。

3樁基礎施工技術發展趨向
在進入21世紀之際，樁基礎施工技術發展中至少有以下一些動向值得人們關注。
3.1 樁的尺寸向長、大方向發展。
基於高層、超高層建築物及大型橋主塔基礎等承載的需要，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100m以上，樁徑超過2500mm；上海金茂大廈鋼管樁樁端進入地面下80m的砂層，樁徑為914.4mm；溫州地區靜壓式鋼筋混凝土預制樁長度已達70m以上，樁斷面600×600mm2；鄭州某工程反循環鑽成孔灌注樁直徑為1000～1100mm，樁長77.6m；廈門某大廈反循環鑽成孔灌注樁深度達103m；南京長江二橋主塔墩基礎反循環鑽成孔灌注樁直徑為3m，深度150m。
3.2 樁的尺寸向短、小方向發展。
基於老城區改造、老基礎托換加固、建築物糾偏加固、建築物增層以及補樁等需要，小樁及錨桿靜壓樁技術日趨成熟，應用廣泛。小樁又稱微型樁或IM樁，是法國索勒唐舍(SOLETANCHE)公司開發的一種灌注技術。小樁實質上是直徑壓力注漿樁；樁徑為70～250mm(國內多用250mm )，長徑比大於30(國內樁長多用8～12m，長徑比通常為50左右)，採用鑽孔(國內多用螺旋鑽成孔)、強配筋(配筋率大於1%)和壓力注漿(注漿壓力為1.0～2.5MPa)工藝施工。錨桿靜壓樁的斷面為200×200 mm2～300×300 mm2；樁段長度取決於施工凈空高度和機具情況，為1.0～3.0m，樁入土深度3～30m。
3.3 向攻克樁成孔難點方向發展。
以日本為例，成立由64家基礎公司組成的岩層削孔技術協會，研究開發出20餘種大直徑岩層削孔工法，其中長螺旋鑽進成孔法3種，回轉鑽進成孔法5種，沖擊鑽進成孔法7種以及全套管回轉掘削孔法9種。國內也有不少單位成功地研究開發出岩層鑽進成孔法及大三石層(大卵礫石層、大拋石層和大孤石層)鑽進成孔法。
3．4 向低公害工法樁方向發展。
筒式柴油錘沖擊式鋼筋混凝土預制樁雖然具有樁身質量較可靠、施工速度快及承載力高等優點，但由於其施工時雜訊高、振動大和油污飛濺(三者統稱為一次公害)等缺點，在城區的住宅群及公共建築群等場地施工中受到很大限制，為此靜壓實鋼筋混凝土預制樁施工技術在國內得到業主的青睞。
最近二十多年來，靜壓樁在我國軟土地區(溫州、武漢及珠江三角洲等地區)得到廣泛應用，靜壓樁基礎不僅適用於多層和一般高層建築，還可用於20～35層高層建築，壓樁機的生產和使用跨進了一個新時代。湖南山河智能機械股份有限公司生產的系列靜力壓樁機是新型的環保型建築基礎施工設備，具有無污染、無雜訊、無振動、壓樁速度快、成樁質量高等顯著特點，技術水平國際領先。有ZYJ(抱壓式)和ZYDJ(頂壓式)兩大系列，20多個品種，壓樁力從800～12000kN，採用靜壓法施工的樁長已達70m以上。實踐表明，用步履式全液壓靜力壓樁機施工開口預應力管樁(PC樁)和預應力高強度管樁(PHC樁)是樁機和樁型的優化組合，也是具有中國特色的施工工法。
國外已顯現出用液壓打樁錘取代筒式柴油錘的趨勢。與筒式柴油錘相比，液壓打樁錘具有樁錘短、雜訊低、無油煙、省燃料、每一個工作循環中沉樁力持續時間長、打擊力大、每一次沖擊產生的樁貫入度較大等特點。
泥漿護壁法鑽、沖孔灌注樁在地下水位高的軟土地區雖然被較廣泛地採用，但由於泥漿的使用造成施工現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，鑽斗鑽成孔灌注樁(即用旋挖鑽機的鑽斗鑽頭成孔而成的灌注樁)，因其干取土作業加之所使用的穩定液可由專用的倉罐貯存，現場較為文明，在日本建築業界此類樁型已成為泥漿護壁灌注樁的主力樁型，國內此類樁型的採用亦日趨增多。1998年8～12月，在北京某工地應用此樁型約為18000根，樁徑0.8、1.0和1.2m，孔深12～15m，樁端進入砂礫石層0.5m。近幾年來，青藏鐵路、北京鳥巢（北京奧運會主會場）工程及首都機場第三期工程均大量採用鑽斗鑽成孔灌注樁。
貝諾特（Benoto）灌注樁施工法為全套管施工法。該法利用搖動裝置的搖動（或回轉裝置的回轉）使鋼套管與土層間的摩阻力大大減少，邊搖動（或邊回轉）邊壓入，同時利用沖抓鬥挖掘取土，直至套管下到樁端持力層為止。挖掘完畢後立即進行挖掘深度的測定，並確認樁端持力層，然後清除虛土。成孔後將鋼筋籠放入，接著將導管豎立在鑽孔中心，最後灌注混凝土成樁。貝諾特法實質上是沖抓鬥跟管鑽進法。
貝特諾灌注樁由於環保效果好（雜訊低、振動小、無泥漿污染與排放）、施工現場文明，在海內外廣泛採用，我國香港地區此類樁型的市場份額約佔45%，昆明、溫州及北京地區十餘個工地已成功地採用此類樁型。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，結果採用國產捷程牌搖動式全套鑽機施工，歷時四個月，順利地完成976根樁，樁徑為0.8、1.0和1.2m，樁長為20～24m穿越雜填土進入老土一定深度。從2001年起，在深圳、南京、杭州及天津等地13個地鐵車站中採用捷程牌全套管鑽機施工咬合樁成功地取代地下連續牆，為業主節省大量造價。
3.5向擴孔樁方向發展。
北京地區普通直徑鑽孔擴底灌注樁（樁身直徑0.3～0.4m，擴底直徑0.8～1.2m）的靜載試驗結果表明，與相同樁身直徑的直孔樁相比，前者極限荷載為後者的1.7～7.0倍，前者的單位樁體積的極限荷載為後者的1.4～3.0倍。大直徑鑽（挖）孔擴底樁具有承載力高、成孔後出土量少、承檯面積小等顯著優點，在國內外得到廣泛運用。我國的鑽孔擴底樁種類有20種以上，日本的大直徑鑽擴樁工法將近30種。
擴孔的成型工藝除鑽擴外，還有爆擴、沖擴、夯擴、振擴、錘擴、壓擴、注擴、擠擴和挖擴等種類。
注擴是指樁端壓力注漿樁、樁側壓力注漿樁及樁端樁側聯合注漿樁。樁端壓力注漿樁是指鑽孔、沖孔和挖孔灌注樁在成樁後，通常通過預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、或水泥砂漿、或加外加劑及摻合料的水泥漿、或超細水泥漿、或化學漿液等），經樁端的預留壓力注漿裝置（諸如，預留壓力注漿室、或預留承壓包、或預留注漿空腔、或預留注漿通道、或預留的特殊的注漿裝置等）均勻地注入樁端地層；視漿液性狀、土層特性和注漿參數等不同條件、壓力漿液對樁端土層、中風化與強風化基岩、樁端虛土及樁端附近的樁周土層起到滲透、填充、置換、劈裂、壓密及固結或多種形式的組合等不同作用，改變其物理力學性能及樁與岩、土之間的邊界條件，消除虛土隱患，從而提高樁的承載力以及減少樁基的沉降量。
進入20世紀90年代後，樁端壓力注漿技術在國內得到蓬勃發展，具體表現在：
（1）樁端壓力注漿裝置型式眾多，據筆者收集到的資料可知，國內已有18種樁端壓力注漿裝置；
（2）注漿工藝水平得到較大提高和完善，使端樁壓力注漿樁的承載力較初期使用時大為提高；
（3）不少施工單位制定出適應於當地情況的端樁壓力注漿工藝操作規程和質量控制標准；
（4）有關樁端壓力注漿樁的文章亦大幅度增加，據筆者收集到的散落在有關雜志及會議論文集中的文獻已有200餘篇；
（5）樁端壓力注漿樁已成為土木建築深基礎中的一種重要樁型，初步分析國內已有數百幢多層、高層和超高層建築樁基工程採用此類樁型；
（6）在開展樁端壓力注漿工藝的同時，國內還開發樁側壓力注漿工藝，樁端樁側聯合注漿（統稱為後壓漿樁）獲得更顯著的技術經濟效益。
圖1中列出的數種沉管夯擊式擴底樁具有單樁承載力較高，無泥漿排放及施工速度較快等優點。此類樁雖然可將擴大頭設置在較好的持力層中，但擴大頭的支承面積還是有限的，還沒有充分地調動起更大范圍的地基土體來參與承載。復合載體夯擴樁就是針對沉管夯擊式擴底樁存在的問題發展起來的一種新樁型（專利技術）。
復合載體夯擴樁是採用細長錘夯擊成孔，將護筒沉到設計標高後，細長錘擊出護筒底一定深度，分批向孔內投入填充料和干硬性混凝土，用細長錘反復夯實、擠密，在樁端形成復合載體，然後放置鋼筋籠，灌注樁身混凝土而形成的樁。
復合載體夯擴樁是由干硬性混凝土及填充料等經細長錘夯擴形成的復合載體和鋼筋混凝土樁身組成，因此它具有擠密地基及擴大樁端面積的雙重作用。
復合載體夯擴樁雖然也稱做樁，但又不同於傳統樁，似樁非樁。對於傳統的等直徑鋼筋混凝土預制樁和灌注樁，為了提高其樁端阻力，通常採用將樁端置於承載力較高的地基土層中，或將樁端擴大，使其成為樁端擴大頭樁，這些做法，都是使樁端荷載從樁端相對剛性體直接傳遞給該處的相對柔性的土體，均未充分地調動樁端地基土體參與承載。對於復合載體夯擴樁而言，樁端下面的復合載體的作用是將傳遞到樁端的荷載分散傳遞到其下面的持力土層上。由於復合載體的四個組成部分，由上至下剛度逐漸減小，而體積逐漸增加，這樣，按照樁端應力擴散原理，樁端荷載從剛度較大但體積較小的夯實干硬性混凝土體經夯實填充料體、擠密土體和影響土體緩沖地傳遞到剛度較小但承載區域較大的持力土層上，即剛度介於樁身和持力層之間的復合載體起到了緩沖作用，同時也起到了擴大了持力土層的有效承載面積的作用。
由此可見，被加固土層成為一個硬層與其下的持力層形成了雙層地基，這是構成復合載體夯擴樁承載力的主體。
3.6向異型樁方向發展。
為了提高單樁承載力（樁側摩阻力和樁端阻力）國內外大量發展異型樁。廣義地說，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後的樁型有三角形樁、六角形樁、八角形樁、外方內圓空心樁、外方內異形空心樁、十字形樁、X形樁、T形樁及壁板樁等。
縱向截面從稜柱樁和圓柱樁異化後的樁型有楔形樁（圓錐形樁和角錐形樁）、梯形樁、菱形樁、根形樁、擴底柱、多節樁（多節灌注樁和多節預制樁）、樁身擴大樁、波紋柱形樁、波紋錐形樁、帶張開葉片的樁、螺旋樁、從一面削尖的成對預制斜樁及DX擠擴灌注樁等。
所謂DX擠擴灌注樁（簡稱DX樁），是指在鑽（沖）孔後，向孔內下入專用的DX擠擴裝置（專利技術），通過地面液壓站控制該裝置的弓壓臂的擴張和收縮，按承載能力要求和地層土質條件在樁身不同部位擠壓出3岔分布或3n岔（n為擠壓次數）分布的擴大岔腔或近似的圓錐盤狀的擴大頭腔後，放入鋼筋籠，灌注混凝土，形成由樁身、分岔、分承力盤和樁根共同承載的樁型。
DX樁具有單樁承載力高，可充分利用樁身上下各部位的好土層；成孔成樁工藝適用范圍較廣；節約造價，縮短工期及承力盤（岔）形狀可控且邊界較清楚等優點，已在數個大型電廠及高層建築等60個建築中得到應用。
3.7向埋入式樁方向發展。
鋼筋混凝土預制樁和鋼樁的設樁工藝有打入式、壓入式（靜壓式）和埋入式三種。前面提到筒式柴油錘沖擊式（打入式）施工中存在一次公害。打入式和壓入式設樁工藝在施工中產生擠土效應，使地基土隆起和水平擠動，不同程度地對鄰近建築物和地下管線產生不良影響。
為了消除一次公害（振動、雜訊和油污飛濺）和擠土效應，日本從20世紀60年代初期起開發出以低雜訊、低振動和無擠土效應為目標的埋入式樁系列工法，至今共有80餘種。所謂埋入式樁工法是將預制樁或鋼管樁沉入到鑽成的孔中後，採用某些手段增強樁承載力的工法。1987年在日本埋入式樁工法佔預制樁施工的56%，至2000年該法比例上升為78%。我國埋入式樁的種類很少，幾乎是個空白點，這也正是給樁基施工企業發展和上升提供良好的空間。
北京地區採用的植樁法，即先用長螺旋鑽成孔，穿過硬夾層或可液化層，然後將預制樁放入孔內，最後錘擊沉樁使樁端進入設計要求的特力層。江浙地區採用將預制樁埋入到深層攪拌樁或旋噴樁中的施工方法。
3.8 向組合式工藝樁方向發展。
由於承載力的要求，環境保護的要求及工程地質與水文地質條件的限制等，採用單一工藝的樁型往往滿足不了工程要求，實踐中經常出現組合式工藝樁。
例如，鑽孔擴底灌注樁有成直孔和擴孔兩個工藝；樁端壓力注漿樁有成孔成樁與成樁後向樁端地層注漿兩個工藝；預鑽孔打入式預制樁有鑽孔、注漿、插樁及輕打（或壓入）等工藝。
3.9 向高強度樁方向發展。
隨著對打入式預制樁要求越來越高，諸如高承載力、穿透硬夾層、承受較高的打擊應力及快速交貨等要求，普通鋼筋混凝土樁（簡稱R.C樁，混凝土強度等級為C25～C40）已滿足不了上述要求，故預應力鋼筋混凝土樁（簡稱P.C樁，混凝土強度等級為C40～C80）和預應力高強度混凝土樁（簡稱P.H.C樁，混凝土強度等級不低於C80）使用越來越多。
PHC管樁在歐美、日本、前蘇聯及東南亞諸地區大量採用。日本使用的預制混凝土樁幾乎均為PHC樁。從1970～1992年間，日本管樁的年產量在520～830萬噸之間。
最近十幾年來，我國管樁行業經歷研製開發期、推廣應用期、調整發展期和快速發展期等四個時期。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，向內陸地區健康而快速地發展，在產品品種和產量上均達到世界前列。具體地體現在：布局面廣；產品品種與規格齊全；生產技術成熟；國產化裝備和原材料完全滿足生產需要；配套應用技術日趨完善；應用領域不斷擴大；依靠技術進步求效益、求發展；質量意識不斷強化，質量保證體系日趨完善；企業向多元化規模化發展。
到2003年全國管樁生產企業達220家，全國管樁年產量約1.4億m。
蘇州混凝土水泥製品研究院金舜教授級高工等提出管樁發展的建議：進一步開發磨細礦物摻合料在管樁中的應用技術；進一步開發鋼纖維混凝土在管樁中的應用技術；開發鋼管混凝土管樁、長管樁以適應重大工程需要；開發余漿的綜合利用技術；推廣碎石砂在管樁生產中的應用：重視管樁樁身混凝土的耐久性；在PHC樁生產中推廣應用「管樁水泥」。
3.10 向多種樁身材料方向發展。
以灌注樁為例，樁身材料種類亦出現多樣化趨勢，普通混凝土、超流態混凝土、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壁的合成樁等。
所謂鑽孔壓灌超流態混凝土樁是用改裝後的長螺旋鑽機至設計深度；在提鑽的同時，通過鑽桿內腔經鑽頭上的噴嘴向孔底灌注一定數量的水泥漿；邊提升鑽桿邊用混凝土泵壓入超流態混凝土至略高於沒有塌孔危險的位置；提出鑽桿向孔內放入鋼筋籠至樁頂設計標高；最後把超流態混凝土壓灌至樁頂設計標高而成樁。