1、樁根底技術的10大開展方向 一、樁的尺寸向長、大方向開展基于高層、超高層建筑物及大型橋主塔樁根底等承載的需要，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600mmx600mm。我國在大江、大河及海上修建的大跨徑橋梁根本上均采用鉆孔灌注樁，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鉆成孔樁壓力注漿樁，共131根，直徑2.50-2.85m，樁長117m2021年；南京

2、長江二橋采用反循環鉆成孔灌注樁，共21根，直徑3.0m，樁長83m2021年；上海長江隧橋B7標采用反循環鉆成孔灌注樁，3.2-2.5m變徑樁，樁長115m2021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108m2021年。二、樁的尺寸向短、小方向開展基于老城區改造、老根底托換加固、建筑糾偏加固、建筑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。小樁小樁又稱微型樁或樹根樁，是法國開發的一種灌注樁技術。小樁實質上是小直徑壓力注漿樁；樁徑為70-250mm國內多用250mm，長徑大于30國內樁長多用8-12m，長徑比通常為50左右，采用鉆孔國內多用螺旋鉆成孔、強

3、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、建構筑物抗震加固、基坑開挖的護坡樁及水池底板抗浮等根底工程。錨桿錨固筋靜壓樁我國自行研制開發的錨桿靜壓樁是錨桿和靜力壓樁兩項技術巧妙結合而形成的一種樁基施工新工藝，是一項地基加固處理新技術。加固機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筑物根底上預留壓樁的樁位孔，并預埋好錨桿或在已建的建構筑物根底上開鑿壓樁孔和錨桿孔用粘結劑埋好錨桿，然后安裝壓樁架，用錨桿做媒介，把壓樁架與建構筑物根

4、底連為一體，并利用建構筑物自重做反力必要時可加配重，用千斤頂將預制樁段逐段壓入土中，當壓樁力及壓入深度到達設計要求后，將樁與根底澆筑在一起，樁即可受力，從到到達提高地基承載力和控制沉降的目的。業內人士均稱其為錨桿靜壓樁，筆者認為稱錨固筋靜壓樁為妥，因為從上述施工工藝看，連接件不是深基坑支護工程中所指的錨桿，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改造，舊根底托換加固，狹小空間場地施工，對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內徑不超過3

5、00mm的永久性的鋼套管，一個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。樁體應以稍微小于套管的直徑嵌入基巖。香港地區廣泛應用的迷你樁多數為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。迷你樁因其對成樁設備及施工場地的要求低，而承載力較高，平安可靠，所以在香港得到了廣泛的應用。其主要應用于隔音屏、行人天橋、運輸帶、小型別墅、小型商場等根底工程中，也可以當支護樁使用。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、火車站臺甚至建筑物內進行施工。小型的施工設備只需要2mx5m的地方已經足夠。三、向攻克樁成孔難點方

6、向開展隨著高層建筑、大跨度橋梁的開展，嵌巖樁，特別是大直徑嵌巖樁作為一種比擬特殊的樁基類型，20世紀90年代在我國得到了廣泛的應用。嵌巖樁具有承載力高、變形小、整體剛度大的特點，其沉降穩定時間短、沉降量小，抗震性能好，因此越來越受到工程界的重視。如何優質、高效、經濟施工這類樁孔那么成為巖土鉆掘工程界面臨的首要技術難題。鉆孔直徑大，巖石強度高是其根本特征，由此帶來以下技術困難：單位體積巖石的破碎功隨巖石強度的增加而增大，單次破碎巖石所需要的臨界破碎力亦增大。碎巖斷面和碎巖量隨樁孔直徑增大而急劇增加。樁孔排渣性能的優劣直接影響各種嵌巖鉆進方法碎巖的有效性。我國大直徑嵌巖鉆進工法主要有：回轉式工法：

7、牙輪/滾刀鉆進法；鋼粒環狀鉆進法；鑲焊釬頭的刮刀鉆進法。沖擊式工法：純沖擊無循環鉆進法：沖擊反循環鉆進法。沖擊回轉式工法：氣動/液動潛孔錘鉆進法；可旋轉式鋼繩沖擊鉆頭鉆進法。除上述巖層鉆進成孔法，國內不少單位研究開發出大三石層大卵礫石層、大拋石層和大孤石層鉆進成孔法。在日本成立了由64家根底公司組成的巖層削孔技術協會，研究開發出20余種大直徑巖層削孔工法，其中長螺旋鉆進成孔法3種，回轉鉆進成孔法5種，沖擊鉆進成孔法7種以及全套管回轉掘削孔法9種。四、向低公害工法樁方向開展筒式柴油錘打入式樁的三大公害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，但由于其施工

8、時噪聲高、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錘振入式鋼筋混凝土預制樁施工技術在國內得到業主的青睞。靜壓樁近二十多年來，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，靜壓樁根底不僅適用于多層和小高層建筑，還可用于20-35層高層建筑，壓樁機的生產和使用走進了一個新時代。我國研制開發的系列靜力壓樁機是新型的環保型建筑根底施工設備，具有無污染、無噪聲、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。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70

9、m以上。實踐說明，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。旋挖鉆斗鉆成孔灌注樁泥漿護壁法鉆、沖孔灌注樁在地下水位高的軟土地區雖然被較廣泛地采用，但由于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，旋挖鉆斗鉆成孔灌注樁即用旋挖鉆機的鉆斗鉆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儲存，現場較為文明，在日本建筑業界此類樁型的采用亦日趨增多。1998年8-12月，在北京某工地應用此樁型約為18000根，樁徑有0.8m、1.0m和1.2m,孔深12-15m

10、，樁端進入砂礫石層0.5m。近10年來，青藏鐵路、北京鳥巢工程及首都機場3號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。該法利用搖動裝置的搖動或回轉裝置的回轉使鋼套管與土層間的摩擦阻力大大減少，邊搖動或邊回轉邊壓入，同時利用沖抓斗挖掘取土，直至將套管下到樁端持力層為止。挖掘完畢后立即進行挖掘深度的測定，并確認樁端持力層，然后去除虛土。成孔后將鋼筋籠放入，接著將導管豎立在鉆孔中心，最后灌注混凝土成樁。貝諾特法實質上是沖抓斗跟管鉆進法。貝諾特灌注樁由于環保效果好噪聲低、振動小、無泥漿污染與排放、施工現場文明，在海內外廣泛采用。我國香港地區此

11、類樁型的市場份額約占45%，昆明、溫州及北京地區10余個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，結果采用國產搖動式全套管鉆機施工，歷時4個月，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，穿越雜填土進入老土一定深度。從2021年起，在深圳、南京、杭州及天津等地近40個地鐵車站中采用全套管鉆機施工咬合樁成功地取代地下連續墻，為業主節省大量造價。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、美等國比擬流行。該鉆機均由液壓馬達驅動，扭矩較大，采用混凝土泵

12、車通過鉆桿內腔直接灌注混凝土，在適宜的地層和深度，施工效率一般為150-200m/d,目前最大的鉆孔直徑達1200mm，最大深度為30m左右。近二十年來,東北以及華北等地區都大力推廣應用此工法，并有所創造和開展，形成4項創造和實用新型專利。五、向擴孔樁方向開展擴孔成型工藝有鉆擴、爆擴、夯擴、振擴、錘擴、壓擴、沖擴、注擴、擠擴和挖擴等十大類型。鉆孔擴底樁北京地區普通直徑鉆孔擴底灌注樁樁身直徑0.3-0.4m，擴底直徑0.8-1.2m的靜載試驗結果說明，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。大直徑鉆挖孔擴底樁具有承載力

13、高、成孔后出土量少、承臺面積小等顯著優點，在國內外得到廣泛運用。我國的鉆孔擴底樁種類有20種以上，日本的大直徑鉆擴樁工法有將近40種。20世紀七八十年代日本大直徑鉆擴樁的特點：樁身直徑和擴底直徑大最大直徑為4200m，樁長度大，單樁承載能力大，能適應高層建筑一柱一樁的要求。擴底部置于細砂、中砂和砂礫層中，承載能力大，但擴底直徑不能過大，擴底率較小，最大值為3.2。大局部采用旋挖鉆機和反循環方式擴孔鉆進。液壓擴翼機構占大多數。施工管理制度嚴密，管理系統先進。工法和機種呈多樣性。進入21世紀，上述前3個特點有所開展變化：擴底最大直徑為4700mmEagle工法。最大擴底率為4.94Eagle工法。

14、日本建筑中心在2021-2021年評定的13項擴底樁工法均采用旋挖鉆擴孔鉆進。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、超細水泥漿、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、預留承壓包、預留注漿空腔、預留注漿通道、預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等不同條件，壓力漿液對樁端土層、中風化與強風化基巖、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巖、土之

15、間的邊界條件，去除虛土隱患，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點：保存各種灌注樁的優點。大幅度提高樁的承載力，技術經濟效益顯著。采用樁端壓力注漿工藝，可改變樁端虛土的組成結構，形成水泥土擴大頭，可解決普通灌注樁端虛土這一技術難題，對確保樁基工程質量具有重要意義。適用范圍廣。施工方法靈活，注漿設備簡單，便于普及。大量實測資料說明，與不注漿樁相比，樁端土層對后注漿樁承載力的提高值有著很大影響。樁端土層為粗粒土時極限承載力增幅在50%-260%之間，樁端土層為細粒土時極限承載力增幅在14%-138%之間。進入20世紀90年代后，樁的后注漿技術尤其是樁端壓力注漿技術在國內土木、

16、建筑工程中得到蓬勃開展。載體樁載體樁是指由載體和混凝土樁身構成的樁。它采用柱錘夯擊成孔、反壓護筒跟進成孔的方法，到達設計標高后，分批向護筒內投入碎石和混凝土等填充料，用柱錘反復夯實、擠密。當滿足設計要求的三擊貫入度后，再向護筒填入干硬性混凝土，用柱錘夯實，在樁端形成復合載體。然后放置鋼筋籠、灌注混凝土或直接放置預應力管節而成。當上部荷載傳遞到樁頂時，荷載通過樁身傳遞到載體，而載體由混凝土、夯實填充料和擠密土體組成，從混凝土、夯實填充料到擠密土體材料壓縮模量逐漸減少，下一層對上一層來說是軟弱下臥層，當荷載傳遞到下層頂時，應力被擴散，從混凝土、夯實填充料到擠密土體，壓力逐漸被擴散、降低，傳遞到持力

17、土層時，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。因此土體的密實理論是載體樁技術的核心，壓力擴散理論是載體樁技術的受力原理。載體樁的優點：由于在樁端處形成復合載體，樁的承載性狀好，單樁承載力較高。在同一場地，在不改變樁長和樁徑的前提下，可根據不同設計要求，通過調整施工控制參數來調節單樁豎向承載力。夯擴體形狀可控且邊界較清楚，施工質量易控制。填充料就地可取，能可觀地消納建筑垃圾和工業廢料，環保性好。采用錘擊成孔跟沉護筒工藝，由于細長錘在護筒中做豎直向下沖擊時，護筒起隔聲罩作用，可做到錘擊時低噪聲。錘擊成孔跟沉護筒工藝簡單直觀。施工造價

18、低。無泥漿排放。施工機械輕便，機動靈活。該項專利技術已在全國180個中等城市推行專利代理制，在數千項工程中推廣應用，年總產值已超過10億元。六、向異形樁方向開展異形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、外方內圓空心樁、外方內異空心樁、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、擴底樁、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、螺旋預制樁、螺紋灌注樁、螺桿灌注樁、從一面削尖的成對預制斜樁及DX擠擴灌注樁等。三

19、岔雙向擠擴灌注樁三岔雙向擠擴灌注樁又稱多節三岔擠擴灌注樁，簡稱DX擠擴灌注樁或DX樁。DX擠擴灌注樁是在預鉆沖孔內，放入專用的三岔雙缸雙向液壓擠擴裝置，按承載力要求和地層土質條件在樁身適當部位，通過擠擴裝置雙向液壓缸的內外活塞桿作大小相等方向相反的豎向位移以帶動3對等長擠擴臂對土體進行水平向擠壓，擠擴出互成120°夾角的3岔狀或3nn為同一水平面上的轉位擠擴次數岔狀的上下對稱的擴大楔形腔或經屢次擠擴形成近似雙圓錐盤狀的上下對稱的擴大腔，成腔后提出三岔雙缸雙向擠擴裝置，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擠擴灌注樁的優點：單樁承載力高

20、，可充分利用樁身上下各部位的硬土層。成孔成樁工藝適用范圍較廣，DX樁按不同成孔工藝可結合采用潛水鉆機、正循環鉆機、反循環鉆機、沖擊鉆機、旋挖鉆機進行泥漿護壁法成孔，也可結合采用長螺旋鉆機、旋挖鉆機進行干作業法成孔，還可結合采用貝諾特鉆機進行全套管護壁法成孔。低噪聲、低振動，泥漿排放量減少。節約本錢，縮短工期。擠擴后盤、岔腔成形穩定而不坍塌。樁身穩定性好。抗拔力大。機腔轉角，定位準確，成樁差異性小。可實施成孔與擠擴裝置的車載一體化，擠擴效率高。該專利技術已在全國百余項工程中推廣應用，目前最大擠擴承力盤直徑為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泵壓混凝土灌注樁，也可

21、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地基土質情況而進行調節的，沒有一個固定的比例，下部螺紋樁體的外徑與上部圓柱樁體直徑相同。螺桿樁施工機械與設備主要由螺桿灌注樁機、強制式混凝土攪拌機、混凝土高壓泵裝置與管路系統、混凝土泵車及導管系統等組成。螺桿樁優點：環保效果好，無噪聲，無振動，無泥漿污染與排放。與普通鉆孔灌注樁相比，不存在清底、護壁、塌孔等問題，也不易產生斷樁和縮徑等問題，樁身質量可靠。樁身強度高，承載能力高。施工程序簡化，降低工程造價，施工效率高，縮短工程施工工期。適用范圍廣，不僅適用于普通混凝土的螺桿灌注樁，也可應用于

22、CFG樁復合地基和CM長短樁復合地基。該專利技術已在數十項工程中推廣應用。大直徑多節擴孔灌注樁最近幾年，日本研究開發出大直徑2節擴孔灌注樁。在某工地進行4根樁抗拔承載力試驗，樁身直徑均在1.0m，中間擴孔直徑為1.4-1.7m，擴底直徑為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，擴徑局部成孔采用旋挖鉆擴孔工法。七、向埋入式樁方向開展鋼筋混凝土預制樁和鋼樁的設樁工藝有打入式、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

23、筑物和地下管線產生不良影響。為了消除一次公害振動、噪聲和油污飛濺和擠土效應或少量擠土效應，日本從20世紀60年代初期起開發出以低噪聲、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90余種。所謂埋入式樁工法是將預制樁或鋼管樁沉入到鉆成的孔中后，采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占預制樁施工的56%，至2000年該工法比例上升為78%。我國埋入式樁的種類很少，幾乎是個空白點，這也給樁基施工企業開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鉆進，使土

24、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，促進鉆進的同時也使樁沉設順利。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、樁端加固方式或擴大頭加固方式。按中掘埋入工藝、鉆機、承載力發揮方法及采用的預制樁種類等，中掘施工法樁又可細分為40余種樁型。預先鉆孔法樁預先鉆孔法，即邊鉆孔邊排土然后將樁插入孔內，最后再將樁打入或壓入孔內。為增大樁側摩擦阻力，可在孔內預先填充砂漿、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。樁端承載力的發揮方法有最終打擊或壓入法、樁端水泥漿加固法、擴大頭加固法和樁端作用特殊刀刃的回轉法。預先鉆孔

25、埋入式樁亦可分為40余種。最近10年，日本根底界又推出近20種高承載力的埋入式樁工法。八、向組合式工藝樁方向開展由于承載力的要求、環境保護的要求及工程地質與水文地質條件的限制等，采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，鉆孔擴底灌注樁有成直孔和擴孔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，預鉆孔打入式預制樁有鉆孔、注漿、插樁及輕打或壓入等工藝。九、向高強度樁方向開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RC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PC樁，混凝土強度等級為C40-C80)和預應力高強度混凝土樁簡稱PHC樁，混凝土強度等級不低于C80)使用越來越多。最近幾年，上海某公司開發出外方內圓的PC和PHC樁混凝土空心方樁，得到廣泛應用。PHC管樁和PC管樁PHC管樁在歐美、日本、前蘇聯及東南亞諸地區大量采用。日本使用的預制混凝土樁幾乎均為PHC樁。在1970-1992年間，日本管樁的年產量在520-830萬T之間。最近十幾年，我國管樁行業經歷了研制開發