桩基础施工技术现状及发展趋向论文

浅析桩基础施工技术现状及发展趋向【摘要】地基基础是建筑和桥梁工程的根基，是决定其整体质量、使用年限等的主要因素之一。随着施工技术的发展，桩基础被认为是适用于各种土质的一种基础形式，受到高度的重视。本文论述了桩基础施工技术的发展现状，并对其未来的发展趋向做出了分析。

【关键词】桩基础；施工技术；发展趋向

引言

桩基础是一种能够广泛适用于各种地质情况的基础形式，可将上部结构的全部荷载通过桩基直接传送到能够承重的坚硬土层上，不受中间软弱土层的影响。桩基础的主要特点是承载力高、沉降量小且均匀、沉降速率较慢，可以说桩基础属于深基础，能够解决浅基础存在的承载力不足、变形大、容易引起不均匀沉降等问题。因此，桩基础已被广泛的应用于建筑、桥梁、水利工程中。本文通过对桩基础的自身特点及施工技术，分析其发展现状及未来趋向。

1 桩基础的分类

桩基础的施工过程及其复杂，常会受到施工技术、施工现场环境等得影响，应根据不同的施工条件、地质情况、结构类型、荷载情况等选择不同的桩基础形式。桩基础的分类有多种方式，如承载性质、桩身材料、性能和制作工艺等，本文给出几种主要的分类方式，见表1。

对于不同种类的桩，需要根据实际情况进行桩型的选择，一般

来说，要考虑以下因素。1荷载；指的是上部建筑传递给基础的总荷载，这是计算单桩承载力的主要因素。2土层条件；指的是建筑物建设场地的工程地质情况、地下水位以及桩端持力层位置等因素，对不同方案的桩基承载力和技术指标进行比较，再确定桩的类型。3施工条件；施工现场的设备、技术条件也是选择桩基形式的主要考虑因素之一，要综合分析其经济合理性。4周围环境；在桩基的施工过程中会产生严重的振动、噪声、油污等污染，对周围环境有较大的影响，需根据周围环境来确定桩基的施工方法；5造价；需采用合适桩型，在保证承载力和结构安全的前提下，应尽量降低造价。6工期；工期是影响整个工程效益的主要因素之一，当工期紧迫且各种环境可行时，可采用打入式预制桩，可提升施工速度，缩短工期；若施工条件满足要求，也可选用人工挖孔桩，可同时多个施工作业面，施工速度较快。

总的来说，桩基形式的选择要综合考虑各方面因素，应对建筑结构的类型、荷载特点、建筑等级、地质条件、地下水位情况、施工条件等有充分的研究，才能确定桩基础的形式。

2 桩基础施工技术的现状

与其他基础类型相比，桩基础的制作和现场施工过程复杂多变，再加上我国的地域广阔，地质条件的差异甚大，且地区经济发展存在较大的不平衡现状，因此，桩基础的使用情况也呈多样共存的现象。大体来看，桩基础的使用现状具有多种桩型联合使用、多种施工方法并存的现象。具体表现为：预制桩、灌注桩并存；非挤土桩、

部分挤土桩、挤土桩并存；大直径桩、普通直径桩并存；非挤土灌注桩同时采用钻孔、冲抓成孔和人工挖孔法；挤土桩同时采用锤击法、振动法和静压法；部分挤土灌注桩的压浆工艺中采用前、后注浆桩；另外，现代先进的工艺和设备与传统方法共存等特点。因此，由于我国的地域辽阔为桩基础施工工艺的发展提供了必要的土质、环境等条件。

3 桩基础施工技术的发展趋向

由于桩基础对地质条件的适应性较强，且科学技术的发展给施工技术提供了有力的支持，因此桩基础的施工技术正以稳健地步伐不断发展着，主要有以下几种表现：

1.桩身向长、大方向发展。现代住宅和办公建筑主要以高层、超高层为主，为了满足建筑和大型桥梁基础的承载要求，桩身呈越来越大、越来越长的趋势发展。如上海金茂大厦的钢管桩，桩径为914.4mm，桩端进入地面以下80m的砂层；国内采用静压式钢筋混凝土预制桩的长度可达70m以上；南京长江二桥的主塔墩基础采用反循环钻成孔灌注桩，其直径达到3m，深度为150m，这已经与世界先进水平的桩基础尺寸持平甚至超过；据统计，欧美和日本的钢管桩桩径超过

2.5m，长度也以达到百米以上。

2.桩身向短、小方向发展。对于一些旧建筑的改造、基础加固、建筑物改建等工程需要，可采用小桩和锚杆静压桩来实现。小桩即微型桩或im桩，是由法国索勒唐舍公司研制开发的一种灌注桩技术，现已达到技术成熟，且被广泛应用于工程实践中。实际上，小

桩是直静压力注浆桩，常见的直径为70mm～250mm，长径比超过30，我国常用的小桩直径为250mm，桩长在8m～12m之间；施工工艺可采用钻孔、强配筋（配筋率>1%）以及压力注浆来进行，注浆压力可在1.0～2.5mpa之间进行选择。另外，锚杆静压桩的截面为方形，边长为200～300mm；根据施工净高和设备情况来确定桩身长度，一般常用尺寸为1～3m，入土深度3～30m不等。

3.向攻克桩成孔难点发展。对于桩基础的成孔方法，各国均有不同程度的投入和研究成果。以我国为例，已成果的研发了岩层钻成孔法和大三石层（大卵砾石层、大抛石层以及大孤石层）钻进成孔法。以日本为例，组成了岩层削孔技术协会，并以研发处大直径岩层削孔工法20余种，其中包括3种长螺旋钻进成孔法，5种回转钻进成孔法，7种冲击钻进成孔法，和9种全套管回转掘削孔法。

4.向低公害方向发展。桩基钻孔的施工现场充斥着高噪声、强振动以及严重的有无飞溅，对周围华宁造成很大的不良影响，为了减少上述三种一次公害，静压桩得到了广泛应用，一般在土质较软的地区采用该方法。静压桩基础适用于35层以下的高层建筑和一般的多层建筑，其特点是无污染、无噪声、无振动，且压桩速度快、成桩质量高。目前我国的静压桩技术水平在国际处于领先地位，桩身长可达到70m以上。国外主要采用液压打桩锤来取代传统的筒式采油锤，相比而言，液压打桩锤的桩锤短、噪声低、省材料且无油烟，每个工作周期中沉桩力持续时间较长、打击力大、每一次冲击产生贯入度较大。

5.向扩孔桩方向发展。扩孔的成型工艺包括钻扩、爆扩、冲扩、夯扩、振扩、锤扩、压扩、注扩、挤扩和挖扩等。根据北京地区的试验结果说明，与相同桩身直径的直孔桩相比，扩孔桩的极限荷载是其1.7～7.0倍，单位桩体积的极限荷载时期1.4～3.0倍。扩孔桩的特点是承载力高、成孔后的出土量少，以及承台面积小等。

6.向异型桩方向发展。异型桩的目的是为了提高单桩的承载能力，即增加桩的侧摩擦力和端阻力。从形式上说，异形柱包括横向截面异化柱和纵向截面异化柱，目前，已在多个建筑工程中得到应用。

7.向埋入式桩方向发展。埋入式桩可以消除打入式和钻孔式桩伴随的一次公害和挤土效应，可大大降低对周围环境的破坏。

8.向高强度桩方向发展。预应力钢筋混凝土桩和预应力高强度混凝土桩弥补了打入式预制桩强度受限的问题，解决了建筑上部荷载过大时带来的基础问题，是目前首选的桩基础形式。

9.向多种桩身材料方向发展。以灌注桩为例，桩身材料也开始出现多样化趋势，如普通混凝土、超流态混凝土、无砂混凝土、纤维混凝土、自流平混凝土及微膨胀混凝土等。打入式桩亦有组合材料桩，如钢管外壳内填混凝土内壁的合成桩等。

综上所述，桩基础是能够满足各种地质条件、承载力等要求的主要基础形式之一，是符合目前建筑和道桥行业发展的基础形式，桩基础正随着材料和施工工艺的发展而向多元化、多样化的趋向发展。