淺談樁基礎技術的發展和新技術的應用問題

【摘要】本文從探討樁基礎技術概念出發，詳細闡述了樁基礎技術所包含的內容和特點。接著筆者又深入分析了樁基礎技術的發展問題。最后，關于樁基礎新技術的應用問題，筆者做了觀點性和理論性的論述分析。

【關鍵詞】樁基礎技術、發展、現狀、新技術、應用

一、樁基礎技術概念性分析

把基樁與連接于樁頂的承臺組合在一起就是樁基礎，如果樁身全都埋在土里，承臺底面接觸土體，就是低承臺樁基，如果樁身上部分露在外面，就是高承臺樁基。在建筑樁基中一般都是低承臺樁基礎。在高層的建筑中，使用比較多的也是樁基礎。樁基礎主要特點有以下幾點：一是樁支承比較堅硬，或者是非常硬的持力層，豎向單樁承載力很高，群樁承載力也非常高，可以把高層建筑的所有豎向荷載都承擔起來。二是樁基的豎向單樁剛度很大，群剛度也非常大，受自重的影響，不會有太大的不均勻沉降產生，這樣才能保證建筑物的傾斜度在一定的范圍之內。三是借助于較大的單樁側向剛度以及整體抗傾覆的能力，可以對風與地震產生的水平荷載起到一定的抵抗作用，使高層建筑的穩定性得到加強。四是樁身通過對可液化土層的支承使土層更加堅實，對于地震導致的淺部土層液化以及震陷，樁基通過深部的穩固土層可以起到很好的抗壓作用，進而使高層建筑的穩定性得到有效保證。

二、樁基礎技術發展分析

在新石器時代，人們就能過樁筑平臺來對居住點進行修建，主要是為了對猛獸起到一定的防侵犯作用，這種居住點就叫做湖上住所。在我國，出現最好樁基的地方是浙江省，通過原始社會居住的遺址發現了樁基住所。到了宋朝的時候，樁基技術得到了進一步的發展，相對比較成熟。到了明朝以及清朝的時候，樁基技術就更加成熟了。無論是樁基的選料與布置，還是在施工方法方面都得到了相應的規定。如今，我們國家存留的一些使用樁基的古建筑有上海市龍華鎮的龍華塔，還有山西太原的晉祠圣母殿，都是中國現存的采用樁基的古建筑。樁基礎技術也經歷了數千年的發展，不管是樁基的材料，還是施工的方式都發生了很大的改變，目前，已有現代化的基礎工程體系形成。在特定的情況下，使用樁基不但可以使施工現場的工作量減少，還能對材料的使用起到有效的控制。

樁基的施工方法有很多種，樁可以分成部分擠土樁、非擠土樁以及擠土樁等。如果根據施工方法細分的話，可以有三百多種的類型。發展至今，施工方法在不斷的改善與變化。

以埋入式樁為例，本文僅列出三大類，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、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，而預鉆孔埋入式樁亦可細分為40余種。以泥漿護壁法鉆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、鉆斗鉆擴底、正循環擴底及潛水鉆擴底等。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；鉆斗鉆擴底方式又分為水平推出、滑降及下開和水平推出并用等方式。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余種樁端壓力注漿樁工法，其中國內有18種。

三、常用樁基礎技術工藝選擇分析

樁型的選擇應考慮以下原則：一是“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。二是“因土層制宜”，即根據建筑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。三是“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。四是“因環境制宜”，即考慮沉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現場，就要考慮振動、噪聲以及油污對周圍環境的影響；泥漿護壁鉆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。

總而言之，在對樁型以及工藝進行選擇的時候，一定要對建筑物的特點以及荷載的性質，還有對樁的使用功能與建筑物的安全等級進行相應的分析，除此之外，還要分析地形、水文地質條件、工程地質條件、施工環境、施工機械設備以及施工經驗，還要考慮采用的不同施工方法、工期及造價要求等，最終選擇一種較為經濟且安全性能又高的樁型與成樁工藝。

通過大量的施工實踐可以表明，我們國家較為常用的樁型，具有如下特點：大直徑樁與普通直徑樁是并存的，預制樁與灌注樁是并存的，部分擠土樁與擠土樁也是并存的，另外，就施工工藝上來說，振動法與靜壓法是并存的，一些先進的工藝設備與以前比較落后的工藝設備也是并存的等等。通過這些現象我們可以看出，在我國，每一種樁型都會找到與其相適應的地層土質，以及較為適合的環境與需求，為其不斷的完善、創新以及發展提供更好的條件。

四、新時期樁基礎新技術應用分析

首先，剛性樁和柔性樁的復合樁基有關技術。這種復合樁基的技術主要是通過剛性樁與柔性樁之間對基礎荷載的共同承擔而形成的一種技術。剛性樁自身具有較高的強度，樁長也比較長，通過對剛性樁特長的利用，把上部結構荷載傳遞給深層，把較深范圍內的土層承載力調動起來。而柔性樁可以把較淺層土的承載力提高上來，并且具有較短的樁長，通過這一點的利用，就可以發揮出深層與淺層土的承載力。進而形成了剛性樁以及柔性樁共同作用下的復合樁基。因為樁材料具有較好的經濟性，又充分發揮了土的承載力，取得了較好的經濟效果，對淺層土層比較軟弱的地區以及深層土層較好的地區是非常適用的。

其次，就是鉆孔壓漿樁技術。鉆孔壓漿樁主要是通過長臂螺旋鉆機進行鉆孔的，等到了預定的深度以后，就會通過鉆頭向孔內進行水泥漿的噴注，與此同時向上提鉆，等漿液到達沒有塌孔的危險存在時方可停止，鉆孔完成后就可以把鋼筋籠放置在孔內，再放入粒料一直到孔口為止，之后通過補漿管向孔內進行再次補漿，一直到孔口方可停止。此種技術主要的特點就是沒有噪音、沒有震動、沒有泥漿護壁。因為是高壓注漿，所以具有密實的樁基，同時對周邊的土體有明顯的滲透和加固作用，承載力與普通的灌注樁相比得到很大的提高，并且具有良好的經濟性。

還有，關于預制小方樁復合樁基技術，這種技術是通過小方樁與承臺下的地基土同時承擔外荷載的一種技術，對于多層建筑以及小高層建筑是非常適合的。其在沉樁時也具有一定的靈活性，但要注意的是，采用錘擊法時不能用重錘。這種樁基在小城市中得到了廣泛應用。

最后要提的是多節擠擴灌注樁技術，這種技術主要是建立在灌注樁成孔技術基礎上的，利用擠擴設備在成孔的多個部位自下而上逐個擠擴成盤、岔（肢），按設計要求完成多次擠擴后取出擠擴設備，立即進行灌注樁的各項工藝成樁，這種樁的特點是承載力特別好。

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