桩基论文

天津城建大学研究生部

论文题目：桩基施工技术发展及其趋势浅谈 姓 名： 冯 慧 强 学 号： 13102085213103 指导老师： 鹿 群 完成日期: 2014-3-6

桩基施工技术发展及其趋势浅谈

冯慧强

1. 天津城建大学 土木工程学院，天津 300384;

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摘要：桩基在工程建设中有重要地位，成桩材料也经过由木桩到钢筋混凝土桩的变化。成桩

工艺也经历了从打入法、静压法到钻孔灌注桩法的改进。在未来发展趋势中，桩基主要向着

成桩材料更多、施工更复杂、成桩方式更多的方向发展。 关键词： 桩基；桩孔灌注桩；施工技术

Abstract： Keywords:

1桩基的作用

桩是深入土层的柱形结构，桩与连桩顶的承台组成深基础，简称桩基。其用是将上部结构的荷载，通过较弱地层水传递到深部较硬的、压缩性小的土层岩层。

在一般道桥及工民建基础工程中，主要承受垂直的轴向荷载，但在河港、梁、高耸塔型建筑、近海钻采平台、支建筑以及抗地震等工程中，桩还需要承来自侧向的风力、波浪力、土压力和地力等水平荷载。桩基具有承载力高、沉量小而较均匀的特点，几乎可以应用于种工程地质条件和各种类型的工程，尤是适用于建筑在软土地基上的重型建物。因此，在沿海以及软土地区，桩基用比较广泛。

2桩基施工技术发展概

桩基的发展过程，主要可从两个方来探讨，即桩的成桩材料和成桩的工艺法。 2.1 成桩材料

最早使用的是木桩。早在新石器代，人类在湖泊和沼泽地里，栽木桩搭作为水上住所，汉朝已用木桩修桥。到朝，桩基技术已比较成熟，今上海市的华塔和山西太原的晋祠圣母殿，都是现的北宋年代修剪的桩基建筑物。在英国保存有一些罗马时代修建的木桩基础的和居民点。

19世纪20年代，开始使用铸铁板桩筑围堰和码头。到20世纪初，美国出现各种型式的型钢，特别是H 型的钢桩受营造商的重视。美国密西西比河的钢桥量采用钢桩基础，到30年代在欧洲也被泛采用。二次大战后，随着冶炼技术的展，各种直径无缝钢管也被作为桩材用基础工程。上海宝钢工程中，曾使用直为90cm，长约60m 的钢管桩基础。

钢筋混凝土预制构件问世后，出现制和现场预制钢筋混凝土桩。我国于20纪50年代开始生产预制钢筋混凝土桩，为方桩。1949年美国雷蒙德混凝土桩公最早用离心机生产了中孔预应力钢筋混土管桩。我国铁路系统于20世纪50年代有生产使用预应力钢筋混凝土桩。

以混凝土或钢筋混凝土为材料的另种类型的桩，是就地灌注混凝土桩。20 20到30年代已出现沉管灌注混凝土桩。海在20 世纪30 年代修建的一些高层建的基础，就曾采用沉管灌注混凝土桩，Franki桩和Vibro桩。到20世纪50年代随着大型钻孔机的发展，出现了钻孔灌混凝土或钢筋混凝土桩。在20世纪50年到60年代，我国的铁路和公路桥梁，曾量采用钻孔灌注混凝土桩和挖孔灌注桩。 2.2 成桩工艺

从成桩工艺的发展过程看，最早采的桩基础施工方法是打入法。打入的工从手锤到自由落锤，然后发展到蒸气动、柴油驱动和压缩空气为动力的各种桩机。另外还发展了电动振动打桩机和力压桩机。

随着就地灌注桩，特别是钻孔灌注的出现，钻孔机械也不断改进。如适用地下水位上的长、短螺旋钻孔机，适用不同地层的各种正、反循环钻孔机，旋套管机等等。为提高灌注桩的承载力，现了扩大桩端直径的各种扩孔机，出现孔底或周边压浆的新工艺。目前，桩基成桩工艺还在不断发展中。

3 桩基础施工技术未来趋向

在未来的发展中，桩基础施工技术展中至少有以下一些动向值得人们关注。 3.1 桩径桩长发展趋向

基于高层、超高层建筑物及大型主塔基

础等承载的需要，桩径越来大，桩长越来越长。欧美及日本的钢桩长度已达 1 0 0 m 以上，桩径超2500mm；上海金茂大厦钢管桩桩端进地面下 80m 的砂层，桩径为 914.4mm温州地区静压式钢筋混凝土预制桩长度达70m 以上，桩断面 600 ×600m；州某工程反循环钻成孔灌注桩直径1000～1100mm，桩长77.6m；厦门某大反循环钻成孔灌注桩深度达103m；南京江二桥主塔墩基础反循环钻成孔灌注桩径为3m，深度 150m。 3.2 桩身材料发展趋向

以灌注桩为例，桩身材料种类亦出多样化趋势，普通混凝土、超流态混凝土无砂混凝土、纤维混凝土、自流平混凝及微膨胀混凝土等。打入式桩亦有组合料桩，如钢管外壳加混凝土内壁的合成等。

所谓钻孔压灌超流态混凝土桩是用装后的长螺旋钻机至设计深度；在提钻同时，通过钻杆内腔经钻头上的喷嘴向底灌注一定数量的水泥浆；边提升钻杆用混凝土泵压入超流态混凝土至略高于有塌孔危险的位置；提出钻杆向孔内放钢筋笼至桩顶设计标高；最后把超流态凝土压灌至桩顶设计标高而成桩。

3.3 扩孔成桩技术发展趋向

普通直径钻孔扩底灌注桩（桩身直0.3～0.4m，扩底直径0.8～1.2m）的载试验结果表明，与相同桩身直径的直桩相比，前者极限荷载为后者的1.7～7.倍，前者的单位桩体积的极限荷载为后的1.4～3.0倍。大直径钻（挖）孔扩底具有承载力高、成孔后出土量少、承台积小等显著优点，在国内外得到广泛用。我国的钻孔扩底桩种类有20 种以上日本的大直径钻扩桩工法将近30 种。3.4 异型桩发展趋向

为了提高单桩承载力（桩侧摩阻力桩端阻力）国内外大量发展异型桩。广地说，异型桩包括横向截面异化桩和纵截面异化桩。

横向截面从圆截面和方形截面异化的桩型有三角形桩、六角形桩、八角形桩外方内圆空心桩、外方内异形空心桩、字形桩、X 形桩、T 形桩及壁板桩等。

纵向截面从棱柱桩和圆柱桩异化后桩型有楔形桩（圆锥形桩和角锥形桩）、形桩、

菱形桩、根形桩、扩底柱、多节（多节灌注

桩和多节预制桩）、桩身扩桩、波纹柱形桩、波纹锥形桩、带张开片的桩、螺旋桩、从一面削尖的成对制斜桩及 D X 挤扩灌注桩等。

所谓 D X 挤扩灌注桩（简称 D 桩），是指在钻（冲）孔后，向孔下入专用的 D X 挤扩装置（专利技术）通过地面液压站控制该装置的弓压臂的张和收缩，按承载能力要求和地层土条件在桩身不同部位挤压出3 岔分布或3岔（n 为挤压次数）分布的扩大岔腔近似的圆锥盘状的扩大头腔后，放入筋笼，灌注混凝土，形成由桩身、岔、分承力盘和桩根共同承载的桩型。

D X 桩具有单桩承载力高，可充分用桩身上下各部位的好土层；成孔成桩艺适用范围较广；节约造价，缩短工期承力盘（岔）形状可控且边界较清楚等点，已在数个大型电厂及高层建筑等60建筑中得到应用。 3.5 组合式工艺桩发展趋向。

由于承载力的要求，环境保护的要及工程地质与水文地质条件的限制等，用单一工艺的桩型往往满足不了工程求，实践中经常出现组合式工艺桩。

例如，钻孔扩底灌注桩有成直孔和孔两个工艺；桩端压力注浆桩有成孔成与成桩后向桩端地层注浆两个工艺；预孔打入式预制桩有钻孔、注浆、插桩及打（或压入）等工艺。

4、结语

随着桩基施工技术的不断成熟，成材料在未来趋向于多元化发展；成桩工趋向于难度更高，技术含量更大；成桩式也趋向与异型型化，组合化。因此在基施工中要不断引进新技术、新工艺，我们桩基施工技术水平不断提高。 参考文献

[1] 杨克己.实用桩基工程.人民交通版社.2004

[2] 姜晨光.桩基工程理论与实践.化工业出版社.