我国作为文明古国,在几千年的发展长河中,积累了丰富的建筑经验,许多基础工程的施工方法沿用至今。随着国外混凝土技术的传入,我国建筑工程技术进入了现代,逐渐与世界同步。改革开放三十多年来,特别是近十几年间,伴随国内建筑行业的兴起,桩基础工艺作为深基础工程中的一项重要技术,得到了迅速发展,在现代高层建筑及桥梁高架等工程建设中被广泛应用。
一、国内桩基础工艺的现状
按照分类法,可以从不同角度为桩基础(简称桩基)下定义。从承载力角度上可分为摩擦桩和端承桩,从桩与土的应力角度上可分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩,从工艺角度上,可分为预制桩和灌注桩两大类。
由于我国幅员辽阔,地质和水文条件复杂,各地区间的差异很大,因此在桩基础的选择和使用上也是多种多样的。说到具体的入桩和成桩方法,因施工条件与环境的不同,可能多达数百种,足可见桩基础在我国的应用范围之广了。在这些施工方法的大混合,大交汇中,可以看到旧与新、传统与现代、落后与先进在工艺与设备之间展开的较量,也可以窥见未来发展的端倪。总之,尽管我国的建筑市场很大,工程规模也不小,但在施工工艺方面很少有重大的突破和创新,一些先进的工法技术多数是从国外传进来的。就如同国内的桩机行业一样,产销上虽然已经坐上了世界的头一把交椅,但在质量和科技创新上,还只能拜人下风。从另一方面说,差距本身就是一定的时间与空间,这为我们的发展与自强奠定了无限的可能。只要我们坚定信心,运筹得当,把握机遇,一定能够迅速赶超上去。
二、桩基础工艺的发展趋势
孙中山先生曾说过一句话:世界潮流浩浩荡荡,顺之者昌,逆之者亡。用在这里同样适用。我国桩基础工艺的发展趋势必定与世界桩基础工艺的发展趋向一致,从进入新世纪的十几年来,我们可以从国内外的基础工程发展中看到这一点,
下面从一些具体方面看看其发展动向:
1、桩的形态向两极扩展。由于高层和超高层建筑,以及各种高架桥梁的大量涌现,作为承载的桩基础不断向大桩径与大桩长扩展。而另一方面,由于国内各地方城市大搞旧城改造和危旧房加固工程,需要大量短桩、细桩进行加固、加层和补桩处理,小径桩和锚杆桩市场随之兴旺起来。这种小桩行内常称之为微型桩或IM桩。
2、成孔技术得到提高。由于近年来桩工机械制造水平的提高,地下高难度成孔不断向纵深挑战,这为桩基础工艺的提升打下了坚实的物质基础。
3、扩孔桩发展迅速。由于高承载基础的需要,大直径扩底桩(孔底被扩展的桩)被广泛运用。这种桩具有出土量少、承台面积小、承载力高等显著特点,扩孔工艺手法繁多,即可钻扩、冲扩、振扩、锤扩,又可爆扩、夯扩、注扩和挖扩等等。
4、绿色环保化。由于传统的锤击法沉桩需要用柴油锤等方法入桩,施工中会产生很大的噪声污染及油污现象,对施工现场附近的居民生活造成不利影响,因此应用越来越少,已逐步被静压法所取代。另外,由于国家大力推行节能减排,对工程机械的尾气排放要求越来越严格,整个行业绿色化的进程将会持续进行下去。
5、异型桩异军突起。由于现代建筑对基础承载力的要求越来越高,通过刻意制造异型桩体来加大桩侧摩阻力和桩端阻力,可以提高单桩的承载力,实践证明具有很好的效果,现已成为一种新的趋势。异型桩包括横向截面异化桩和纵向截面异化桩。
6、埋入桩有发展前景。按照预制桩的沉桩工艺可分为击入式、静压式和埋入式三种方法。埋入式顾名思义就是将预制桩或钢管桩沉入到预先钻挖成的槽孔中后,再用某些方法来增强桩体承载力并使其固留于土层中的工法。该工艺在国内还不多见,但在国外应用的较多。相信以后会在国内渐成气候的。
7、向复合式工艺迈进。随着建筑物的高度与结构复杂度的增加,以往单一的桩基础工艺已经无法满足工程建设的需要了。现今已经普遍运用多种桩基础复合的方式来进行基础施工。比如在钻孔灌注桩中既使用直孔,也同时使用扩孔。在桩端压力注浆桩施工中,既有成孔成桩,也有成桩后向桩端地层注浆的工艺方法。总之,多种方法,交叉组合,以求取得最佳效果。
8、高强度桩已成趋势。长期以来占据市场的普通混凝土桩(即RC桩),由于承载力不高,难以满足工程需要,已渐渐淡出。随之而来的是混凝土强度高的预应力钢筋混凝土桩(简称PC桩)以及预应力高强度混凝土桩(简称PHC桩),由于它们的强度等级分别在C40及C80以上,已广为采用,逐渐形成主流。
9、桩体材料多元化。随着科学技术的不断发展,新技术、新材料和新工艺不断涌现,桩体本身的构成材料早已跳出原有的范围,譬如灌注桩的桩体材料不仅有普通混凝土,现在还有无砂混凝土、超流态混凝土、纤维混凝土、自流平混凝土及微膨胀混凝土等。钢管桩也开始脱离单一形式,朝着与其他材料复合的形式发展,例如已经应用的钢管内壁加附混凝土的合成桩。新材料出现的结果就是使桩基础在性能上,在荷载能力上都有大幅度提升。
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