桩基础施工技术发展方向

北京市建筑工程研究院

沈保汉4/29/20231一、桩基础施工技术现状按施工方法可分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩三大类型再细分桩的施工方法超过300种4/29/20232

桩基础

施工技

术现状4/29/20233桩基础施工技术现状4/29/20234桩型选择原则(1)“因荷载制宜”即上部结构传递给基础的荷载大小是控制单桩承载力要求的主要因素。(2)“因土层制宜”，即根据建筑物场地的工程地质条件、地下水位状况和桩端持力层深度等，通过比较各种不同方案桩结构的承载力和技术经济指标，选择桩的类型。

(3)“因机械制宜”，即考虑本地区桩基施工单位现有的桩工机械设备；如确实需要从其他地区引进桩工机械时，则需要考虑其经济合理性。

4/29/20235桩型选择原则(4)“因环境制宜”，即考虑设桩过程中对环境的影响，例如打入式预制桩和打入式灌注桩的场合，就要考虑振动、噪声以及油污对周围环境的影响；泥浆护壁钻孔桩和埋入式桩就要考虑泥水、泥土的处理，否则会造成对环境的不利影响。(5)“因造价制宜”，即采用桩型，其造价应比较低廉。(6)“因工期制宜”，当工期紧迫而环境又不允许，可采用打入式预制桩，因其施工速度快；再如施工条件合适，也可采用人工挖孔桩，因该桩型施工作业面可增多，施工进程也较快。4/29/20236桩型选择

我国幅地辽阔，工程地质与水文地质条件复杂多变，东部与中西部地区经济发展不平衡，各类工程要求又不相同。大量施工实践表明，我国常用的各种桩型从总体上看，具有以下特点：大直径桩与普通直径桩并存；预制桩与灌注桩并存；非挤土桩、部分挤土桩与挤土桩并存；在非挤土灌注桩中钻孔、冲抓成孔与人工挖孔法并存；在挤土桩中锤击法、振动法与静压法并存；在部分挤土灌注桩的压浆工艺法中前注浆桩与后注浆桩并存；先进的、现代化的工艺设备与传统的、较陈旧的工艺设备并存等等。由此可见，各种桩型在我国都有合适的地层土质、环境与需求，也有发展、完善和创新的条件。4/29/20237桩型选择要点任何一种桩型都不是万能的，都有其适用范围，关键在于找到切入点，扬长避短；再好的桩型只要施工中不注意质量或超过其适用范围，就会出现质量问题甚至造成重大事故及经济损失。

4/29/20238二、桩基础施工技术

发展方向4/29/202391.桩的尺寸向长大方向发展

基于高层、超高层建筑物及大型桥主塔基础等承载的需要，桩径越来越大，桩长越来越长。欧美及日本的钢管桩长底已达100m以上，桩径超过2500mm；上海金茂大厦钢管桩桩端进入地面下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已达70m以上，桩断面600×600mm2，郑州某工程反循环钻成孔灌注桩直径为1000~1100mm，桩长77.6m，厦门某大厦反循环钻成孔灌注桩深度达103m；南京长江二桥主塔墩基础反循环钻成孔灌注桩直径为3m，深度150m。

4/29/2023104/29/2023112.桩的尺寸向短小方向发展小桩

小桩又称微型桩或IM桩，是法国索勒唐舍(SOLETANCHE)公司开发的一种灌注技术。小桩实质上是直径压力注浆桩；桩径为70~250mm(国内多用250mm)，长径比大于30(国内桩长多用8~12m，长径比通常为50左右)，采用钻孔(国内多用螺旋钻成孔)、强配筋(配筋率大于1%)和压力注浆(注浆压力为1~2.5MPa)工艺施工。锚杆静压桩的断面为200×200mm2~300×300mm2；桩段长度取决于施工净空高度和机具情况，为1.0~3.0m，桩入土深度3~30m。

4/29/202312微型桩（迷你桩）是由一个内径不超过300mm的永久性的铁套管，一个或一组位于孔中心的起承重作用的钢筋及填充其间孔隙的水泥浆组成。桩体应以稍微小于套管的直径嵌入基岩。香港地区广泛应用的迷你桩多数为219mm直径的套管及190mm直径的嵌入体或273mm直径的套管及235mm直径的嵌入体组成。迷你桩因其对大桩设备及施工场地的要求低，而承载力较高，安全可靠等性质，所以在香港得到了广泛的应用。其主要应用于隔音屏、行人天桥、运输带、小型别墅、小型商场等基础工程中，也可以当支护桩使用。迷你桩可在陡峭的山坡、狭窄的楼群之间、行人路、高速公路、闹市区、火车站台甚至建筑物内进行施工。小型的施工设备只需要2m×5m的地方已经足够。微型桩（迷你桩）4/29/202313

锚杆静压桩

锚杆静压桩是锚杆和静力压桩二项技术巧妙结合而形成的一种桩基施工新工艺，是一项地基加固处理新技术。加固机理类同于打入桩及大型静力压桩，受力直接、清晰，但施工工艺既不同于打入桩，也不同于大型静力压桩。锚杆静压桩的施工工艺是先在新建的建（构）筑物基础上预留压桩的桩位孔，并预埋好锚杆或在已建的建（构）筑物基础上开凿压桩孔和锚杆孔用粘结剂埋好锚杆，然后按照压桩架，用锚杆做媒介，把压桩架与建（构）筑物基础连为一体，并利用建（构）筑物自重作反力（必要时可加配重），用千斤顶将预制桩段逐段压入土中，当压桩力及压入深度达到设计要求后，将桩与基础浇注在一起，桩即可受力，从而达到提高地基承载力和控制沉降的目的。4/29/2023143.桩的尺寸向攻克桩成孔难点方向发展4/29/2023154/29/2023164.桩的尺寸向低公害工法桩方向发展4/29/202317筒式柴油锤打入式桩三大公害

筒式柴油锤冲击式钢筋混凝土预制桩虽然具有桩身质量较可靠、施工速度快及承载力高等优点，但由于其施工时噪声高、振动大和油污飞溅(三者统称为一次公害)等缺点，在城区的住宅群及公共建筑群等场地施工中受到很大限制，为此钢筋混凝土预制桩施工技术在国内得到业主的青睐。

4/29/202318静力压桩的优点

最近二十多年来，静压桩在我国软土地区(温州、武汉及珠江三角洲等地区)得到广泛应用，静压桩基础不仅适用于多层和一般高层建筑，还可用于20~35层高层建筑，压桩机的生产和使用跨进了一个新时代。我国研制开发的系列静力压桩机是新型的环保型建筑基础施工设备，具有无污染、无噪声、无振动、压桩速度快、成桩质量高等显著特点，技术水平国际领先。有抱压式和顶压式两大系列，压桩力从800~12000kN。采用静压法施工的桩长已达70m以上。实践表明，用步履式全液压静力压桩机施工开口预应力管桩(PC桩)和预应力高强度管桩(PHC桩)是桩机和桩型的优化组合，也是具有中国特色的施工工法。

4/29/202319旋挖钻（钻斗钻）成孔泥浆护壁法钻、冲孔灌注桩在地下水位高度的软土地区虽然被较广泛地采用，但由于泥浆的使用造成施工现场不文明及泥浆排除(称为二次公害)的困难，成为施工者头痛之事。因此，钻斗钻成孔灌注桩(即用旋挖钻机的钻斗钻头成孔而成的灌注桩)，因其干取土作业加之所使用的稳定液可由专用的仓罐贮存，现场较为文明，在日本建筑业界此类桩型已成为泥浆护壁灌注桩的主力桩型，国内此类桩型的采用亦日趋增多。1998年8~12月，在北京某工地应用此桩型约为18000根，桩径0.8、1.0和1.2m，孔深12~15m，桩端进入砂砾石层0.5m。近几年来，青藏铁路、北京鸟巢（北京奥运主会场）工程及首都机场第三期工程均大量采用钻斗钻成孔灌注桩。

4/29/202320贝诺特房诚灌注桩腊基本原君理贝诺特熟（Beno服to）灌注叨桩施工伪法为全鹿套管施殃工法。词该法利灰用摇动权装置的僚摇动（译或回转难装置的装回转）刊使钢套况管与土盾层间的堡摩阻力叶大大减头少，边斯摇动（驳或边回酸转）边队压入，嫂同时利雁用冲抓掠斗挖掘筝取土，旧直至管陆下到桩珍端持力含层为止威。挖掘她完毕后嗓立即进桨行挖掘秀深度的跑测定，户并确认零桩端持永力层，构然后清欠除虚土祖。成孔毛后将钢些筋放入臂，接着膨将导管耕竖立在挨钻孔中牺心，最载后灌注鞋混凝土睁成桩。军贝诺特结法实质胃上是冲钉抓斗跟医管钻进侦法。4/2顶4/2爪02321贝诺特北灌注桩支的优点贝特诺利灌注桩莲由于环逗保效果窑好（噪宋声低、扇振动小库、无泥散浆污染昌与排放趁）、施绿工现场贝文明，违在海内圆外广泛址采用，员我国香责港地区融此类桩摘型的市省场份额蜘约占45%，昆明帮、温州野及北京剑地区十沟余个工只地已成糕功采用纤此类桩斗型。199半9年上半剂年，北贵京某工晓地因杂母填土层素（含旧壶砖窑场紫地、块仿石及混拥凝土块蚂等）过变厚，深妈度8~2妈3m，其他桩妹型无法施我工，结果揪采用国产鹊捷程牌摇兽动式全套寸钻机施工巴，历时四鸣个月，顺厕利地完成976根桩，挎桩径为0.8、1.0和1.2m，桩长为20~2给4m穿越杂铅填土进著入老土恒一定深酸度。从200饶1年起，在田深圳、南累京、杭州知及天津等厚地13个地铁脆车站中焦采用捷舅程牌全讨套管钻哄机施工傅咬合桩镇成功地浴取代地陶下连续最墙，为嗓业主节滚省大量古造价。4/24退/202盾322CFA刊工法鸡桩CFA工捏法桩可译投为长螺旋极钻孔压灌县桩，在法想、英、意谢、德、美瘦等国比较仅流行。该园钻机均由贴液压马达屋驱动，扭扁距较大，台采用混凝处土泵车通育过钻杆内谁腔直接灌看注混凝土难，在合适象德地层和半深度，施岛工效率一挠般为15笨0～20耻0m/d派，目前钻梁孔直径达现1200颜mm，深柏度为20什m左右。主要生产肢厂家有德铅国宝峨、泪德尔麦克辟、意大利幸的土力及滚克萨格兰化特等公司倍。近二十睬年来北村京、东料北以及透华北等革地区都颂大力推俭广应用随此工法水，并有递所创造绿和发展笨，形成向若干项卖实用新浸型专利柱。4/24砍/202继3235.向歇扩孔桩握方向发绘展扩孔成充型工艺叫：钻扩枯、爆扩候、夯扩虚、振扩、锤扩帽、压扩、叙冲扩、注隐扩、挤扩庭和挖扩十大类型宴。4/2筒4/2猴02324钻孔扩贯底桩北京地区伤普通直径狮钻孔扩底骆灌注桩（满桩身直径0.3沾~0.鸟4m，扩底洒直径0.8祝~1.版2m）的静找载试验恳结果表恋明，与遣相同桩骗身直径着的直孔敢桩相比竿，前者禾极限荷路载为后壳者的1.7~鞋7.0倍，前锹者的单既位桩体臭积的极吃限荷载倍为后者雅的1.4~并3.0倍。大录直径钻扰（挖）振孔扩底锁桩具有妥承载力假高、成卖孔后出储土量少以、承台愿面积小藏等显著古优点，祥在国内饿外得到扒广泛运汤用。我洽国的钻斗孔扩底扁桩种类梨有20种以上秧，日本娇的大直何径钻扩阅桩工法蜓将近30种。4/24竹/202烘325压力注群浆桩注扩是窑指桩端辩压力注回浆桩、呜桩侧压于力注浆桩及桩豆端桩侧联些合注浆桩斯。4/24敌/202腔326桩端压器力注浆臭桩桩端压力傲注浆桩是间指钻孔、嘴冲孔和挖恒孔灌注桩徐在成桩后捧，通常通刘过预埋在盾桩身的注季浆管钻利贩用压力作虑用，将能挽固化的浆脚液（诸如冰，纯水泥庸浆、或水纯泥砂浆、浇或加外加裹剂及掺合吵料的水泥释浆、或超倘细水泥浆缓、或化学苦浆液等）抖，经桩端杠的预留压句力注浆装摔置（诸如畜，预留压家力注浆室妖、或预留检承压包、茄或预留注辩浆空腔、蠢或预留注晨浆通道、哥或预留的块特殊的注挠浆装置等趁）均匀地脖注入桩端需地层；4/2肥4/2料02327桩端压力敏注浆桩视浆液性柔状、土层饼特性和注咬浆参数等睁不同条件响、压力浆佳液对桩端膝土层、中冠风化与强垫风化基岩铃、桩端虚陵土及桩端他附近的桩穷周土层起意到渗透、址填充、置非换、劈裂也、压密及惨固结或多斧种形式的航组合等不祥同作用，迈改变其物殿理力学性鼻能及桩与胸岩、土之焰间的边界锦条件，消念除虚土隐灾患，从而琴提高桩的膊承载力以渡及减少桩汁基的沉降梦量。4/24日/202矮328复合载体戒夯扩桩复合载浸体夯扩损桩是采谅用细长彻锤夯击这成孔，丝式将护筒贯沉到设脸计标高狼后，细勉长锤击李出护筒抢底一定优深度，蚀分批向霜孔内投叔入填充以料和干晕硬性混终凝土，扫用细长楚锤反复打夯实、愧挤密，难在桩端辨形成复侵合载体虎，然后野放置钢招筋笼，直灌注桩隐身混凝日土而形阀成的桩御。复合载体舌夯扩桩虽辅然也称做垂桩，但又辉不同于传粥统桩，似别桩非桩。被加固土辣层成为一斯个硬层与榨其下的持供力层形成现了双层地睁基，这是丹构成复合免载体夯扩难桩承载力堡的主体。4/24豆/202抛3296.向异死型桩方向哑发展异型桩包岩括横向截钓面异化桩临和纵向截绝面异化桩股；横向截面括从圆截面丛和方形截号面异化后荡的桩型有然三角形桩、仁六角形狗桩、八杠角形桩蜡、外方秧内圆空听心桩、奸外方内异空心遣桩、十字们形桩、X形桩、T形桩及膏壁板桩煎等。纵向截面体从棱柱桩需和圆柱桩名异化后的无桩型有楔呼形桩（圆锥形您桩和角锥墨形桩）、尺梯形桩、所菱形桩根婚形桩、扩底柱哨、多节赢桩（多朴节灌注唤桩和多毕节预制康桩）、嫁桩身扩大桩、生波纹柱形县桩、波纹秤锥形桩、拿带张开叶体片的桩、螺旋桩、夫从一面削最尖的成对销预制斜桩害及DX挤扩灌议注桩等。4/2仰4/2款02330DX挤研扩灌注种桩DX挤扩灌注粮桩（简称DX桩），是颂指在钻（怨冲）孔后员，向孔内横下入专用附的DX挤扩装抽置（专棍利技术督），通敲过地面贫液压站圆控制该纪装置的痕弓压臂退的扩张匪和收缩嫁，按承隔载能力扒要求和巴地层土梁质条件吵在桩身炮不同部怪位挤压手出3岔分布或3n岔（n为挤压次院数）分布福的扩大岔贼腔或近似走的圆锥盘疏状的扩大或头腔后，榜放入钢筋折笼，灌注店混凝土，熊形成由桩户身、分岔惩、分承力押盘和桩根较共同承载寺的桩型。4/2傲4/2怖02331DX挤非扩灌注桩DX桩具有失单桩承霸载力高拳，可充迅分利用映桩身上玩下各部笔位的好饰土层；肆成孔成牲桩工艺肯适用范哲围较广相；节约腰造价，扩缩短工若期及承灰力盘（堪岔）形示状可控客且边界州较清楚告等优点稻，已在暂数个大爷型电厂妥及高层漫建筑等60个建筑中樱得到应用漂。4/24俱/202胖3327.向埋厕入式桩方拼向发展钢筋混妻凝土预成制桩和区钢桩的勤设桩工康艺有打局入式、拌压入式惰（静压腥式）和堂埋入式姜三种。龙前面提洗到筒式安柴油锤识冲式（街打入式贩）施工锄中存在曾一次公泰害。打杆入式和似压入式赵设桩工替艺在施乒工中产昏生挤土贡效应，锻使地基跨土隆起崖和水平川挤动，轨不同程秩度地对易邻近建识筑物和肠地下管雨线产生赌不良影熔响。4/2目4/2兰02333为了消除普一次公害接（振动、影噪声和油渴污飞溅）侵和挤土效挠应，日本土从20世纪60年代初期狂起开发出谨以低噪声挂、低振动若和无挤土叫效应为目粪标的埋入今式桩系列节工法，至似今共有80余种。附所谓埋弱入式桩轮工法是厌将预制鄙桩或钢匙管桩沉汤入到钻使成的孔帝中后，剑采用某山些手段氧增强桩唉承载力纯的工法罩。198秒7年在日本到埋入式桩哄工法占预沿制桩施工房诚的56%，至200滥0年该法析比例上肉升为78%。我国埋召入式桩的种园类很少萌，几乎胆是个空迷白点，孤这也正乔是给桩饺基施工宰企业发伯展和上赚升提供富良好的朽空间。4/24难/202未334中掘施工崭法桩中掘施寨工法桩狼是把小仗于桩径30~针40m蓄m的长螺旋显钻、或钻铅杆端部装引有搅拌翼贤片的螺旋食钻及钻斗矛钻等插入坚桩的中空概部，在钻恶头附近的维地层连续龟钻进，使环土沿中空甩部上升，宜从桩顶排锣土的同时善将桩沉设场。在施工晌中通常将粱桩端注入催压缩空气迷和水，促破进钻进的买同时也使蚕桩沉设顺那利。为使灭桩获得更他大的承载飘力，桩埋棚入孔中后欢可分别采糊用量终打翼击方式、易桩端加固睬方式或扩毯大头加固茄方式。按都中掘埋入盗工艺、钻授机、承载膜力发挥方鉴法及采用诸的预制桩奸种类等，寇中掘施工辜法桩又可级细分为40余种桩慌型。4/24兆/202将335预先钻辨孔法桩预先钻迫孔法，泳即边钻竟孔边排炸土然后著将桩插矛入孔内门，最后军再将桩美打入或夕压入孔胞内。为华增大桩服侧摩阻婆力，可组在孔内呼预先填烦充砂浆宅、水泥察浆、膨慕润土与砍水泥浆弦混合液降等，然济后将桩捞插入，饺以利用敬填充材映料与地绪层间的饰摩阻力灰。桩端承民载力的挥发挥方棋法有最明终打击仰或压入扇法、桩梦端水泥末浆加固需法、扩帝大头加慌固法和捆桩端作对用特殊柄刀刃的报回转法均。预先钻轨孔埋入长式桩亦浩可分为保40余摩种。4/2长4/2慨023368.向组红合式工艺征桩方向发胞展由于承愉载力的服要求，烤环境保彻护的要泳求及工凶程地质愈与水文可地质条剥件的限暂制等，姻采用单贱一工艺场的桩型颤往往满潜足不了恋工程要灿求，实馅践中经仗常出现准组合式雹工艺桩萝。例如，稍钻孔扩马底灌注屿桩有成厨直孔和绢扩孔两惩个工艺口；桩端累压力注崖浆桩有较成孔成嘱桩与成今桩后向困桩端地铸层注浆线两个工诉艺；预指钻孔打踢入式预贷制桩有档钻孔、汗注浆、抱插桩及统轻打（搏或压入欲）等工瓶艺。4/2辩4/2剥023379.向高午强度桩方剂向发展随着对打阀入式预制柄桩要求越杯来越高，叼诸如高承级载力、穿衡透硬夹层车、承受较讽高的打击乱应力及快威速交货等矿要求，普姿通钢筋混灵凝土桩（激简称R.C桩，混凝菠土强度等唇级为C25~讽C40）已满足你不了上述催要求，故啦预应力钢盟筋混凝土泄桩（简称P.C桩，混揪凝土