靜壓管樁的發(fā)展和應用

靜壓管樁就是借助靜力壓樁機將預應力混凝土管樁壓入地基土中的一種基礎形式。壓樁機根據(jù)加力部位的不同，可分為頂壓式和抱壓式以及其他形式，目前用得最多的是全液壓抱壓式壓樁機。靜壓樁可分為靜壓方樁和靜壓管樁，目前用得最多的是靜壓管樁。

本文主要論述：靜壓管樁的發(fā)展歷史、應用情況以及未來前景。

一、靜壓管樁的發(fā)展歷史

全液壓式壓樁機靜壓預制樁施工法是我國獨有的沉樁工法。全液壓式壓樁機尤其是全液壓抱壓式壓樁機，是我國發(fā)明的，其施工工藝也是我國獨創(chuàng)的，這是我國擁有自主知識產(chǎn)權的原創(chuàng)性的具有中國特色的新型樁工機械和壓樁施工法。目前，這種壓樁機不僅在國內(nèi)大量使用，還出口到港澳臺地區(qū)、俄羅斯和東南亞各國。

上世紀六七十年代使用的壓樁機均是鋼絲繩滑輪組加力的繩索式壓樁機，最大壓樁力不超過1200 kN。1975年～1977年間，武漢市建筑工程機械廠在武漢市建筑科學研究所研究發(fā)明的基礎上，率先試制出壓樁力為600 kN的全液壓抱壓式壓樁機，其行走、轉(zhuǎn)向、升降、吊樁、夾樁、壓樁等工作全部液壓自動化操作，從而使我國的靜力壓樁機的生產(chǎn)和使用跨入一個新時代。1982年該廠又研制出壓樁力為800 kN的全液壓抱壓式壓樁機，1984年又將這類壓樁機的壓樁力提高到1200 kN，1985年提高到1600 kN，1991年提高到2000 kN，以后又陸續(xù)研制出各種型號的大噸位壓樁機，至上世紀九十年代末，該廠生產(chǎn)的YZY系列的全液壓抱壓式壓樁機最大壓樁力高達6500 kN。與此同時，湖南長沙山河工程機械制造有限公司，也研制出ZYJ系列全液壓抱壓式壓樁機，最大壓樁力達到8000 kN，還發(fā)明了新型的夾樁機構(gòu)。目前，壓樁機制造廠遍布全國，大小廠家約有近二十家。

廣東地區(qū)從1988年底開始使用液壓抱壓式靜力壓樁機，當時由廣東省基礎工程公司引進武漢建筑工程機械廠研制的YZY-160型全液壓抱壓式壓樁機，施壓邊長為300mm、350mm和400mm的預制混凝土方樁。1988年底在中山交通商業(yè)大廈完成了第一個靜壓樁基礎工程，引起了許多工程界人士的關注。1991年廣東省基礎工程公司四位工程技術人員，在總結(jié)近20個靜壓樁基礎工程經(jīng)驗的基礎上，完成了《靜壓預制樁施工技術研究》的課題；1992年又編制了省級《靜壓預制樁工法》，有力地推動了廣東地區(qū)乃至全國的靜壓預制樁的推廣應用。

1994年以前，全液壓抱壓式壓樁機只能施壓預制鋼筋混凝土方樁，最大壓樁力一般為1600 kN～2400 kN，只能施壓邊長不大于400mm的預制混凝土方樁。到上世紀九十年代中期，由于壓樁機最大壓樁力沖破4000 kN大關，靜壓方樁的邊長增大到450mm和500mm。

1994年10月，廣東的地基專家吳天文高工與湖北省機械施工公司的工程技術人員共同攻關、改進抱樁用的夾樁機構(gòu)，攻克了抱夾預應力管樁的技術難題，使靜力壓樁機施壓預應力管樁在廣東珠海市某高層建筑工地獲得成功。這是靜壓樁施工技術在我省、我國的一個歷史性突破，從此拓寬了靜壓樁的應用范圍，使預應力管樁的應用特別是在城市內(nèi)的應用找到了一條新路子，有力地推動預應力管樁的應用與發(fā)展。

1997年前，壓樁機所夾持的預制樁都是放在壓樁機的中央，由于壓樁機至少有8m寬，所以與已有建筑物不足4m間距的邊樁是無法施壓的。1998年，湖南山河智能機械股份有限公司的科技人員又發(fā)明研制出一套可靈活裝卸的壓邊樁設備，裝上它可施壓與已有建筑物僅70cm間距的邊樁，從而又解決了靜壓樁機施工的一個難題。我國第一個壓邊樁的工程就在廣州市東風中路邊上的一棟住宅樓。這樣，靜壓管樁的應用范圍就更廣泛。

二、靜壓管樁的應用情況

本人曾在2001年一篇《靜壓管樁將成為21世紀初廣東應用最多的樁》的拙文中預測靜壓管樁是21世紀初期廣東乃至全國應用最多的樁基型式。十年過去了，靜壓管樁也確實按本人的預測方向迅速發(fā)展，主要表現(xiàn)在：靜壓管樁應用量越來越多，導致靜壓方樁應用量越來越少。液壓式靜壓壓樁機可施壓預制方樁和預應力管樁，因為預應力管樁在樁身制作質(zhì)量、接頭可靠度、耐打性、用材節(jié)省等方面遠遠勝過預制方樁。十年前廣東尚有預制混凝土方樁廠20家左右，目前，只剩下二、三家，特別是生產(chǎn)預應力混凝土方樁的廠家在廣東工民建行業(yè)中幾乎銷聲匿跡。從1998年以來，廣東地區(qū)應用管樁的數(shù)量逐年增加，特別是到2004年以后，廣東每年應用的管樁數(shù)量均超過7000萬m，到目前為止，廣東共應用管樁達6億m之多，占了全國用量的三分之一，珠三角地區(qū)許多城市的管樁應用量占到整個樁基應用量的80%以上，管樁成為廣東工程技術人員首選的樁型，其中靜壓法施工的管樁即靜壓管樁的用量占管樁總用量的一半以上，其余不到一半是錘擊式管樁基礎。廣東到目前為止，尚未使用過離心成型的預應力混凝土方樁，因為這種離心方樁從理論上和實際上都存在著無法克服的先天不足。從理論上講，離心方樁是無法離心成十分勻質(zhì)的樁體，其樁體混凝土的均勻性、密實性無法與離心管樁相比，其四角的混凝土電通量達不到1000C；從實際上看，離心方樁側(cè)邊中間鋼筋的混凝土保護層最多也只能做成2.5cm，而預應力管樁可達到4cm甚至更大，只有Φ300管樁的保護層才2.5cm，而這種Φ300管樁只能用到一般性的建筑工程中，以后會逐步淘汰掉。另外，離心方樁經(jīng)不起高壓蒸養(yǎng)，四角的應力集中會導致樁體混凝土出現(xiàn)許多裂縫。所以，廣東不加以推廣，這與十年前廣東不推廣薄壁管樁一樣，當時認為薄壁管樁的耐久性有問題。本人認為，一個工程技術人員，不僅在技術上要有創(chuàng)新精神，更重要的要有社會責任，要為子孫后代留下質(zhì)地優(yōu)良、耐久性好的工程基礎，這樣才對得起社會，對得起人民，對得起子孫后代。

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