靜壓管樁的發(fā)展和應(yīng)用

靜壓管樁就是借助靜力壓樁機(jī)將預(yù)應(yīng)力混凝土管樁壓入地基土中的一種基礎(chǔ)形式。壓樁機(jī)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(jī)。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(yīng)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(jī)靜壓預(yù)制樁施工法是我國獨(dú)有的沉樁工法。全液壓式壓樁機(jī)尤其是全液壓抱壓式壓樁機(jī)，是我國發(fā)明的，其施工工藝也是我國獨(dú)創(chuàng)的，這是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性的具有中國特色的新型樁工機(jī)械和壓樁施工法。目前，這種壓樁機(jī)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(jì)六七十年代使用的壓樁機(jī)均是鋼絲繩滑輪組加力的繩索式壓樁機(jī)，最大壓樁力不超過1200 kN。1975年～1977年間，武漢市建筑工程機(jī)械廠在武漢市建筑科學(xué)研究所研究發(fā)明的基礎(chǔ)上，率先試制出壓樁力為600 kN的全液壓抱壓式壓樁機(jī)，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(jī)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(jī)，1984年又將這類壓樁機(jī)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(jī)，至上世紀(jì)九十年代末，該廠生產(chǎn)的YZY系列的全液壓抱壓式壓樁機(jī)最大壓樁力高達(dá)6500 kN。與此同時，湖南長沙山河工程機(jī)械制造有限公司，也研制出ZYJ系列全液壓抱壓式壓樁機(jī)，最大壓樁力達(dá)到8000 kN，還發(fā)明了新型的夾樁機(jī)構(gòu)。目前，壓樁機(jī)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(jī)，當(dāng)時由廣東省基礎(chǔ)工程公司引進(jìn)武漢建筑工程機(jī)械廠研制的YZY-160型全液壓抱壓式壓樁機(jī)，施壓邊長為300mm、350mm和400mm的預(yù)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(chǔ)工程，引起了許多工程界人士的關(guān)注。1991年廣東省基礎(chǔ)工程公司四位工程技術(shù)人員，在總結(jié)近20個靜壓樁基礎(chǔ)工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，完成了《靜壓預(yù)制樁施工技術(shù)研究》的課題；1992年又編制了省級《靜壓預(yù)制樁工法》，有力地推動了廣東地區(qū)乃至全國的靜壓預(yù)制樁的推廣應(yīng)用。

1994年以前，全液壓抱壓式壓樁機(jī)只能施壓預(yù)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(yù)制混凝土方樁。到上世紀(jì)九十年代中期，由于壓樁機(jī)最大壓樁力沖破4000 kN大關(guān)，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(jī)械施工公司的工程技術(shù)人員共同攻關(guān)、改進(jìn)抱樁用的夾樁機(jī)構(gòu)，攻克了抱夾預(yù)應(yīng)力管樁的技術(shù)難題，使靜力壓樁機(jī)施壓預(yù)應(yīng)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(shù)在我省、我國的一個歷史性突破，從此拓寬了靜壓樁的應(yīng)用范圍，使預(yù)應(yīng)力管樁的應(yīng)用特別是在城市內(nèi)的應(yīng)用找到了一條新路子，有力地推動預(yù)應(yīng)力管樁的應(yīng)用與發(fā)展。

1997年前，壓樁機(jī)所夾持的預(yù)制樁都是放在壓樁機(jī)的中央，由于壓樁機(jī)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(jī)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(shè)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(jī)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(fēng)中路邊上的一棟住宅樓。這樣，靜壓管樁的應(yīng)用范圍就更廣泛。

二、靜壓管樁的應(yīng)用情況

本人曾在2001年一篇《靜壓管樁將成為21世紀(jì)初廣東應(yīng)用最多的樁》的拙文中預(yù)測靜壓管樁是21世紀(jì)初期廣東乃至全國應(yīng)用最多的樁基型式。十年過去了，靜壓管樁也確實(shí)按本人的預(yù)測方向迅速發(fā)展，主要表現(xiàn)在：靜壓管樁應(yīng)用量越來越多，導(dǎo)致靜壓方樁應(yīng)用量越來越少。液壓式靜壓壓樁機(jī)可施壓預(yù)制方樁和預(yù)應(yīng)力管樁，因?yàn)轭A(yù)應(yīng)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(yuǎn)遠(yuǎn)勝過預(yù)制方樁。十年前廣東尚有預(yù)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(yù)應(yīng)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(yīng)用管樁的數(shù)量逐年增加，特別是到2004年以后，廣東每年應(yīng)用的管樁數(shù)量均超過7000萬m，到目前為止，廣東共應(yīng)用管樁達(dá)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(yīng)用量占到整個樁基應(yīng)用量的80%以上，管樁成為廣東工程技術(shù)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(chǔ)。廣東到目前為止，尚未使用過離心成型的預(yù)應(yīng)力混凝土方樁，因?yàn)檫@種離心方樁從理論上和實(shí)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(shí)性無法與離心管樁相比，其四角的混凝土電通量達(dá)不到1000C；從實(shí)際上看，離心方樁側(cè)邊中間鋼筋的混凝土保護(hù)層最多也只能做成2.5cm，而預(yù)應(yīng)力管樁可達(dá)到4cm甚至更大，只有Φ300管樁的保護(hù)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(yīng)力集中會導(dǎo)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(dāng)時認(rèn)為薄壁管樁的耐久性有問題。本人認(rèn)為，一個工程技術(shù)人員，不僅在技術(shù)上要有創(chuàng)新精神，更重要的要有社會責(zé)任，要為子孫后代留下質(zhì)地優(yōu)良、耐久性好的工程基礎(chǔ)，這樣才對得起社會，對得起人民，對得起子孫后代。

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