探讨基础施工技术技巧与桩工机械发展

　　基础施工是现代建筑工程的根本，是建筑质量的保障。近年来随着我国建筑事业的不断发展，基础施工技术技巧有了较大的突破，与之匹配的桩工机械也得到了飞速的发展，本文对基础施工技术技巧与桩工机械的发展进行了具体的探讨。

　　《机械设计》(月刊)创刊于1983年，由中国机械工程学会;机械设计分会;天津市机械工程学会;天津市机电工业科技信息研究所主办。是中国机械工程学会机械设计会会刊，中文核心期刊，中国科技论文统计用刊，研究生教育指定中文重要期刊。

　　1引言：随着现代经济与科技的高速发展，我国建筑行业的建设规模和建设水平也得到了前所未有的提高，尤其是在近几十年，我国成功建成了许多规模庞大、技术水平较高的高端建筑物。当然，在所有的建筑工程中，基础施工是整个工程的质量根基，是保证建筑物整体质量的关键所在。但基础施工是一项复杂又高难的任务，其中包含较为复杂的技术、技巧，且基础施工往往会受到各种客观环境和主观因素的影响，其中对基础施工质量影响较大的因素就是桩工机械。因此，桩式机械产品的技术水平对于基础施工来说十分重要，它的不断进步与发展是保证基础施工质量的前提条件，是基础施工技术技巧得以充分发挥的保障。本文将对基础施工的技术技巧与桩工机械发展进行分析和研究。

　　2基础施工技术技巧

　　2.1桩基础施工技术技巧：上世纪八十年代以来我国的基础施工技术得到很快的发展，我国各地均根据当地的土质特点、工艺技巧以及加固材料等方面，研发了较有成果的、复合当地特色的基础施工技术技巧。在传统的施工方法上又研生了许多新的施工技术技巧，如振冲法、排水固结法、深层水泥拌合法、高压喷射注浆法等。随着科技的不断发展，新型的基础形式不断出现，但长期以来应用较为广泛，且效果显著的基础形式仍然是桩基础。目前基础桩主要分为预制桩和灌注桩两类型：(一)预制桩：我国传统的基础形式是预制桩，预制桩可分为管桩、H型钢桩以及混凝土桩。管桩又可分为钢管桩、混凝土管桩以及钢管砼管桩。管桩的施工技术技巧主要有锤击法和静压法。由于锤击法施工对周围环境的影响较大，所以目前我国大部分地区比较常用的就是静压法。静压桩是在软土中，采用静压力将预制桩逐步压入土中的一种技术方法，所应用的压桩机械一般为液压静力压桩机。它主要由机架、行走机构、主液压千斤顶以及压桩夹头等组成。相对来讲静压法较为环保具有无噪音、节能、压桩速度快等优点，因此应用较为广泛。进行压桩时首先要采用起重机械将预制桩吊入液压千斤顶并进行加压，将预制桩同压桩夹头一起压入地下。松开夹紧千斤顶，主液压千斤顶将压桩的夹头再上提出下压的长度，重新夹紧后进行第二次压入，直到桩体全部压入为止。预制砼管桩在桩基础中所应用的比重较大，已经逐步取代了传统的实心混凝土桩。在我国一些跨度较大的桥梁中应用钢管桩的工程较多。(二)灌注桩：灌注桩是利用钻孔机钻孔，然后将混凝土灌注孔内。灌注桩所适用的范围较为广泛，且具有较高的承载力，对周围环境的影响也相对较小。灌注桩按其成孔的工艺分可分为干作业灌注桩、泥浆护壁成孔灌注桩、爆扩成孔灌注桩和套管成孔灌注桩等。如按照成孔方法可分为回转钻成孔、潜水钻成孔、冲击钻成等，目前回转钻成孔是较为普遍的灌注桩施工方法。灌注桩所应用的主要设备有螺旋钻机和潜水钻机两种。螺旋钻孔灌注桩是采用动力旋转钻杆，带动钻头的螺旋叶片旋转钻孔，土和碎石会沿着螺旋叶片排出孔外。成孔后的直径大约为30厘米左右，深度一般为8到12米。此桩较为适用于地下水位以上、一般粘土层、砂土以及人工填土的地基。而潜水成孔灌注桩则可以在水位以下应用，它是利用防水电机、减速机构以及钻头等构件组成的潜水钻机进行水下作业。成孔后放入钢筋笼，同时进行水下灌注。

　　2.2地下连续墙的技术技巧：当基坑的深度在10米以上时，应该考虑采用地下连续墙或者SMW工法连续墙，并根据现场情况设置支撑和锚杆。(一)地下连续墙：地下连续墙的施工方法起源于意大利，并在前苏联等发达国家得到了有效的推广。地下连续墙具有较好的防渗性和承载能力，近几十年来在我国也得到了飞速的发展，尤其在大型的深基坑工程中应用率较高。地下连续墙可分为板墙式和柱列式，其中使用较为广泛的是板墙式地下连续墙，在日本等发达国家板墙式地下连续墙所采用的施工机械主要有液压导板式抓斗、钢丝绳抓斗、混合抓斗等，目前在我国主要采用的是液压抓斗。(二)SMW工法连续墙：此种技术方法是由日本开发，它主要是采用专门的多轴钻孔机并同时将水泥浆注入土体，搅拌后再将型材插入桩体之内，形成地下连续墙，进行防渗或挡护。这种方法可以取代钻孔灌注桩和止水帷幕的围护方法，且施工快、效果好、造价低，有较大的推广价值。

　　3桩工机械的发展

　　我国的桩工机械生产和研发工作起步相对较晚，但几十年来的发展速度却非常迅猛，无论是市场规模和品牌竞争力都有了极大的进步，我国的部分桩工机械企业已经具备了相当强的技术和生产实力，且仍在持续的进步，逐步与世界先进水平接轨。

　　3.1旋挖钻机的发展：由于旋挖钻机具有较高的功率，施工效率较高，而且较为环保，所以非常符合我国地域广博的特点，是较为理想的桩工设备。国产的旋挖钻机起步较晚，2003年以前主要依靠进口，近年来国产原旋挖钻机已经占领了国内主要市场，并开始出口海外市场。从上世纪八十年代到现在，旋挖钻机的发展为我国的建设事业带来了巨大的动力。目前我国旋挖钻机的使用性能已经接近或达到了世界先进水平，钻孔的直径可以从1.25m~2.5m，输出的扭矩最大可以达到360KN/M，并不断的向大吨位方向发展。我国当前许多高铁的项目都应用了旋挖钻机。

　　3.2桩锤的发展：桩锤由筒式柴油锤、导杆式柴油锤、液压锤、振动锤等。在我国电动振动锤应用较广，目前国内生产的振动锤已经能够满足国内市场的需要。筒式柴油锤在国内与国外市场上都占有一定的比重，由上海工程机械厂引进德国技术开发生产的D220柴油锤是目前世界上最大的柴油锤。但是柴油锤存在噪音污染等公害问题使用率受到了一定的限制。高频液压振动锤依靠高频振动来实现压桩和拔桩，在上世纪九十年展已经较为成熟，我国从2006年开始有了自主研发的高频液压振动锤，并能够符合基础施工的技术需要。高频液压振动锤具有高效和环保的优点，应用前景较好。

　　3.3长螺旋钻机的发展：我国长螺旋钻机的生产企业较多，产品的性能水平相当，目前我国具有几个较大的长螺旋钻机生产基地，基本不用进口。但我国的长螺旋钻机施工工法较为单一，厂家与施工脱节情况较为严重，仍然需要进一步的改进，应该学习日本等国家的生产技术，深入开发一些适合软土层和卵石层等特殊土层的套管式长螺旋钻机，钻机的动力也应该向多速发展。

　　3.4多轴钻孔机的发展：SMW工法所应用的多轴钻孔机，前几年主要依赖日本进口，价钱较为昂贵，但随着我国经济的发展，目前我国已经有多家公司能够生产出SMW工法施工所用的多轴钻孔机，并能够满足国内施工的需求量。

　　结论：总之，我们在高度重视基础施工技术与技巧的同时，更要注重对桩工机械的研制与发展，虽然我国对桩工机械的制造已经取得了比较显著的成果，但仍要不断的借鉴国外的先进技术，并努力的开发国内技术人员的研制潜能，将我国的桩工机械产品水平不断的进行提升，从而推动基础施工技术、技巧的改进与发展，将我国的建筑事业推向新的高峰。

　　参考文献：

　　【1】甘行平，童品正，刘家荣日本桩工机械和基础施工方法现状

　　[J]探矿工程2006年第11期

　　【2】刘伟浅谈基础施工技术与桩工机械发展[J]建筑机械化2010

　　年2月

　　【3】殷文俊桩基础施工技术现状及趋势探究[J]工程技术