静压管桩的发展和应用

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静压管桩就是借助静力压桩机将预应力混凝土管桩压入地基土中的一种基础形式。压桩机根据加力部位的不同，可分为顶压式和抱压式以及其他形式，目前用得最多的是全液压抱压式压桩机。静压桩可分为静压方桩和静压管桩，目前用得最多的是静压管桩。

本文主要论述：静压管桩的发展历史、应用情况以及未来前景。

一、静压管桩的发展历史

全液压式压桩机静压预制桩施工法是我国独有的沉桩工法。全液压式压桩机尤其是全液压抱压式压桩机，是我国发明的，其施工工艺也是我国独创的，这是我国拥有自主知识产权的原创性的具有中国特色的新型桩工机械和压桩施工法。目前，这种压桩机不仅在国内大量使用，还出口到港澳台地区、俄罗斯和东南亚各国。

上世纪六七十年代使用的压桩机均是钢丝绳滑轮组加力的绳索式压桩机，最大压桩力不超过1200 kN。1975年～1977年间，武汉市建筑工程机械厂在武汉市建筑科学研究所研究发明的基础上，率先试制出压桩力为600 kN的全液压抱压式压桩机，其行走、转向、升降、吊桩、夹桩、压桩等工作全部液压自动化操作，从而使我国的静力压桩机的生产和使用跨入一个新时代。1982年该厂又研制出压桩力为800 kN的全液压抱压式压桩机，1984年又将这类压桩机的压桩力提高到1200 kN，1985年提高到1600 kN，1991年提高到2000 kN，以后又陆续研制出各种型号的大吨位压桩机，至上世纪九十年代末，该厂生产的YZY系列的全液压抱压式压桩机最大压桩力高达6500 kN。与此同时，湖南长沙山河工程机械制造有限公司，也研制出ZYJ系列全液压抱压式压桩机，最大压桩力达到8000 kN，还发明了新型的夹桩机构。目前，压桩机制造厂遍布全国，大小厂家约有近二十家。

广东地区从1988年底开始使用液压抱压式静力压桩机，当时由广东省基础工程公司引进武汉建筑工程机械厂研制的YZY-160型全液压抱压式压桩机，施压边长为300mm、350mm和400mm的预制混凝土方桩。1988年底在中山交通商业大厦完成了第一个静压桩基础工程，引起了许多工程界人士的关注。1991年广东省基础工程公司四位工程技术人员，在总结近20个静压桩基础工程经验的基础上，完成了《静压预制桩施工技术研究》的课题；1992年又编制了省级《静压预制桩工法》，有力地推动了广东地区乃至全国的静压预制桩的推广应用。

1994年以前，全液压抱压式压桩机只能施压预制钢筋混凝土方桩，最大压桩力一般为1600 kN～2400 kN，只能施压边长不大于400mm的预制混凝土方桩。到上世纪九十年代中期，由于压桩机最大压桩力冲破4000 kN大关，静压方桩的边长增大到450mm和500mm。

1994年10月，广东的地基专家吴天文高工与湖北省机械施工公司的工程技术人员共同攻关、改进抱桩用的夹桩机构，攻克了抱夹预应力管桩的技术难题，使静力压桩机施压预应力管桩在广东珠海市某高层建筑工地获得成功。这是静压桩施工技术在我省、我国的一个历史性突破，从此拓宽了静压桩的应用范围，使预应力管桩的应用特别是在城市内的应用找到了一条新路子，有力地推动预应力管桩的应用与发展。

1997年前，压桩机所夹持的预制桩都是放在压桩机的中央，由于压桩机至少有8m宽，所以与已有建筑物不足4m间距的边桩是无法施压的。1998年，湖南山河智能机械股份有限公司的科技人员又发明研制出一套可灵活装卸的压边桩设备，装上它可施压与已有建筑物仅70cm间距的边桩，从而又解决了静压桩机施工的一个难题。我国第一个压边桩的工程就在广州市东风中路边上的一栋住宅楼。这样，静压管桩的应用范围就更广泛。

二、静压管桩的应用情况

本人曾在2001年一篇《静压管桩将成为21世纪初广东应用最多的桩》的拙文中预测静压管桩是21世纪初期广东乃至全国应用最多的桩基型式。十年过去了，静压管桩也确实按本人的预测方向迅速发展，主要表现在：静压管桩应用量越来越多，导致静压方桩应用量越来越少。液压式静压压桩机可施压预制方桩和预应力管桩，因为预应力管桩在桩身制作质量、接头可靠度、耐打性、用材节省等方面远远胜过预制方桩。十年前广东尚有预制混凝土方桩厂20家左右，目前，只剩下二、三家，特别是生产预应力混凝土方桩的厂家在广东工民建行业中几乎销声匿迹。从1998年以来，广东地区应用管桩的数量逐年增加，特别是到2004年以后，广东每年应用的管桩数量均超过7000万m，到目前为止，广东共应用管桩达6亿m之多，占了全国用量的三分之一，珠三角地区许多城市的管桩应用量占到整个桩基应用量的80%以上，管桩成为广东工程技术人员首选的桩型，其中静压法施工的管桩即静压管桩的用量占管桩总用量的一半以上，其余不到一半是锤击式管桩基础。广东到目前为止，尚未使用过离心成型的预应力混凝土方桩，因为这种离心方桩从理论上和实际上都存在着无法克服的先天不足。从理论上讲，离心方桩是无法离心成十分匀质的桩体，其桩体混凝土的均匀性、密实性无法与离心管桩相比，其四角的混凝土电通量达不到1000C；从实际上看，离心方桩侧边中间钢筋的混凝土保护层最多也只能做成2.5cm，而预应力管桩可达到4cm甚至更大，只有Φ300管桩的保护层才2.5cm，而这种Φ300管桩只能用到一般性的建筑工程中，以后会逐步淘汰掉。另外，离心方桩经不起高压蒸养，四角的应力集中会导致桩体混凝土出现许多裂缝。所以，广东不加以推广，这与十年前广东不推广薄壁管桩一样，当时认为薄壁管桩的耐久性有问题 。本人认为，一个工程技术人员，不仅在技术上要有创新精神，更重要的要有社会责任，要为子孙后代留下质地优良、耐久性好的工程基础，这样才对得起社会，对得起人民，对得起子孙后代。

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