桩基与人类共同发展的故事

发布于：2021-08-25 09:51:25 来自：施工技术/茶余饭后 [复制转发]

古代桩基发展

早在有文字记载的史前，人类采用桩支撑来构筑遮风挡雨的住房。在新石器时代人们在湖泊和沼泽地里栽木桩筑平台修建居住场所来防止猛兽侵犯。最先出现的高架木屋，采用的是干阑式建筑，先民不仅用来居住，而且也作仓储和圈养牲畜之用。特别是在地基条件不良的河谷和冲洪积层采用木桩是最好的选择。

木屋桩基

中国考古学家于1973年和1978年相继在浙江省东部余姚市河姆渡的原始村落发掘出最早的约4万平方米的木桩结构遗存。到宋代，桩基技术已经比较成熟。在《营造法式》中载有临水筑基一节。到了明、清两代，桩基技术更趋完善，如清代《工部工程做法》一书对桩基的选料、布置和施工方法等方面都有了规定。从北宋一直保存在上海市龙华镇龙华塔(建于北宋太平兴国二年,977年)和山西太原市晋祠圣母殿(建于北宋天圣年间，1023～1031年)，都是中国现存的采用桩基的古建筑。

山西太原市晋祠圣母殿

近代桩基发展

19世纪后期，国际上生产了混凝土桩和钢筋混凝土桩，中国随之于20世纪20年代开始采用钢筋混凝土预制桩和灌注桩，从而出现了木桩、混凝土桩和钢筋混凝土桩三者并举的时期。著名的杭州钱塘江大桥（建成于1937年），就是同时采用了木桩和钢筋混凝土预制桩。

中华人民共和国成立之前，20世纪20年代或稍晚一些，在软弱地基上建造3～4层的房屋，常用的都是木桩，一般都是几米长，大头直径约Ф300mm。直至20世纪30年代上海外滩号称万国建筑博览会的许多大型建筑物，也大多采用木桩或是木桩上端接上一段混凝土桩管的复合桩。1943年，中华人民共和国成立前我国第一高楼——上海国际饭店，高83.8米，地下二层，地上22层，常称24层，是我国历史上采用木桩支撑的最高建筑和最后一座高楼。

上海国际饭店

中华人民共和国成立之后桩基础得到大规模应用与发展，改革开放之后的30年桩基础工程进入鼎盛时期，20世纪50年代首先在一些大型工程中采用钢筋混凝土预制桩，取得了桩基设计施工的初步经验，建立了自己的施工队伍和装备，打下了桩基工程行业发展的基础。

20世纪60年代，钻孔灌注桩和爆扩桩迅速发展，为在不同地层中应用桩基础提供了可能性，也推动了桩基的科学研究。20世纪70年代早期的桩型主要是预制桩，打桩设备最大为100kN单动蒸汽锤，最大冲击力为3600kN，很难贯入中密的砂层。从宝钢开始，在桩型上引进了日本的钢管桩和打桩设备，柴油锤取代了蒸汽锤，大大增加了锤击能量和入土深度，满足了工程规模不断扩大、结构荷重不断提高的要求。除了钢管桩以外，上海地区和一些重大电力工程中也应用了H型钢桩，由于H型钢穿透能力较强，在特殊地质条件下有一定的适应性，因此也是钢桩中常用的一种桩型。

近代桩基施工现场

现代桩基发展

随着国内经济快速的发展，城镇化进程在不断推进，城市用地越发紧张，人们向地下要空间的欲望越来越强，地下空间得到了前所未有的开发。随着地下工程的发展，桩基从原来的主要用于主体结构的受力桩和抗拔桩，细化出用于基坑围护结构的受力桩和功能止水、加固桩。比较典型的有：钻孔灌注桩、地下连续墙、SMW工法桩、FCW工法桩。

钻孔灌注桩

钻孔灌注桩是通过钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。它存在以下特点：

1、与沉入桩中的锤击法相比，施工噪声和震动要小的多；

2、能建造比预制桩的直径大的多的桩；

3、在各种地基上均可使用；

4、施工质量的好坏对桩的承载力影响很大；

5、因混凝土是在泥水中灌注的，因此混凝土质量较难控制。

钻孔灌注桩

地下连续墙

地下连续墙就是用专用设备沿着深基础或地下构筑周边采用泥浆护壁开挖出一条具有一定宽度与深度的沟槽，在槽内设置钢筋笼，采用导管法在泥浆中浇筑混凝土，筑成一单元墙段，依次顺序施工，以某种接头方法连接成的一道连续的地下钢筋混凝土墙，以便基坑开挖时防渗、挡土，作为邻近建筑物基础的支护以及直接成为承受直接荷载的基础结构的一部分。地下连续墙的优点是对邻近建筑物和地下管线的影响较小，施工时无噪音、无振动，属低公害的施工方法。

地下连续墙

SMW工法桩

SMW工法是以多轴型钻掘搅拌机(目前多使用三轴水泥土搅拌桩机、五轴水泥土搅拌桩机)在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。