我國基礎(chǔ)工程施工技術(shù)與設(shè)備的新進(jìn)展
近幾年隨著我國基本建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，特別是一些重大工程的相繼開工建設(shè)，基礎(chǔ)施工領(lǐng)域也出現(xiàn)了一些新的施工工法，與之相適應(yīng)新的施工設(shè)備也得到前所未有的發(fā)展。如深基坑工程與施工設(shè)備、筒樁技術(shù)與施工設(shè)備、大直徑鋼管樁鋼護(hù)筒工程與施工設(shè)備、全套管施工工法與設(shè)備、軟土地區(qū)旋挖鉆機(jī)施工技術(shù)、砂樁技術(shù)與施工設(shè)備等。
一．深基坑工程與設(shè)備
近20年來，我國各大中城市萬幢高樓拔地而起，10層以上的建筑物已逾1億平方米；其中高度超過100m的建筑物已有約200座。上海金茂大廈高420.5m，深圳地王大廈高325m，廣州中天大廈高322m，它們躋身于當(dāng)今世界20座超級(jí)巨廈之列，令人矚目。同時(shí)，這些已建和在建的超高大樓，其基坑深度已逐漸由6m、8m發(fā)展至10m、20m以上。伴隨著這些工程的實(shí)施，深基坑工程的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)已取得了長足進(jìn)步。
當(dāng)基坑深度大于10m時(shí)，可考慮采用地下連續(xù)墻，或SMW工法連續(xù)墻，并根據(jù)需要設(shè)置支撐或錨桿。
下面主要介紹地下連續(xù)墻和SMW工法連續(xù)墻及施工設(shè)備：
1．地下連續(xù)墻工法及施工設(shè)備
地下連續(xù)墻工法于五十年代起源于意大利，由于具有良好的防滲及承載能力，在發(fā)達(dá)國家被廣泛用于大深度基坑的支護(hù)。我國近二十年來地下連續(xù)墻技術(shù)也得到迅猛發(fā)展，上海、廣州、北京、深圳、天津、福州、杭州等地已在高層建筑和地鐵車站等數(shù)百項(xiàng)工程中應(yīng)用地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)，如上海人民廣場地下變電站（基坑深23.8m，直徑64m，為我國最大直徑圓筒形地下連續(xù)墻）；上海徐家匯地鐵車站基坑開挖寬23m、深22m、長660m；上海河流污水治理工程的彭浦泵站基坑深26.45m。上海延安東路隧道1號(hào)風(fēng)塔、福州世界金龍大廈（地下3層）、上海恒積大廈（地下4層）、天津紫金花園商住樓（地下3層）、北京地鐵大北窯車站、上海地鐵黃陂路車站、陜西路車站、常熟路車站等，均以地下連續(xù)墻為擋土墻兼作地下室外墻。
地下連續(xù)墻主要分為板墻式和柱列式兩種，其中板墻式地下連續(xù)墻是世界各國目前使用最多的地下連續(xù)墻，一般采用抓斗等施工設(shè)備來建造，該類施工具有以下特點(diǎn)：(1)振動(dòng)、噪音、污染少，對(duì)周圍環(huán)境影響??；(2)適用地層范圍較廣，可以從軟地層到卵、漂石層、從風(fēng)化巖到堅(jiān)硬花崗巖等各種復(fù)雜地層中施工；(3)墻體質(zhì)量好，墻體連續(xù)均勻，防水性高并可作承重墻；(4)施工能力范圍大，世界上最深170m、最厚3.2m、最薄20cm的連續(xù)墻，均為板墻式連續(xù)墻。
建造板墻式連續(xù)墻的施工工藝和施工設(shè)備較多，主要的施工設(shè)備有：鋼絲繩抓斗、液壓導(dǎo)板式抓斗、導(dǎo)桿式抓斗、混合抓斗、鏈?zhǔn)酵诓蹤C(jī)等，以上設(shè)備在我國大都屬空白，到現(xiàn)在為止，以液壓抓斗為主導(dǎo)的各種連續(xù)墻施工設(shè)備已進(jìn)口150多臺(tái)，遍及全國基本建設(shè)部門。目前我國已建成地下連續(xù)墻約有700萬m2，但施工設(shè)備還主要依賴進(jìn)口。主要有德國寶峨、利勃海爾、Leffer、意大利土力、卡薩格蘭地、日本真砂等。國內(nèi)目前只有上海金泰工程機(jī)械有限公司于2005年開發(fā)成功的小型液壓抓斗，最大成槽寬度1.2米，最大成槽深度60米。由于液壓導(dǎo)板式抓斗具有抓斗升降速度快、閉斗力大、挖槽能力強(qiáng)、施工效率高、施工深度大、成墻厚度大、成墻精度高（自動(dòng)糾偏裝置）等特點(diǎn)，所以使用量最大。
2．SMW工法連續(xù)墻及施工設(shè)備
SMW工法是Soil-MixingWall的簡稱，最早由日本成幸工業(yè)株式會(huì)社于1976年開發(fā)成功。SMW工法是利用專門的多軸鉆孔機(jī)（一般為三軸）就地鉆進(jìn)切削土體，同時(shí)在鉆頭端部將水泥漿液注入土體，經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌虾?，再將H型鋼或其他型材插入攪拌樁體內(nèi)，形成地下連續(xù)墻體，將其直接作為擋土或止水結(jié)構(gòu)。該工法取代原有的鉆孔灌注樁和止水帷幕的圍護(hù)方法，具有施工速度快、止水效果好、工程造價(jià)低、無污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有推廣前途的施工工藝。SMW工法在上海、天津、南京、杭州等地已經(jīng)推廣使用。
我國SMW工法施工用多軸鉆孔機(jī)初期全部從日本進(jìn)口，如日本三和機(jī)材、三和機(jī)工，主要以二手機(jī)為主，價(jià)格昂貴，設(shè)備的短缺嚴(yán)重制約了SMW工法在我國的推廣應(yīng)用。國產(chǎn)第一臺(tái)同類鉆機(jī)由北京建筑機(jī)械化研究院于1998年開發(fā)成功，經(jīng)過近幾年的發(fā)展國內(nèi)現(xiàn)已有北京建研、北京三一、北京首鋼泰晟、上海金泰、上海工程、浙江振中等公司生產(chǎn)多種規(guī)格的SMW工法用多軸鉆孔機(jī)，已完全能夠滿足國內(nèi)施工的需要。近兩年進(jìn)口的多軸鉆機(jī)已很少。
二、大直徑現(xiàn)澆薄壁筒樁及施工設(shè)備
1．筒樁技術(shù)簡介
現(xiàn)澆薄壁筒樁技術(shù)是近幾年來開發(fā)的樁基礎(chǔ)技術(shù)，因其可大量節(jié)省混凝土（一般＞40％）、無泥漿污染、施工速度快捷、擠土效應(yīng)相對(duì)較少、設(shè)計(jì)樁徑不受限制、樁身整體質(zhì)量有保證、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，在高速鐵路及公路軟地基處理、填海及碼頭工程、深基坑支護(hù)、普通建筑物的基礎(chǔ)處理等方面得到了迅速的應(yīng)用。
所謂大直徑現(xiàn)澆薄壁筒樁，其外徑一般在Φ1000～Φ2000之間，壁厚為150㎜～200㎜，利用內(nèi)外兩層鋼管，底部裝有預(yù)制的環(huán)形樁尖，用振動(dòng)錘將鋼管打入地下，然后在兩鋼管之間插入環(huán)形鋼筋籠，邊振拔邊澆注混凝土，形成一個(gè)薄壁筒形樁體。由于預(yù)制的混凝土樁尖設(shè)計(jì)有一定角度，在沉管過程中，土不是被擠向周圍而是擠入內(nèi)管中，所以樁的擠土效應(yīng)較小，而樁具有兩個(gè)摩擦面，樁的承載力顯著提高。
2．施工設(shè)備
目前筒樁的施工設(shè)備主要是大型振動(dòng)錘（電動(dòng)、液壓），現(xiàn)有的電動(dòng)振動(dòng)錘由于功率小，激振力小，噪音大，一般用于郊外軟土地區(qū)施工直徑相對(duì)較小的筒樁。對(duì)于直徑較大、地質(zhì)條件復(fù)雜以及城區(qū)的施工則難以滿足要求。而利用高頻液壓振動(dòng)錘進(jìn)行筒樁施工，即能發(fā)揮振動(dòng)沉樁的優(yōu)勢，又具備高頻液壓振動(dòng)錘所特有的大功率、大激振力、大拔樁力、振動(dòng)波及范圍小等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)高頻液壓振動(dòng)錘具有體積小、重量輕的特點(diǎn)，在性能相近的情況下，高頻液壓振動(dòng)錘的重量約為電動(dòng)錘的50％左右。
由于筒樁施工時(shí)需要兩個(gè)大直徑的內(nèi)外鋼管，樁管重量遠(yuǎn)大于通常的振動(dòng)沉管，另外拔樁阻力也特別大，所以筒樁施工還需要型樁架。[Page]
在溫州靈昆島海堤護(hù)岸工程施工中，樁徑1米，深28米的筒樁施工就是采用300噸靜壓樁機(jī)改造的樁架，樁架高度40米，拔樁力達(dá)150噸。振動(dòng)錘選用的是美國APE公司生產(chǎn)的200M型液壓振動(dòng)錘，激振力200噸。實(shí)際施工中振動(dòng)錘還是偏小，只能沉十幾米，后來施工單位將振動(dòng)錘進(jìn)行加壓改造，才沉到設(shè)計(jì)深度。
三、大直徑鋼管樁、鋼護(hù)筒工程及設(shè)備
近幾年我國有數(shù)座大型的跨江跨海大橋在開工建設(shè)，如長江蘇通大橋（南通－蘇州）、南京長江三橋、東海大橋（上海南匯蘆潮港－寧波大小洋山島），杭州灣大橋（乍浦－慈溪）等。這些大橋的主要工程就是基礎(chǔ)施工，一般橋墩采用大直徑大深度鋼管樁作為基礎(chǔ)，最大的鋼管樁直徑達(dá)1.6m，長88m。施工設(shè)備主要是打樁船和大噸位柴油錘、大噸位液壓錘。如上海工程機(jī)械廠生產(chǎn)D160、D180柴油錘，荷蘭IHC公司進(jìn)口的液壓錘。大橋的主橋墩由大直徑混凝土灌注樁組成的群樁作為基礎(chǔ)，如蘇通大橋最大樁的樁徑2.8m，樁深120m；杭州灣大橋最大樁的樁徑3.0m，樁深122m。在水上施工大直徑灌注樁必須首先將大直徑鋼護(hù)筒沉入水中并入土一定深度。如蘇通大橋鋼護(hù)筒直徑2.85m，長度69m，重量120t，入土深度35m；杭州灣大橋鋼護(hù)筒直徑3.1m，長度52m，入土深度30m。
蘇通大橋和杭州灣打入鋼護(hù)筒采用是浙江振中工程機(jī)械有限公司生產(chǎn)的2臺(tái)DZJ200可調(diào)偏心力矩電動(dòng)振動(dòng)錘（雙錘聯(lián)動(dòng)），和美國ICE公司生產(chǎn)的2臺(tái)V360液壓振動(dòng)錘（雙錘聯(lián)動(dòng)）；武漢天興州公路鐵路兩用大橋沉設(shè)鋼護(hù)筒采用的是美國APE公司的兩臺(tái)400B液壓振動(dòng)錘（聯(lián)動(dòng)），待鋼護(hù)筒沉設(shè)完畢，再在?