1、前言
隨著新世紀(jì)科技的發(fā)展，交通土建工程的勘測、設(shè)計(jì)、施工和管理都有了日新月異的變化，出現(xiàn)了許多新的領(lǐng)域和成果。為了提高我國交通土建工程領(lǐng)域的水平，加強(qiáng)該領(lǐng)域科技工作者的交流與合作。本文專題介紹一種新型的“可動(dòng)傳力樁（KDZ）及OG箱”專利成果。
可動(dòng)傳力樁（KDZ）及OG箱專利成果是現(xiàn)代工業(yè)液壓傳動(dòng)技術(shù)、液壓自動(dòng)控制技術(shù)與傳統(tǒng)基樁相結(jié)合的產(chǎn)物，該技術(shù)的應(yīng)用、研究與分析，將為基樁工程相關(guān)的勘測、設(shè)計(jì)、施工與檢驗(yàn)提供了新的思路、新的工藝、新的技術(shù)。
以下重點(diǎn)介紹：
（1）常規(guī)樁型的應(yīng)用現(xiàn)狀及問題；
（2）基于液壓及控制技術(shù)下的“可動(dòng)傳力樁”專利成果；
（3）通過液壓OG箱直接對其上下樁段施加壓力使樁進(jìn)行有控制的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)壓實(shí)樁端、提高并測定樁的承載潛能；
（4）通過液壓泵將水泥漿直接經(jīng)打開的OG箱對樁周巖土擠密置換改良，從而提高樁周承載潛能。
2、常規(guī)樁型的應(yīng)用現(xiàn)狀及問題的提出本文
依據(jù)樁基的擠土分類：常規(guī)樁可分為非擠壓就地澆灌式和擠壓貫入式基樁，在此分別被簡稱為樁型Ⅰ和樁型Ⅱ。樁型Ⅱ是對土實(shí)施擠壓處理后形成的樁，在同等樁材、同等樁周界面、無樁外地基土明顯沉降的情況下，樁型Ⅱ的承載力及效率要遠(yuǎn)高于樁型Ⅰ。
從承載性能上來看：樁型Ⅱ的樁周阻力（樁側(cè)與樁端阻力）能更好的同步發(fā)揮、共同協(xié)調(diào)工作，能充分調(diào)動(dòng)樁周地基巖土（含樁側(cè)及樁底地基巖土）的承載能力；樁型Ⅰ的樁周土擾動(dòng)（應(yīng)力松弛、泡水軟化作用）、樁側(cè)泥漿皮與樁端沉碴（大直徑樁的沉碴很難清除）的阻隔降低了樁周地基巖土能所提供的承載能力，樁周阻力很少能有機(jī)會(huì)同步發(fā)揮、共同協(xié)調(diào)工作，大直徑樁的同步發(fā)揮問題尤為明顯。
從施工控制及驗(yàn)證的角度來看：樁型Ⅰ的承載還會(huì)有較大的個(gè)體差異；其承載性能受樁周地基巖土的擾動(dòng)及樁周的阻隔等狀況、程度的不同而不同，諸如樁孔泥漿皮厚度、巖土擾動(dòng)破碎程度、樁底沉渣厚度等的不同都將影響著樁的事后承載力。
正因?yàn)槿绱?，樁的液壓注漿技術(shù)有了較快、較大的發(fā)展，它填補(bǔ)了樁型Ⅰ所存在的不足，一定程度上改善了常規(guī)樁側(cè)的狀況及承載，能有效提高樁側(cè)及樁底的承載力、減少沉降。
另外，大型基樁的整體承載力確定和施工細(xì)部改善與控制的驗(yàn)證也運(yùn)用了液壓技術(shù)，諸如樁基反壓法、自平衡法、載荷箱法、壓力盒法、囊壓法等測試技術(shù)，有效地填補(bǔ)了常規(guī)靜載測試法費(fèi)工費(fèi)時(shí)的問題，為大量工程提供了客觀的檢測數(shù)據(jù)，解決了工程實(shí)踐中的難題，避免基樁承載力出現(xiàn)大的失誤，其積極意義是重大而深遠(yuǎn)的，但它不能從根本上改善工程樁的樁周狀況及承載性能。
如何制定并保證大型樁科學(xué)經(jīng)濟(jì)有效工作的工藝技術(shù)方法？ 尤其是承載性能要求高、工藝不可靠、施工難度大的深大基樁、深入巖基樁等？如何從施工工藝技術(shù)及手段上保證和加強(qiáng)，能更好地直接有效地加固樁底、又能對樁側(cè)注漿、又能測試驗(yàn)證采取加固改善工藝前后的承載及性能呢？
3、可動(dòng)傳力樁的工作機(jī)理
在使用之前的常規(guī)工程樁型Ⅰ基本是靜止不動(dòng)的，從常規(guī)試驗(yàn)樁的測試分析得知：當(dāng)樁端沉降運(yùn)動(dòng)量大于樁底沉渣及擾動(dòng)巖土綜合厚度時(shí)，樁端巖土的承載性能就能得到較為充分的發(fā)揮；當(dāng)基樁的設(shè)計(jì)承載力較為保守時(shí)，樁端沉降運(yùn)動(dòng)量較小，樁端巖土的承載性能就不可能得到發(fā)揮。
試驗(yàn)樁的目的僅僅是對工程樁承載力及其位移量等承載性能的一種個(gè)體予知和檢驗(yàn)，不能改變工程樁中樁側(cè)及樁端巖土狀況，從而改善發(fā)揮樁周阻力。
雙液壓技術(shù)在樁中的重復(fù)循環(huán)應(yīng)用——可動(dòng)傳力樁——通過在樁體內(nèi)的OG箱的液壓傳動(dòng)技術(shù)，改善了樁型Ⅱ的不足，有效的解決上述幾個(gè)問題，同時(shí)又具備樁型Ⅰ的特點(diǎn)：通過在接近工程樁樁底的附近布設(shè)、予埋一個(gè)具有現(xiàn)代液壓工業(yè)及控制技術(shù)的液壓OG箱，讓原先靜止不動(dòng)的樁底部能進(jìn)行一定可控制的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)樁底沉降發(fā)生量（可達(dá)300mm以上）大于樁底沉渣及擾動(dòng)巖土綜合層厚度時(shí)，可實(shí)現(xiàn)液壓壓實(shí)樁底沉渣及擾動(dòng)巖土，使樁端巖土的承載性能得到較為充分的發(fā)揮，從而提高并且驗(yàn)證了樁底的承載性能。舉例說明：如某橋梁樁基2米直徑的樁底巖石風(fēng)化層，理論設(shè)計(jì)的極限承載僅為1000kpa，通過予埋在距樁底1米處的液壓OG箱測試發(fā)現(xiàn)：經(jīng)250mm的樁底予壓沉降過程，其[液壓壓力/累計(jì)沉降]從700kN/40mm—8000kN/150mm—25000kN/250mm，換算的樁底巖土實(shí)際承載力可到8000kpa，還可通過OG箱壓注水泥質(zhì)復(fù)合漿修復(fù)樁身并且對樁周界面擠密置換加固、提高樁側(cè)的承載性能；注漿完成后，還可通過液壓OG箱利用其上下樁段的抗頂推力和抗壓力形成的平衡力進(jìn)行基樁整體承載性能的確定或驗(yàn)證。
4、可動(dòng)傳力樁的工藝實(shí)現(xiàn)
4.1 可動(dòng)傳力樁的實(shí)現(xiàn)工藝
可動(dòng)傳力樁工藝技術(shù)在傳統(tǒng)施工工藝的基礎(chǔ)上，穿插加入了OG箱的投放工序、在后工藝中延伸擴(kuò)展增加了雙液壓工序組，也就是說，插入一個(gè)隨鋼筋籠投放液壓OG箱及外接管路并澆筑在樁底附近的予埋工序，另延伸增加一組對半成品樁底段施加液壓、樁側(cè)注漿二個(gè)并可重復(fù)或交叉使用的工序；其中的液壓工序能實(shí)現(xiàn)對樁底段的予擠壓壓實(shí)、承載性能的予知及對比驗(yàn)證功能；液壓注漿工序能實(shí)現(xiàn)對樁周巖土、沉渣的注漿加固功能；雙液壓工序及重復(fù)作業(yè)還可被用于樁土特性的研究、樁使用期的補(bǔ)救及壓力監(jiān)測等功能，將大大豐富可動(dòng)傳力樁的用途及樁研究的領(lǐng)域。
4.2 可動(dòng)傳力樁的工藝程序
4.2.1予估樁底段巖土性能及加固力、位移量的設(shè)定，確定OG箱的設(shè)計(jì)、制造；
4.2.2 常規(guī)樁成孔、清空后，根據(jù)事先確定的樁底段劃分設(shè)定，將OG箱的上下底板與樁段鋼筋籠主筋焊牢、將各種進(jìn)出管路與OG箱上予留的接口連接好并敷設(shè)在鋼筋籠中；
4.2.3 一同隨鋼筋籠將OG箱及管路投放在樁孔里并澆筑在樁身混凝土中；
4.2.4 待混凝土或者注漿物硬化達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后，由地面上的液壓油泵通過樁頂上的進(jìn)液管及OG箱對樁段逐級施加液壓，同時(shí)觀測記錄各級壓力下的油壓、油量、樁頂位移或樁身應(yīng)變；
4.2.6 由地面上的液壓注漿泵通過樁頂上的進(jìn)漿管及OG箱對樁周及樁底壓注水泥漿液，正常灌漿至設(shè)計(jì)漿量及設(shè)計(jì)壓力，維持5-10分鐘，同時(shí)觀察記錄壓力表、注漿量；
4.2.5 再重復(fù)循環(huán)液壓、注漿工序或交叉作業(yè)直至滿足要求為止，多次注漿作業(yè)須設(shè)置相應(yīng)根數(shù)的帶單向閥的進(jìn)漿管。
5、可動(dòng)傳力樁的用途
可動(dòng)傳力樁提供了一種新的技術(shù)工藝思路和可選擇的新樁型，完善并豐富了樁型Ⅰ的施工工藝及驗(yàn)證測試方法，為樁基相關(guān)的勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測、管理及科研等部門開創(chuàng)了新的天地，改善了基樁的可靠性，為提高樁的使用效率及安全管理開辟了新的方法。它有利于傳統(tǒng)工藝下常見的欠缺之處如無法予處理及驗(yàn)證的管理技術(shù)等問題的解決，對大直徑樁特別是重要性等級高、承載力及沉降等有特殊專用要求的樁的應(yīng)用有重大改善和應(yīng)用價(jià)值。該技術(shù)的適用性更強(qiáng)、專業(yè)化程度更高、技術(shù)含量更全，從而保證了生產(chǎn)出質(zhì)量可靠、效益更好、讓人放心的基樁產(chǎn)品。
可動(dòng)傳力樁（KDZ）工藝成果能有效提高、驗(yàn)證可動(dòng)傳力樁的承載性能與可靠性，通過改變樁底段及樁周土的可變動(dòng)狀態(tài)，充分挖掘了地下巖土的潛力使樁成為小變形、高承載、滿足設(shè)計(jì)要求的高性能樁——可動(dòng)傳力樁（KDZ）——又可予知、又可加固、又可修復(fù)、又可驗(yàn)證。
可動(dòng)傳力樁的成果屬新的樁基施工工藝新方法，它集樁底與樁側(cè)改良與驗(yàn)證為一體的綜合成套技術(shù)，應(yīng)用范圍廣、推廣價(jià)值高，可重點(diǎn)在大樁、地質(zhì)復(fù)雜、技術(shù)條件差的工程中使用。
隨著新世紀(jì)科技的發(fā)展，交通土建工程的勘測、設(shè)計(jì)、施工和管理都有了日新月異的變化，出現(xiàn)了許多新的領(lǐng)域和成果。為了提高我國交通土建工程領(lǐng)域的水平，加強(qiáng)該領(lǐng)域科技工作者的交流與合作。本文專題介紹一種新型的“可動(dòng)傳力樁（KDZ）及OG箱”專利成果。
可動(dòng)傳力樁（KDZ）及OG箱專利成果是現(xiàn)代工業(yè)液壓傳動(dòng)技術(shù)、液壓自動(dòng)控制技術(shù)與傳統(tǒng)基樁相結(jié)合的產(chǎn)物，該技術(shù)的應(yīng)用、研究與分析，將為基樁工程相關(guān)的勘測、設(shè)計(jì)、施工與檢驗(yàn)提供了新的思路、新的工藝、新的技術(shù)。
以下重點(diǎn)介紹：
（1）常規(guī)樁型的應(yīng)用現(xiàn)狀及問題；
（2）基于液壓及控制技術(shù)下的“可動(dòng)傳力樁”專利成果；
（3）通過液壓OG箱直接對其上下樁段施加壓力使樁進(jìn)行有控制的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)壓實(shí)樁端、提高并測定樁的承載潛能；
（4）通過液壓泵將水泥漿直接經(jīng)打開的OG箱對樁周巖土擠密置換改良，從而提高樁周承載潛能。
2、常規(guī)樁型的應(yīng)用現(xiàn)狀及問題的提出本文
依據(jù)樁基的擠土分類：常規(guī)樁可分為非擠壓就地澆灌式和擠壓貫入式基樁，在此分別被簡稱為樁型Ⅰ和樁型Ⅱ。樁型Ⅱ是對土實(shí)施擠壓處理后形成的樁，在同等樁材、同等樁周界面、無樁外地基土明顯沉降的情況下，樁型Ⅱ的承載力及效率要遠(yuǎn)高于樁型Ⅰ。
從承載性能上來看：樁型Ⅱ的樁周阻力（樁側(cè)與樁端阻力）能更好的同步發(fā)揮、共同協(xié)調(diào)工作，能充分調(diào)動(dòng)樁周地基巖土（含樁側(cè)及樁底地基巖土）的承載能力；樁型Ⅰ的樁周土擾動(dòng)（應(yīng)力松弛、泡水軟化作用）、樁側(cè)泥漿皮與樁端沉碴（大直徑樁的沉碴很難清除）的阻隔降低了樁周地基巖土能所提供的承載能力，樁周阻力很少能有機(jī)會(huì)同步發(fā)揮、共同協(xié)調(diào)工作，大直徑樁的同步發(fā)揮問題尤為明顯。
從施工控制及驗(yàn)證的角度來看：樁型Ⅰ的承載還會(huì)有較大的個(gè)體差異；其承載性能受樁周地基巖土的擾動(dòng)及樁周的阻隔等狀況、程度的不同而不同，諸如樁孔泥漿皮厚度、巖土擾動(dòng)破碎程度、樁底沉渣厚度等的不同都將影響著樁的事后承載力。
正因?yàn)槿绱?，樁的液壓注漿技術(shù)有了較快、較大的發(fā)展，它填補(bǔ)了樁型Ⅰ所存在的不足，一定程度上改善了常規(guī)樁側(cè)的狀況及承載，能有效提高樁側(cè)及樁底的承載力、減少沉降。
另外，大型基樁的整體承載力確定和施工細(xì)部改善與控制的驗(yàn)證也運(yùn)用了液壓技術(shù)，諸如樁基反壓法、自平衡法、載荷箱法、壓力盒法、囊壓法等測試技術(shù)，有效地填補(bǔ)了常規(guī)靜載測試法費(fèi)工費(fèi)時(shí)的問題，為大量工程提供了客觀的檢測數(shù)據(jù)，解決了工程實(shí)踐中的難題，避免基樁承載力出現(xiàn)大的失誤，其積極意義是重大而深遠(yuǎn)的，但它不能從根本上改善工程樁的樁周狀況及承載性能。
如何制定并保證大型樁科學(xué)經(jīng)濟(jì)有效工作的工藝技術(shù)方法？ 尤其是承載性能要求高、工藝不可靠、施工難度大的深大基樁、深入巖基樁等？如何從施工工藝技術(shù)及手段上保證和加強(qiáng)，能更好地直接有效地加固樁底、又能對樁側(cè)注漿、又能測試驗(yàn)證采取加固改善工藝前后的承載及性能呢？
3、可動(dòng)傳力樁的工作機(jī)理
在使用之前的常規(guī)工程樁型Ⅰ基本是靜止不動(dòng)的，從常規(guī)試驗(yàn)樁的測試分析得知：當(dāng)樁端沉降運(yùn)動(dòng)量大于樁底沉渣及擾動(dòng)巖土綜合厚度時(shí)，樁端巖土的承載性能就能得到較為充分的發(fā)揮；當(dāng)基樁的設(shè)計(jì)承載力較為保守時(shí)，樁端沉降運(yùn)動(dòng)量較小，樁端巖土的承載性能就不可能得到發(fā)揮。
試驗(yàn)樁的目的僅僅是對工程樁承載力及其位移量等承載性能的一種個(gè)體予知和檢驗(yàn)，不能改變工程樁中樁側(cè)及樁端巖土狀況，從而改善發(fā)揮樁周阻力。
雙液壓技術(shù)在樁中的重復(fù)循環(huán)應(yīng)用——可動(dòng)傳力樁——通過在樁體內(nèi)的OG箱的液壓傳動(dòng)技術(shù)，改善了樁型Ⅱ的不足，有效的解決上述幾個(gè)問題，同時(shí)又具備樁型Ⅰ的特點(diǎn)：通過在接近工程樁樁底的附近布設(shè)、予埋一個(gè)具有現(xiàn)代液壓工業(yè)及控制技術(shù)的液壓OG箱，讓原先靜止不動(dòng)的樁底部能進(jìn)行一定可控制的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)樁底沉降發(fā)生量（可達(dá)300mm以上）大于樁底沉渣及擾動(dòng)巖土綜合層厚度時(shí)，可實(shí)現(xiàn)液壓壓實(shí)樁底沉渣及擾動(dòng)巖土，使樁端巖土的承載性能得到較為充分的發(fā)揮，從而提高并且驗(yàn)證了樁底的承載性能。舉例說明：如某橋梁樁基2米直徑的樁底巖石風(fēng)化層，理論設(shè)計(jì)的極限承載僅為1000kpa，通過予埋在距樁底1米處的液壓OG箱測試發(fā)現(xiàn)：經(jīng)250mm的樁底予壓沉降過程，其[液壓壓力/累計(jì)沉降]從700kN/40mm—8000kN/150mm—25000kN/250mm，換算的樁底巖土實(shí)際承載力可到8000kpa，還可通過OG箱壓注水泥質(zhì)復(fù)合漿修復(fù)樁身并且對樁周界面擠密置換加固、提高樁側(cè)的承載性能；注漿完成后，還可通過液壓OG箱利用其上下樁段的抗頂推力和抗壓力形成的平衡力進(jìn)行基樁整體承載性能的確定或驗(yàn)證。
4、可動(dòng)傳力樁的工藝實(shí)現(xiàn)
4.1 可動(dòng)傳力樁的實(shí)現(xiàn)工藝
可動(dòng)傳力樁工藝技術(shù)在傳統(tǒng)施工工藝的基礎(chǔ)上，穿插加入了OG箱的投放工序、在后工藝中延伸擴(kuò)展增加了雙液壓工序組，也就是說，插入一個(gè)隨鋼筋籠投放液壓OG箱及外接管路并澆筑在樁底附近的予埋工序，另延伸增加一組對半成品樁底段施加液壓、樁側(cè)注漿二個(gè)并可重復(fù)或交叉使用的工序；其中的液壓工序能實(shí)現(xiàn)對樁底段的予擠壓壓實(shí)、承載性能的予知及對比驗(yàn)證功能；液壓注漿工序能實(shí)現(xiàn)對樁周巖土、沉渣的注漿加固功能；雙液壓工序及重復(fù)作業(yè)還可被用于樁土特性的研究、樁使用期的補(bǔ)救及壓力監(jiān)測等功能，將大大豐富可動(dòng)傳力樁的用途及樁研究的領(lǐng)域。
4.2 可動(dòng)傳力樁的工藝程序
4.2.1予估樁底段巖土性能及加固力、位移量的設(shè)定，確定OG箱的設(shè)計(jì)、制造；
4.2.2 常規(guī)樁成孔、清空后，根據(jù)事先確定的樁底段劃分設(shè)定，將OG箱的上下底板與樁段鋼筋籠主筋焊牢、將各種進(jìn)出管路與OG箱上予留的接口連接好并敷設(shè)在鋼筋籠中；
4.2.3 一同隨鋼筋籠將OG箱及管路投放在樁孔里并澆筑在樁身混凝土中；
4.2.4 待混凝土或者注漿物硬化達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后，由地面上的液壓油泵通過樁頂上的進(jìn)液管及OG箱對樁段逐級施加液壓，同時(shí)觀測記錄各級壓力下的油壓、油量、樁頂位移或樁身應(yīng)變；
4.2.6 由地面上的液壓注漿泵通過樁頂上的進(jìn)漿管及OG箱對樁周及樁底壓注水泥漿液，正常灌漿至設(shè)計(jì)漿量及設(shè)計(jì)壓力，維持5-10分鐘，同時(shí)觀察記錄壓力表、注漿量；
4.2.5 再重復(fù)循環(huán)液壓、注漿工序或交叉作業(yè)直至滿足要求為止，多次注漿作業(yè)須設(shè)置相應(yīng)根數(shù)的帶單向閥的進(jìn)漿管。
5、可動(dòng)傳力樁的用途
可動(dòng)傳力樁提供了一種新的技術(shù)工藝思路和可選擇的新樁型，完善并豐富了樁型Ⅰ的施工工藝及驗(yàn)證測試方法，為樁基相關(guān)的勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測、管理及科研等部門開創(chuàng)了新的天地，改善了基樁的可靠性，為提高樁的使用效率及安全管理開辟了新的方法。它有利于傳統(tǒng)工藝下常見的欠缺之處如無法予處理及驗(yàn)證的管理技術(shù)等問題的解決，對大直徑樁特別是重要性等級高、承載力及沉降等有特殊專用要求的樁的應(yīng)用有重大改善和應(yīng)用價(jià)值。該技術(shù)的適用性更強(qiáng)、專業(yè)化程度更高、技術(shù)含量更全，從而保證了生產(chǎn)出質(zhì)量可靠、效益更好、讓人放心的基樁產(chǎn)品。
可動(dòng)傳力樁（KDZ）工藝成果能有效提高、驗(yàn)證可動(dòng)傳力樁的承載性能與可靠性，通過改變樁底段及樁周土的可變動(dòng)狀態(tài)，充分挖掘了地下巖土的潛力使樁成為小變形、高承載、滿足設(shè)計(jì)要求的高性能樁——可動(dòng)傳力樁（KDZ）——又可予知、又可加固、又可修復(fù)、又可驗(yàn)證。
可動(dòng)傳力樁的成果屬新的樁基施工工藝新方法，它集樁底與樁側(cè)改良與驗(yàn)證為一體的綜合成套技術(shù)，應(yīng)用范圍廣、推廣價(jià)值高，可重點(diǎn)在大樁、地質(zhì)復(fù)雜、技術(shù)條件差的工程中使用。