史佩栋《深基础的历史演进与技术发展现状》|基础工程『桩基、浅基』 - 领先的岩土技术社区，岩土领域的媒体、社区与应用平台！

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2007-07-17

这篇文章是我的一位朋友---原浙江大学教授史佩栋先生所著，对深基础的定义及发展和现状作了系统的阐述，对岩土工作者是一份难得的教材，特介绍给大家。

深基础的历史演进与技术发展现状

史佩栋
（浙江省建筑业行业协会地下工程分会，杭州，310011）

摘要本文分为五节，1.何谓深基础？；2.深基础的历史演进；3.深基础工程技

术在20世纪后半叶的大发展；4.深基础工程不断引发热点难点问题；5.深基础工

程的后续技术。本文为作者新著《深基础工程特殊技术问题》（即将由人民交通

出版社正式出版）的第一章，特先在此发表，以饷省内读者，并请大家指正。
关键词深基础桩基础沉箱沉井锚碇地下连续墙热点难点问题后续技术

1．何谓深基础？
按照国内外的传统观点，以及迄今常见的教科书、专著、手册或标准中的表述，

建构筑物的基础工程常视其埋置于地面以下的深度不同，而分为浅基础和深基础

两类。但浅基础与深基础具体如何划分？浅基础或深基础的定义是什么？却长期

以来众说纷纭，未见有统一认识；即使同一作者在不同时期也会有不同的说法。

表1-1是近50年来国内外的一部分有代表性的出版物和术语标准中所见到的关于浅

基础的定义，见仁见智，可见一斑。[1]

浅基础的定义表1-1
序号定义出处

1 D≤4或D＜5m 文献2,3（［前苏联］1947；陈梁生、陈仲颐，1957）
2 D≤2B 文献4（美）H.F.Wiuterkon etc.1983）
3 D≤B 文献5,6(高大钊，1998，1999)
4 D≤B 文献7（［澳大利亚］I.K.Lee等，1983）
5 D≤B 文献8（［美］J.E.Bowles，1987）
6 D＜5m 文献9,10（顾晓鲁，1978，1993）
7 D＝3～5m 文献11（杨位氵光，，1981）
8 明挖基础文献12（刘成宇，1981）
9 D＜B或 D＜5m 文献13（JGJ84-92）
10 D＜B或 D＜5m 文献14（GB/T50279-98）

注：D—基础埋置深度；B—基础底面宽度或最小宽度。

更为有趣的是，作者手头有一本上世纪70年代购得的香港工艺出版社出版、袁芝

编译的《土壤力学与例题详解》一书（未印明出版年月，也未说明其编译的依据

是何书）。该书第256页写道：“设基础最小宽度为B，埋入土中的深度为Df, 则

Df / B <1者属于浅基础，Df / B > 3 ～ 5者属于深基础。”这是在同一本书中

对浅基础与深基础的划分竟有互不衔接的标准，试问：当 Df / B> 2 ～ 3时，应

属于什么基础？

诚然，浅基础和深基础的荷载传递机理和破坏模式不同，其设计计算方法和计算

参数必须有所区别。但工程实践证明，若纯以某一相对深度或绝对深度来界定深

基础或浅基础，常徒然造成计算结果的混乱。
美国基础工程专家J.E.Bowles曾说过，尽管浅基础的定义可以略带随意性地定为D

≤2B或≤B等，但下部结构的实际形状和位置却会明确确定基础的真正类型。[8]

何况就施工技术而言，似乎没有必要在浅基础和深基础之间人为划定一个相对的

或绝对的深度界限。

如所熟知，通常所谓浅基础一般是指独立基础、条形基础、筏形基础、箱形基础

、壳体基础、大块基础及不埋式基础等；而桩（墩）基础、沉井、沉箱、锚拉基

础、板桩墙及地下连续墙一类的支挡结构，则被统称为深基础。这实际上不是单

纯按照基础埋置的深浅，而是按照基础结构的主要特征和对施工技术的不同要求

而作出的比较明确的分类。

可以看到，有的文献如[ 15,16 ] 等，虽然仍对基础工程分为浅基础与深基础两

类进行论述，却并未给出它们的量化的界定或定义。文献[17] 虽有浅基础一章，

也并未给出它的深度定义。而文献[18] 则以“地基主要受力层”的观点代替了浅

基础和深基础的提法。

随着基础工程理论研究、设计计算方法和施工技术的急剧发展，如今不同的基础

类型常被联合应用，较典型的例子如，在软土地基的高层建筑中广泛应用了桩筏

、桩箱基础；以及近年首先在我国北方，继而推广至南方的许多建构筑物中的CFG

桩加褥垫或加条基或筏基等等。因此，现今所谓浅基础或深基础似乎只是沿袭传

统习惯，提供一个概念而已。而将浅基础与深基础合理地加以联合应用，以充分

发挥地基土的作用，乃至发挥地基—基础—上部结构的共同作用，应当认为是基

础工程设计和施工技术通过20世纪后期大量的科学研究和工程实践所取得的一项

历史性的突破或创新。[19，20]

上述观点已为大量工程实践所证明。因此，今天的深基础工程，或者说，完整意

义的深基础工程，可用图1-1表示。它表明了深基础工程是一门综合性很强的边缘

学科。

深基础深部结构体（桩、墩、锚、沉井、沉箱等）

围护结构——如地下连续墙等

基坑内外土体加固（本属于地基处理范畴）

深基坑工程撑锚体系

工程降水

土方开挖

完整意义的深基础工程

桩顶承台/ 筏基/ 箱基等结构体（传统上属于浅基础范畴）

——大体积基础混凝土施工

工程监测与环境保护（应是深基础工程的重要组成部分，

应用于桩基施工、基坑围护结构施工、降水、土方开挖、大体积混凝土施工等各

阶段）

图1-1完整意义的深基础工程

2. 深基础的历史演进
研究表明，深基础或浅基础都具有悠久的历史。但目前尚不甚清楚它们二者的出

现，究竟孰先孰后。深基础现今最常用而且用量最大的是桩基础，其次是沉井和

地下连续墙。

一、桩的起源
人类远在有历史记载以前，就已在其所聚落的沼泽、湖泊或洪积地区，以及江河

海洋岸边伐木入土而成桩，以构筑其栖身之所。

我国的考古学家于1973年和1978年分两期相继在浙江东部余姚市河姆渡村发掘了

新石器时代的文化遗址，出土了占地约4万m2的木桩和木结构遗存。经测定，其浅

层第二、第三文化层大约距今6000年，深层第四文化层大约距今7000年。这是太

平洋西岸迄今发现的时间最早的一处文化遗址，也是环太平洋地区迄今发现的规

模最大、最具有典型意义的一处文化遗址和木桩遗存。[19]

1981年1月美国肯塔基大学的考古学家在太平洋东南沿岸智利的蒙特维尔德附近的

杉树林内发现了一所支承于木桩上的木屋，经用放射性碳14测定，知其距今已有

12000至14000年历史。这可能是全球迄今所发现的人类最古老的建筑物和木桩遗

存。[19]

尔后，自1996年10月至1997年1月，我国考古学家又在浙江余姚市的鲻山（东距河

姆渡约10公里）等地发掘了木桩遗迹，其时代与河姆渡遗址相同。
人类最早所使用的木桩，估计主要是凭其四肢和体力攀折大自然中的树木枝干打

入土中，后来才逐渐借助于最原始的石器工具砍树伐木打入土中而成桩。

河姆渡出土文物表明，人类在新石器时代，已具备了制桩和打桩的成套工具，其

中包括使今人十分惊奇的带有木柄且用榫卯结合的石斧、石凿、石槌、木槌，以

及用动物骨制成的锐利的刀具等。

河姆渡现今海拔高程平均约3～4m。所发掘的第四文化层位于今自然地面以下约-

3.25至–3.80m。其所出土的数百根木桩或直立，或微斜，大多高出当时地面约

800mm至1m左右，参见图1-2至1-4。

图1-2 河姆渡出土木桩现场（全貌）

图1-3 河姆渡第一次考古发掘现场

图1-4 河姆渡遗址博物馆外景

图1-2和1-3所示木桩，其截面有圆形、方形和板状三种。圆桩直径约Φ60mm～

Φ180mm不等；方桩尺寸约 60mm×100mm 至150mm×180mm不等；板桩厚度约14至

40mm,宽度约100～500mm不等。桩的入土深度一般为400至500mm，承重桩的入土深

度约1m多；桩的下端均被削尖。

考古研究认为，根据这些木桩的排列规律及其附近所出现的众多的带有榫头、卯

口或互相绑扎（当时已用绳绑扎）的大小梁、龙骨和地板等木构件推测，这些木

桩应是3栋高架木屋的桩基础。木屋的纵长×进深大致分别是26.4m×6.9m，21.6m

×7.5m和11.6m×6.9m。研究认为，该处古地貌似是背山面水的一片沼泽。木屋采

用高架，主要是为了临空避水防潮；木屋较长，乃是氏族共居之所需。

河姆渡高架木屋的上部形态在发掘时已荡无痕迹。但据史料记载此类建筑物在古

代曾流行于我国长江下游、东南沿海、云贵高地及海南岛等地，亦流行于环太平

洋沿海的其它地区。它在我国建筑史上称为“干阑式建筑”，在西方常傍湖而建

，则称为“湖居（lake-dwelling）”。这种高架木屋，先民不仅用来居住，而且

也作仓贮和豢养牲畜之用。其典型的外貌和形成过程在文献[20]第256页图9-1中

有较好的表述。该图较清楚地揭示了桩的起源最初萌发于人类的巢居。
图1-5所示是河姆渡遗址博物馆正在模仿搭建先民的“干阑式”房舍。

图1-5 仿建“干阑式建筑”

图1-6是“干阑式建筑”的一些历史佐证。其中（a）是1956年至1957年在云南晋

宁县所发掘的青铜贮贝器的盖上所铸造的图案；（b）是稍后在广州附近发掘的东

汉墓（公元80年）中的陶制随葬品房屋和谷仓。[21]

图1-6 从历史文物所见到的干阑式建筑

(a) 出土的青铜贮贝器盖上的图案
（b）出土汉墓中的随葬品

河姆渡第二文化层处于今自然地面以下约-1.20m至-1.80处。还发掘了一口2m×2m

的方形水井遗址。井孔四壁有紧密排列的直径约60的木桩挡土，其顶端有4根水平

木直角相交而构成井圈，水平木与水平木相交处用榫卯结合，直至出土时仍未松

动。考古研究认为，这是我国迄今所知最早的人工水井，见图1-7。

图1-7 河姆渡出土水井遗址——用桩作为挡土结构物的起源

从图1-7还可看到，水井系处于一直径约6m的锅底形土坑的底部，土坑周边又有木

桩排列呈栅状围护。
以上说明了采用桩作为挡土围护结构，也至少可上溯至新石器时代。

二、漫长的木桩时期：自人类有桩以来直至公元19世纪末（在部分国家和地区至

20世纪中期）

考古研究表明，我国和世界许多国家许多地方都存在着人类自新石器时代伊始在

不同年代利用木桩支承房屋、桥梁、高塔、码头、海塘或城墙的遗址，并且也可

以从一些墓砖、古画等历史文物中领略数千年以前的木桩构筑物的风貌。

1953年我国四川成都青杠坡出土的汉代墓砖，其年代约在公元前200年至公元200

年之间，其上所刻画的一座木桥的景象显示每排桥墩各有木桩4根，桩顶设有木梁

构成排架，桥上轺车骏马奔驰而过，栩栩如生。它是我国用木桩造桥的最早佐证

之一，不论在历史文化上或艺术上都是难得的珍品。

上海的龙华塔（图1-8）始建于三国东吴，约公元247年，重建于宋太平兴国二年

，即公元977年。该塔于20世纪50年代整修时，已故我国著名土力学家俞调梅教授

曾亲自在塔旁的挖坑中摸到了塔基的矩形木桩，并测得桩的截面厚度为130mm。此

后有人补测，得知桩的截面宽度为180mm。

图1-8 始建于公元约247年采用130mm×180mm方木桩的上海龙华塔

我国至今保存完好的始建于公元6世纪（隋朝）的河南郑州超化寺塔，始建于公元

10世纪（五代）的山西太原晋祠圣母殿浙江杭州湾海塘等，始建于明清时代的北

京御桥、南京石头城等，都支承在木桩基础上。

1998年4月浙江杭州市区涌金广场工地出土了数排木桩，据考证属于唐宋时期，距

今约1000年以前的遗存。

宋代《营造法式》有“临水筑基”一节，所述即为木桩施工；清代《工部工程做

法》对木桩的选料、布置和施工方法作了具体规定。

图1-9是西安附近的古灞桥在1834年（清道光14年）进行翻修时的构造图，它显示

了木桩、石承台、石墩与灰土护底层的巧妙结合。[21]

图1-9 西安灞桥的构造（唐念慈教授绘制）

据史载，奠基于1866年，建成于1869年的上海圣三一教堂（图1-10）在1000余平

方米的场地中打了8000余根木桩。1883年该教堂加建钟塔，在100平方米左右的场

地中打了625根木桩，桩的长度为5m多。[23 ]

图1-10 上海圣三一堂（每平方米至少打了约6根木桩）

始建于清代的江西万年桥施工时先用竹笼装石块作为外层围堰，并用木板桩为内

夹层填泥防水，然后用水车排水而打木桩。

上海河南路桥于1923年重建，发现其5个木桩基础采用了4种长度不同的木桩（图

1-11）。[22]

图1-11 上海河南路桥的木桩基础（俞调梅教授亲自绘制）

大约至20世纪 20年代或稍晚一些，上海即使是三、四层的房屋，对地基的强度有

疑问时也常用木桩，一般都是几米长，不超过15m；其大头直径约φ300mm，小头

直径约φ150mm；至30年代初，在多层和高层建筑及重型结构物中由于上部荷载的

需要和打桩机具的改进，开始用长达30m的木桩，其直径相应增大。[23]

建于1930年的上海提篮桥医院，7层钢筋混凝土框架结构，支承在直径φ310mm×

长12.2m的木桩上。建于1931年的卡德公寓（在今黄河路）9层钢筋混凝土框架结

构，支承在直径φ280mm×长18.3m的木桩上。建于1934年，解放前雄居我国第一

高楼的上海国际饭店，地下二层，地上22层，常称24层，高83.8m，是我国历史上

采用木桩支承的最高楼（图1-12）。

图1-12 我国历史上采用木桩支承的最高建筑物上海国际饭店（1934）

有趣的是，20世纪大约40年代以前，上海常将木桩打在房屋平面的四角，因为人

们意识到四角的地基应力较高，需要加固；有的房屋则将木桩打在产权界线的偏

心墙基之下。[22]

此外，20世纪50年代以前我国铁路桥梁和码头船坞大多采用木桩基础。

在西方，古罗马具有应用木桩的悠久历史。意大利16世纪的一位建筑师Andrea

Palladio曾根据公元前55年凯撒大帝的一段文字叙述，绘制了一幅老木桥的结构

图，参见文献[1]第258页。该桥确实建成于何年何地尽管犹待查考，它毕竟提供

了2000多年前古罗马帝国用木桩造桥的一个珍贵佐证。

有趣的是，我国江西长冈乡有一座木撑墩木板桥（见图1-13），其构造与前者相

比似更为合理，径间较大，撑架较平，用材极省；其建造年代可能比前者晚许多

年。

图1-13我国江西长冈的木撑木板桥

在英国，历史上由罗马人修建的桥梁和住宅中有许多木桩的例证。中世纪在东安

格里其沼泽地区修建的大修道院采用了橡木和赤杨木桩。

瑞典应用木桩也有悠久历史。1981年曾对奥斯陆市始建于12至14世纪的若干座著

名的大教堂进行了整修，发现它们的木桩基础完好无损。[24]

瑞典大约至中世纪，打桩的工具已由手工木槌、石槌渐渐发展至改用绞盘提升锤

头，然后让其自由坠落冲击桩顶，这就是今日所称的落锤法施工。

瑞典首都斯德哥尔摩市由14个大小岛屿和70余座桥梁组成。图1-14是16世纪斯德

哥尔摩市在冬季结冰期间所使用的一种“双动式”打桩机。它后来被放在驳船上

，也用于不结冰的河流中。瑞典著名学者Olaus Magnns曾在其巨著《北欧人民的

历史》中写道：瑞典王国的首都就是建造在用这样的打桩机打下的桩上的。

图1-14 16世纪斯德哥尔摩市采用过的“双动式”打桩机

随着打桩数量的增加和深度的加深，落锤式打桩机渐渐显得无能为力。于是，至

1782年，亦即瓦特发明改良的蒸汽机后约13年，蒸汽打桩锤应运而生。至1911年

，亦即狄塞尔发明内燃机后约18年，导杆式柴油机打桩锤问世。大约又过了20年

，高效的筒式柴油打桩锤问世。

图1-15是19世纪末期至20世纪30年代瑞典的建筑物基础的典型做法及其演进，当

时所用的木桩一般不超过12 m。

图1-15 瑞典历史上建筑物的木桩基础

哥德堡是瑞典历史上用木桩最多的城市之一。建于1918年至1923年的哥德堡邮局

曾用了6000多根木桩。图1-16是瑞典用木桩建造码头的发展过程。瑞典在历史上

还常用木桩来稳定边坡和路堤。

图1-16 哥德堡用木桩建造码头的发展过程

大约至20世纪40年代后期，瑞典木桩的长度达到了20 m。

长期的应用经验表明，木桩的突出优点是它的强度与重量之比值（R/W）大；它易

于搬运和施工操作；它在全部处于稳定的地下水位以下时，由于能抵抗真菌的腐

蚀，几乎具有无限的寿命。但木桩如处于水位变化或干湿交替的环境中，它极易

腐烂，即使作防腐处理，其寿命也不长。[25,26]

木桩直接取材于天然资源，它的长度、直径和强度都受到一定的限制。由于上部

结构荷载增大，以及地基的良好持力层埋藏深度加深，木桩的弱点逐渐暴露。同

时，随着工程建设规模不断扩大，在一些地区出现了木材短缺现象。

三、木桩、钢桩和钢筋混凝土桩三者并存的时期，从世界范围而言，自19世纪末

至20世纪中期。到了19世纪后期，钢、水泥和混凝土相继问世，并且研究生产了

钢筋混凝土，它们先被成功地应用于桥梁、房屋建筑等的上部结构，继而又被成

功地用来作为制桩材料。19世纪末，在美国和瑞典分别打下了世界历史上第一根

钢管桩和第一根钢筋混凝土预制桩。[24]

在桩的发展历史中，这里需要指出发生于19世纪末的一件大事。这就是缘于1871

年美国芝加哥市发生的一场大火，产生了直至今日一直被世界许多国家和地区广

泛应用的人工挖孔桩。当时芝加哥市区约2万幢建筑物都被烧毁。在灾后的城市重

建中，为了提高土地利用率，兴起了建造高层建筑的一股热潮（芝加哥后来因此

而被称为世界高层建筑的故乡）。但芝加哥城市地表以下存在着厚度很大的软土

或仅有中等强度的粘土层，而建造高层建筑如仍沿用当时盛行的摩擦桩，必然会

产生很大的沉降。于是工程师不得不考虑把桩设在很深的持力层，为了满足承载

要求，还必须把桩的截面设计得很大。但这样的桩既不能用木桩制作，若用钢管

桩、型钢桩或钢筋混凝土预制桩，依靠当时的打桩设备也难以打至必要的深度。

于是借鉴人类古代的掘井技术，人工挖孔桩乃应运而生。这种桩后来就被称作“

芝加哥式挖孔桩”。[27]

另一也具有特别重要意义的大事是，1899年俄国工程师斯特拉乌斯（CTPAYC）首

创了沉管灌注桩新桩型。而稍后，1900年美国工程师雷蒙特（Raymond）在完全不

知道前者的情况下，也独自制成了沉管灌注桩，他把它命名为“雷蒙特桩”。
上述人工挖孔桩和沉管灌注桩都是人类有了混凝土后，桩型的重大突破，它们至

今百余年，均仍在世界各地被广泛应用，并有了新的改进。

自此以后，木桩与钢桩和钢筋混凝土桩在许多国家和地区并存了数十年。在前面

的图1-16（d）、（e）和（f）中可以看到瑞典曾在同一工程中应用钢筋混凝土桩

和木桩的例子。

我国著名的钱塘江大桥建于1937年同时采用了木桩和钢筋混凝土预制桩。
木桩与钢筋混凝土桩并存的另一类实例是将钢筋混凝土桩接在木桩顶上，以解决

因地下水位变化以致木桩容易腐烂的问题；以及木桩长度不足的问题。瑞典的历

史记载了哥德堡约在1935年打下了第一根这种组合桩，即其上段是预制的钢筋混

凝土桩，下段是木桩。

几乎在同一时期，我国上海也曾用过这种组合桩，唯其上段为沉管灌注桩。

1917年，俄国教授格尔谢万诺夫（ГЕРСЕВАНОБ ）发表了著名的打桩动

力公式。

瑞典学者Bjerrum等曾于1948年对钢筋混凝土预制桩和木桩的极限承载力作了比较

研究。

荷兰在1970年打入桩的总长度约为700万m，其中约15%是木桩，其余为钢筋混凝土

桩；瑞典在1974年打入桩的长度约为300万m，其中木桩约20%，其余为钢筋混凝土

桩。

我国自20世纪50年代开始，由于木材紧缺，基本不再使用木桩，但个别木材资源

丰富地区，如福建省福安市等直至20世纪90年代仍在大片民房建设中使用木桩处

理5~10m深的淤泥地基。

世界上除南美、非洲等盛产木材地区以外，在大部份地区，木桩大约自20世纪

50~70年代起渐渐消失而为混凝土桩和钢桩所代替。

回顾历史进展尚需说明，在混凝土桩和钢桩问世之前，人们已开始寻找木桩的代

用品，曾先后企图利用铸铁、熟铁制成板桩、管桩或棒桩以修筑围堰码头及其它

构筑物，终因铸铁性脆，熟铁也不耐打击而告失败。参见图1-17。

图1-17 19世纪的铸铁板桩的截面型式（约1820年）

3．深基础工程在20世纪后半叶获得空前大发展

一、概述

深基础，特别是桩基础，是世界各地公认的20世纪土木工程或岩土工程领域中最

为活跃的技术门类之一。

我国自20世纪后半叶，特别是从20世纪最后20余年以来，由于国民经济持续高速

增长，基本建设投资规模不断升级，而建设场地的地质条件和环境条件却日趋复

杂，因而使深基础尤其是桩基础的应用、研究与发展达到了前所未有的程度。仅

短短20余年，数百座开发区和新城镇相继崛起，数以千计的跨江跨河的大桥特大

桥，逶迤盘旋于大中城市的高架路高架桥，以及万幢高楼（仅上海、深圳二地已

各逾3000幢）相继在各地成功兴建。神州大地处处是桩机，“打桩”已成为城乡

妇孺皆知的专业名词
。
据保守估计，在此期间，我国的用桩量已达到了每年约4000万至5000万根之谱，

在总量上堪称世界各国之最。

总的来说，二战后，特别是“冷战”结束后，由于国际形势以和平与发展为主旋

律，随着各国经济逐渐复苏和科技的突飞猛进，桩基技术获得了前所未有的发展

，并且在施工设备与工艺的创新，理论研究的深度和设计计算方法的改进等方面

都有很大突破（图1-18）。

图1-18 深基础工程获得空前大发展

毫无疑问，要在本节尽述这半个世纪或四分之一世纪以来深基础工程技术在国内

外的发展全貌，若非不可能，亦非本书重点。故本节拟着重对桩的发展脉络与特

色作一综合介绍。

二、20世纪桩基础的大发展首先得益于新材料的问世，水泥、钢和混凝土等取代

木材而成为制桩材料。

百余年的应用历史证明，混凝土和钢是远比木材更为合适的制桩材料，并且采用

混凝土和钢制桩，其意义不仅是摆脱了木材资源不足的困难，更重要的是它们给

古老的桩基技术注入了勃勃生机，增添了无限活力，迎来了巨大变化。这些变化

突出地表现在 [19,25,26]：

1. 桩的长度和几何形状（包括其横截面、端部形状乃至整个桩身的形状）不再象

木桩那样受天然材料的限制，而可以根据设计要求作种种变化。

2．钢桩、混凝土桩和钢筋混凝土桩的强度、刚度等力学特性均远胜于木桩，它们

具有更好的贯入性能，能承受更大的冲击，能担负更大的竖向荷载和水平力，并

且更为耐久。

3．千百年来木桩只能利用天然木材加工制作而打入土中。钢管桩和H型钢桩虽均

属预制打入桩，但钢管桩可按照设计需要，采用大小不同的长度和管径，又可采

取开口或闭口打入；H型钢桩可制成各种不同的截面；并可制成各种钢板桩，等等

。另一方面，将混凝土用于制桩，既可在现场或工厂预制，并且借鉴房屋桥梁等

上部结构的成熟经验，又可实施就地灌注，还发展了先张法和后张法两类预应力

制桩工艺。

于是，随着施工机械设备的不断改进，产生了名目繁多的各种桩型和工法；随着

桩的用途不断拓宽，并由于用桩场地地质和环境条件的变异性，施工技术和机械

设备又不断得到改进与发展；随着人们对桩的承载性能、设计方法、检测技术等

等的不断探索研究，新的桩型和新的设计施工方法又不断涌现。

三、由于桩型名目繁多，且其用途多种多样，工作机理有所区别，因此到如今，

人们只能通过多种分类体系，才能把桩说清楚。例如：

1．桩按制桩材料分，除木桩、钢筋混凝土桩和钢桩外。广义而言，尚有在地基处

理中常用的水泥土桩、CFG桩、石灰桩、二灰桩，以及碎石桩等。

按照传统观念，水泥土桩等后几类桩常被视为柔性桩，因而常被置于传统的桩的

范畴之外。但随着“复合地基”和“复合桩基”理论的兴起，桩既可按照传统意

义作为受力结构应用，又可作为地基处理的“竖向加固体”应用。另一方面，水

泥土桩，CFG桩等新桩型由于其本身的施工技术在不断发展，其功能用途也在不断

地被开拓，因此我国工程界近年已有把水泥土桩和CFG桩列入桩的范畴的倾向。唯

碎石桩因属“散体”桩，石灰桩、二灰桩、灰土桩等毕竟纯属柔性桩，一般仍将

其列入地基处理范畴。

2．桩按桩身的制作方法分,按照上述广义桩的概念,有预制、灌注及与地基土就地

搅拌三类方法。预制桩主要指钢管桩、H型钢桩及混凝土桩。灌注桩有沉管成孔、

钻入成孔、冲击成孔、抓掘成孔、螺旋成孔和人工挖孔等几类；搅拌桩则有水泥

浆湿法搅拌和水泥粉体喷射干法搅拌等两类。

据粗略估计，目前我国在建筑工程应用中，钻、冲孔桩约占40%；预制钢筋混凝土

桩约占25,5%；人工挖孔桩约占20%；钢管桩约占5%；预应力管桩约占10%；但各地

有所不同。

3．桩按其直径或截面尺寸分，常有大直径、中等直径和小直径之分，此分类常用

于灌注桩。但各国各地区和各专业分类的界线不尽相同，主要视施工习惯及桩型

的性状等不同而区分。例如，我国《建筑桩基技术规范》（JGJ94--94）将≥

φ800mm的灌注桩视为大直径灌注桩，而《港口工程预应力混凝土大直径管桩设计

与施工规程》（JTJ/J261—97）则将≥φ1200mm的预应力混凝土管桩视为大直径

管桩；我国香港特别行政区则将≥φ600mm的灌注桩视为大直径灌注桩。至于小直

径桩一般均指≤φ250mm的桩，也称为小桩或微型桩，多用于浅层地基处理、古旧

建筑物基础托换加固和深基坑开挖支护等方面。[28,29]

近年，灌注桩正向着大直径和小直径两个方向发展。小直径桩也有支承高层建筑

的许多实例。[29]

4．桩按其端部形状分，预制桩有尖底、平底之分；钢管桩有开口、闭口之分；沉

管灌注桩有采用预制圆锥形桩尖或平底桩靴之分；人工挖孔和机械成孔灌注桩则

均有平底或锅底之分。预制桩和沉管灌注桩采用平底对于桩端砂土层特别具有压

密的效果。钢管桩采用开口具有减轻挤土影响的作用。

5．桩按其纵向截面形状分，有柱状桩、板桩、楔形桩和锥形桩之分；柱状桩又有

直身桩、扩底桩、多节桩、竹节桩、表面带螺纹的桩等；近年又出现了多支盘挤

扩桩、DX桩等。

6．桩按其横向截面形状分，有圆形、管形、正方形、矩形、十字形、H形、箱形

、三角形、多角形等。

7．桩按其扩底工艺分，对于小直径（≤φ700）沉管灌注桩而言，有预（制）扩

（底）、振（动）扩（底）、夯（击）扩（底）、挤（压）扩（底）等工法；对

于大直径灌注桩而言，有人工扩底、机械扩底等工法；小桩或微型桩扩底，主要

采用压力灌浆法。

8．桩按其设置状态分，有直桩和斜桩，工程建设中，特别是建筑工程中大多数的

桩均为竖直设置，斜桩多用于桥梁码头和海洋工程，以抵抗风、地震和船舶冲撞

引起的水平力和波浪冲击力。

9．桩按其承台位置分，有高承台桩和低承台桩，前者多用于桥梁码头和海洋工程

；后者多用于工业与民用建筑等。

10．桩按设置时对于地基土的影响程度分，有：

（1）大量挤土桩（包括各种打入、振入、压入、旋入桩等）；

（2）部分挤土桩（包括开口钢管桩、H型钢桩、预钻孔打入桩、螺旋成孔桩等）

；

（3）非挤土桩（包括人工挖孔桩和冲孔、钻孔、抓掘成孔桩等），此类桩也称

为置换桩，因是取出土体而用钢筋混凝土进行置换而成；

（4）少量挤土桩，主要是指水泥土桩和加劲水泥土桩；此类桩施工时不产生泥

浆污水，无废土外运，对环境保护较有利；但因毕竟有相当于被加固土体重量的

10~20%的水泥掺入土体，故施工现场仍可能产生少量挤土影响
。
11．桩按其承载性状分，通常有：

（1）摩擦型桩，指桩顶荷载全部或主要由桩侧阻力承担的桩；根据桩侧阻力承

担荷载的份额，摩擦桩分为纯摩擦桩和端承摩擦桩；

（2）端承型桩，指桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承担的桩；根据桩端阻力承

担荷载的份额，端承桩分为纯端承桩和摩擦端承桩；

12．桩按其竖向受荷方向分，有抗压桩和抗拔桩
。
13．桩按其水平向受荷条件分，通常有：

（1）主动桩，指桩顶受水平荷载或力矩作用，桩身轴线偏离初始位置，桩身所

受土压力是由于桩主动变位而引起的情况；

（2）被动桩，指沿桩身一定范围内承受侧向土压力，桩身轴线由于该土压力作

用而偏离初始位置的情况。

14．桩按其用途或功能分,主要可分为基础桩、围护桩。围护桩常成排设置，或互

相连接成壁状。相对而言，基础桩则常独立设置或成群设置，各桩之间有一定距

离。除了上述主要用途外，传统上还将桩作为锚桩、标志桩、系船桩等。而发展

至今，在建（构）筑物纠倾加固、增层加载、邻房保护等方面又有加固桩、隔离

桩、促沉桩、控沉桩、应力转移桩、托底桩等特殊用途。当桩在复合地基中应用

时则又被称为竖向加固体或加劲体。

四、我国建筑、桥梁、港口工程中常用的主要桩型的最大规格见表1-2。

我国建筑、桥梁和港口工程中常用的主要桩型的最大规格表1-2

桩型最大桩长或深度(m) 最大直径或截面(mm) 用途

钻冲孔灌注桩 104 4000 建筑、桥梁
人工挖孔桩 53 4000 建筑
钢筋混凝土预制方桩 75 600×600 建筑、桥梁
钢管桩 83 1200 建筑、桥梁
预应力混凝土管桩 65 800 建筑
预应力混凝土大直径管桩 40 1200 码头、桥梁
预应力混凝土空心方桩 56 600×600 码头
沉管灌注桩 35 700 建筑
超长水泥土搅拌桩 30 700 建筑（油罐）

五、我国同时存在多种桩型的主要原因

综观我国正在应用的各种桩型，可以发现它们显示了不同的制桩材料并存，不同

的制桩工艺（预制、灌注与搅拌）并存，大中小直径（截面）并存，锤击、振动

与静压施工方法并存，机械成孔与人工挖孔并存，最新的、接近国际先进水平的

工艺与最古老的传统工艺并存等一系列特色。可以说凡世界各地在发展桩的历史

过程中所出现的各种有代表性的桩型乃至现代的最先进的桩型，几乎都在我国各

地有所应用，或者有所改进、推陈出新。

我国的桩型众多自有其原因，分析认为，它们主要是以下几点
：
1．由于我国地域辽阔，而桩型的发展必须因地制宜与各地的地质条件相适应；
2．由于我国建设规模宏大，各类工程的用途性质各异，技术要求不同，因此必须

相应发展各种不同的桩型，以便匹配应对；

3．我国历来具有讲究节约的优良传统，工程建设贯彻执行经济原则，因此凡是低

造价的各种桩型各类工艺，只要能保证工程安全和满足工程要求，通常均乐于采

用推广，并愿着力加以研究改进，一般不会轻易摒弃；

4．党和政府一贯鼓励科技人员改革创新，力争缩短与国外的差距，敢干赶超国际

水平，此政策也有力地促进了桩型的发展。

六、沉井与沉箱

沉井与沉箱也属于深基础的重要成员。它起源于古代的掘井技术，也具有悠久历

史，但其应用和知名度不及桩基础，对其历史考证尚做得不够。

1841年法国工程师特力格（Triger）创造了气压沉箱施工法，并于1849年用于桥

墩施工。1852年美国的第一个气压沉箱用于修筑跨越Pedee河的桥墩；1870年，气

压沉箱在美国又被用于著名的圣路易斯城的Eads桥的桥墩，其平面尺寸为72英尺

×82英尺（约22m×25m），下沉深度109.7英尺（约33m），并通过技术改进，开

创了沉箱的新技术，至今仍在被采用。直至二战前后，用这种方法下沉了很多尺

寸更大、埋藏更深的沉箱。然而由于沉箱造价较高且工人的劳动条件差，故其使

用受到了限制；工程应用中常通过比较而以沉箱代替。[4 ]

20世纪30年代，我国自行设计施工的第一座大桥——钱塘江大桥正桥的15个桥墩

全部采用了沉箱施工。解放后，富拉尔基重型机器厂的锻压机基础、三门峡、黄

河公路桥的桥墩、上海闸北电厂蓄水泵房等均采用沉箱基础。

近20余年来，沉井除了作为高层建筑、高耸构筑物、重型设备、高炉、高架道路

和桥梁等的基础外，被较多地应用于盾构和顶管隧道施工作为始发井、接收井；

在采矿工程中作为竖井、排水井、通风井以及作为地下贮气罐、贮油罐、蓄水池

、变电站、停车场、防空洞、地下厂房等，发挥了它对于开发利用地下空间的作

用。

最近10年来，沉井向着大深度大尺寸发展，在许多特大工程项目中显示了它的优

越性。

我国江苏江阴长江公路大桥（1994年开工，1999年建成通车），其北锚碇特大型

沉井，长69m，宽51m，深58m 为当今世界最大规模的沉井。它在平面上分为36个

隔舱，竖向共分11节，分别由钢壳混凝土和钢筋混凝土制成。参见图1-19。

图1-19 江阴长江公路大桥北锚碇基础结构

4．深基础工程不断引发热点难点问题

前已说明，深基础，尤其是建筑、桥梁、港口工程中最常用的桩基础，它是20世

纪（特别是其后半叶）岩土工程领域中最为活跃的技术门类之一。令人尤其注目

的是，随着工程规模的不断增大和新桩型、新工艺的不断发展，它又一波又一波

地引发了许多热点难点技术问题。而全国各地对这些热点难点问题结合工程实际

而开展的广泛深入的讨论研究以及大量的现场试验和室内试验，又有力地促进了

桩基工程向前发展。如此良性循环，使我国的桩基工程技术达到了一个又一个的

新水平。此种情况实为浅基础工程或岩土工程的其它分支所未见。同时由于桩基

工程量大幅度增长，我国的桩基施工队伍日益庞大；由于新桩型、新工艺、新设

备、新课题与时俱增，桩基工程的设计、试验、检测、科研队伍日益庞大。

解放初，我国各地没有一所高校开设桩基础课程，桩基础只是“土力学与基础工

程”课程中的一个章节或一小部分。如今，桩基工程不仅是一个专业课，而且是

一门热门课，许多高校设立了桩基教研组、研究室、研究所，还培养了许多专攻

桩基的硕士、博士和博士后。

解放初，我国没有一本桩基专书，哪怕是一个译本。如今已出版了众多的关于桩

基的教科书、专著、手册、论文集、参考资料和译作。如把论述与桩基工程密切

相关的地下连续墙、逆作法设计施工、动测技术、桩工机械等等书籍包括在内，

其数量更不胜枚举。同时，国家已制订颁发了专门的《桩基技术规范》（1994）

。

解放初，桩基施工一般只靠“普通工”或“壮工”来操作，如今上文已提到，已

有专业的打桩队伍和打桩公司、基础公司等。有关部门培训专业技工的任务至为

繁重。

从1980年中国建筑学会地基基础学术委员会在上海浦东大楼召开全国第一届桩基

学术研讨会以来，至今全国的、地区的、省（市）级的和各部门各系统的桩基学

术研究、交流会已常年不断，其频率和规模已难以统计。更毋论在其它相关的学

术会议上亦常出现有关桩基的议题。

概括而言，以上都是由于桩基工程在其发展过程中不断引发了一个又一个、一波

又一波的热点难点问题所产生的巨大的效应。

回顾历年来深基础或桩基础工程的众多的热点难点问题，大别之有下列几大方面

：

1．施工机械的发展，促使桩的施工陆续出现了打入、振入、压入、钻孔、冲孔、

挖孔等诸多方法或工艺，对于采用不同的施工方法的各种新桩型、新工艺在不同

地质条件下的适用性，局限性、经济性和环境、社会效益的比较论证和研究是多

年来的一大热门课题（图1-20）。

图1-20 杭州湾跨海大桥的打桩船（大桥全长36公里，打桩
7000多根，图为三艘600吨360°全回转式多功能海上打桩船）

2．在复杂的地质条件下，如何合理选择桩端持力层，如何保证桩身质量（桩身完

整性），如何通过改变桩端和桩身截面形状以提高单桩承载力；以及研究探讨不

同荷载条件下桩的端承力和摩阻力的发挥和分布及其机理等问题。

3．单桩静截试验的加荷设备、加荷方法、终止标准以及如何从试桩曲线判析桩的

承载性能、承载机理，如何从试桩曲线确定单桩极限承载力和划分桩侧摩阻力与

桩端阻力等等，此类方法包括国内及国外的已达几十种乃至上百种之多。

4．由于静载试验费时费力费钱，上世纪初以来，企图利用打桩动力公式推算单桩

承载力，世界各国出现了400余种方法，各行其是，实际上每一种方法因其产生背

景不同，各有其适用性和局限性。

上世纪80年代，法国曾用13种打桩公式计算桩承载力，并把计算结果同静载试验

极限承载力作对比研究。试验所用的27根桩的直径为Ф198~640mm，平均长度

17.7m(最长45.8m)，其中有H型钢桩、管桩、混凝土桩、板桩和打入管壳等类型，

打入砂、砂砾、粘土和白垩等土层中。作比较的打桩公式是欧、美各国常用的，

如克兰多尔（Crandall）、德尔梅奇（Delmag）、尤西纳-1（Usinor-1）、尤西

纳-2（Usinor-2）、达切（Dutch）、艾特尔温（Eyteiwein）、列坦贝凯

（Redtenbacher）、韦史巴赫（Weisbach）、希利（Hiley）、工程新闻（ENR）

、盖茨（Gates）、桑德（Sanders）、贝纳本克（Benabencq）等13种方法。比较

结果表明，任何一种公式都带有偶然性因素，都未能给出恰当的桩承载力。

后来，应力波理论兴起，随之出现了动力测试技术，先后又有10余种方法，并有

高低应变之分。由此引来了10余年的大讨论、大比试，至今仍在继续进行。

5．深基坑工程，由于它是高层建筑等建构筑物的基础工程的重要部分或其它地下

结构进入地层施工的先决条件，自上世纪80年代初随着高层建筑不断增加及开发

利用地下空间的需要而日益凸现为一大技术难题。起初由于对它的认识不足和应

有的技术准备不足，更由于基坑工程存在的不确定因素较多，曾经造成了工程界

很大的被动和困惑，以致各种事故频※频发生，损失不赀。经过在大量的工程实

践中边干边学，群策群力，吸取教训，总结经验，历经数年，终于逐步找到了一

系列较为有效的技术措施和设计、施工、监测方法，并且制订了全国的和地方的

若干本《深基坑技术规范》，走上了规范化管理深基坑工程的道路。

6．在深基坑工程的多种围护结构形式中，地下连续墙的造价较高但安全可靠，起

初似不为工程界所接受。经过数年比选终于为大多数超高层建筑和重大工程所采

用。更由于其成槽机械的日益完善和施工质量逐渐提高，为了充分发挥其刚度大

、强度高、防渗性能好等特点，近年已将其兼作地下室外墙而直接承受上部结构

的垂直荷载，于是产生了“两墙合一”和“逆作法”施工等新技术，成功地应用

于许多重大项目，也是深基础工程的一大热点（图1-21和1-22）。

图1-21 中华第一高楼上海金茂大厦的基础结构示意
（a）地下连续墙及主楼与裙房桩和承台平面图
(b) 基础承台板配筋剖面图

图1-22 上海铁路新客站地铁折返线地下连续墙施工

7．深基础和深基坑施工活动引起的环境影响和相关的环境保护技术，随着打桩深

度和桩的体型越来越大，随着基坑深度及其平面尺寸和土方开挖量越来越大，更

由于城市中建筑物和人口密度大，地下管线多而位置复杂，深基础和深基坑的施

工环境越来越严峻，不慎而造成邻近道路、地面、既有建构筑物及地下管线移位

、裂损或破坏的情况时有发生。如何应对施工活动对土体和环境引起的影响问题

乃成为深基础施工的另一大难题，“环境岩土工程学”随之而兴起。近数年来，

深大基坑土方开挖的时空效应和施工变形的智能预测与控制的研究与应用已取得

了十分可喜的成果，令人瞩目。

8．大体积混凝土施工。大中型建（构）筑物的深基础需要一次浇筑完成的混凝土

体积往往相当庞大。尤其是高层建筑多采用箱基或筏基兼作桩基承台时，体积更

为庞大。地下室的纵横墙体不仅有相当大的厚度，而且也相当于刚度很大的深梁

。当今深基础或地下结构常设计成为承载由形状各异、高低不一、荷载不同的几

个建筑单体组成的广场式建筑群的超补偿式大底盘，它既要承受巨大的竖向荷载

和弯矩，又要承受地震和风的横向荷载。著名的上海金茂大厦，其主楼基础底板

的平面尺寸约为64m×64m,呈八角形，厚4m,混凝土强度等级为R56C50；一次性浇

筑体积达13500m3之多。目前上海、北京、深圳、广州等大中城市，一次性浇筑混

凝土体积超过1万m3的工程已不胜枚举，最多的达一次性浇筑数万m3。

基础结构大体积混凝土浇捣入模后必将产生大量水化热，如不采取措施，它们将

产生温度与收缩裂缝，不仅直接危及使用，而且也会影响基础结构的抗渗、抗裂

、抗侵蚀性能及其寿命。近十余年来，我国上海等地通过大量工程实践和试验研

究已总结了一系列行之有效的防止大体积混凝土产生破坏性裂缝的技术措施，施

工水平已大为提高。

中国建筑材料科学研究院经过十多年的研究提出的“补偿收缩混凝土”是控制混

凝土结构裂渗的比较理想的新材料，已在我国深基础工程中发挥了良好的作用。
大体积混凝土浇灌应属于基础工程的不可分割的组成部分，是基础施工的最后一

道工序（图1-23）。

图1-23 杭州西湖文化广场地下结构大体积混凝土待浇灌
(面积15万平方米，开挖深度11.6-12.85米)

对以上八大类问题，本书将分章论述其中16个主题，并对因深基础施工或设置而

引起的令人困惑的诸多土力学问题作理论上的分析和阐述。

5．深基础工程的后续技术

一、概述

自20世纪中期以来，与深基础工程突飞猛进、空前发展的同时，有关建（构）筑

物的纠偏技术、托底技术及增层加载时的地基基础加固技术，相继在我国悄然兴

起。这些新兴技术皆与基础工程密切相关，并且通常都是在基础或深基础工程完

工以后遇到了某些特殊情况而必须继续进行的工程活动。它们都是基础或深基础

工程的“重要延伸”，可以把它们统称为基础或深基础工程的“后续技术”。

回顾历史，这些技术在20世纪前半叶实际上已在一些国家开始受到重视。例如意

大利早在20世纪30年代已发明了树根桩技术，专门用于纠偏、托底。

我国民间旧时有能工巧匠“扶正房屋”之术，但皆系所谓“祖传秘技”，秘而不

宣；其活动往往限于一乡一镇，可能与匠人最熟悉当地的房屋构造和地基情况有

关，且仅限于“扶正”一层或二层的简易房屋。

其实古代民居多采用木结构、立帖式、坡屋顶，故所谓“扶正”，主要是从结构

上进行整理，而加层似不可能，亦未有实例传闻。

世界上古代有许多著名的大型建（构）筑物常由于地基基础出了问题而发生倾斜

，惜因当时挽救乏术，不得不任其倒塌或任其倾斜。例如，著名的建于中世纪的

英国Ely大教堂和法国的Bauyais大教堂即是史有记载的典型案例。[4]

举世闻名的意大利比萨斜塔，始建于1173年，竣工于1372年，施工历时整整200年

，是世界建筑史上绝无仅有的一项“大胡子工程”。比萨斜塔之所以如此延长工

期，主要是因施工中途塔身曾两度发生倾斜，当时虽从结构上采取了一些补救措

施，仍无法纠正，而一再被迫停工。第一次停工历94年，第二次停工历76年。最

终又不得不任其倾斜而结顶。但斜塔竟然存在了数百年，反而成为世界建筑史上

七大奇迹之一，吸引了无数游客。

自1930年以后，比萨斜塔的倾斜速率加快。其后其邻近的一座Pavia古建筑倒塌，

无异于对它敲响了警钟，至1989年，比萨斜塔已岌岌可危，遂使意大利政府决定

关闭斜塔，停止游人参观，并于1990年再度成立拯救比萨斜塔国际委员会，邀请

13位国际知名专家学者共商良策
。
值得指出的是，美国著名岩土工程学家C.Spencer早在1953年即预测，比萨斜塔如

不进行纠偏，势必会在50年至100年后倒塌。[31]

自1992年以后，斜塔经采用堆载促沉及钻孔取土相结合的方法，边施工、边监测

，历经8年至2000年6月，其倾斜度回复到了130年前一样；又经约一年工作，斜塔

的倾斜度达到了与250年前一样。2001年6月17日，斜塔重新开放供游人参观。参

见图1-24和1-25。

图1-24 斜塔正处于拯救之中，游客仍络绎不绝（摄于2000年）

图1-25 正在纠偏中的斜塔局部（摄于2000年）

上述比萨斜塔的罕见实例，既说明了纠偏托底技术发展的缓慢，也说明了此类技

术的难度和风险远远大于正常的基础施工技术。

20世纪初，英国对Winchester大教堂的基础进行加固，它可能是世界上最早的大

型托底工程之一。该教堂在加固前已下沉历900年。加固工作是依靠一位潜水工潜

入水下在原有墙基下掏土挖坑，挖穿其下的泥炭层和粉砂层而达到砾石层，然后

在砾石层上用包装的混凝土往上砌筑，一直接至原来的墙基。这种托底方法今称

为“坑式”托底。该教堂至今完好无恙。为纪念该潜水工的不朽功绩，教堂为他

悬挂了一块牌匾。[4]

如所熟知，建（构）筑物的托底技术，通常亦称为“基础托换技术”，但不应称

为“建（构）筑物托换技术”。它在英语国家叫做“underpinning”,望文生义它

是指对建（构）筑物从底部进行加固、加托、加撑或加其它支承物之意。

二、深基础工程后续技术获得发展的原因与意义

建（构）筑物的纠偏、托底和增层加载时的地基基础加固处理技术之所以能在20

世纪渐渐兴起，主要因为此时土力学理论已获得了迅速发展，地基处理技术有了

长足进步，以及相应的施工机械与工程监测技术相继问世；另一方面，它们的发

展也与与日俱增的客观需求分不开。这种需求主要来自以下几个方面：

第一、对古建筑，包括古塔、古寺庙、重大事件的历史遗址以及名人故居等的拯

救与保护，日益受到民间和政府的重视。

第二、城市地铁的兴建、市政地下设施的敷设，以及旧城改造的各种施工活动往

往会影响其邻近的既有建（构）筑物的稳定与安全；20世纪30年代，美国纽约等

城市开始兴建地铁，随之带来了众多的既有建（构）筑物的托底保护问题；二战

后，联邦德国许多城市进行改造扩建并兴建地铁，亦有同样经验；我国改革开放

后，北京、天津、上海、广州、深圳、南京等城市相继兴建地铁，许多旧城大规

模进行改造，从而大大促进了我国的建（构）筑物托底技术的发展。

第三、新建建（构）筑物设计时，由于对其场地地质条件未能查明，对其沉降或

差异沉降未能准确预估，或由于施工不当，环境条件变异等原因，以致许多建（

构）筑物，在其施工过程中或竣工之后也会发生倾斜失稳的事故，亟需救治处理

。

第四、对既有建（构）筑物进行增层改造、扩大利用，是应对生产发展和改善生

活条件的有效途径之一，为此，需要从结构上建筑上采取相应措施，并从地基基

础方面研究相应的对策。

由上可见，纠偏、托底与增层加载时的地基基础加固技术既具有重大的历史文化

意义，也具有较高的现实经济价值。而它们的技术内涵不仅涉及土力学和地基基

础基本知识，而且涉及建筑学、建筑历史、结构力学、工程结构、工程地质、考

古学等多个学科。目前，此类技术主要应以土力学理论为导向，以工程经验为依

托来指导实际施工，但至今尚未形成其自身的系统的理论和施工方法。

三、深基础工程后续技术与地基处理技术的关系

建（构）筑物纠偏技术与托底技术两者在其作用机理或具体实施上，既有紧密联

系，又有一定区别。这是因为纠偏的作用主要在于调整建（构）筑物的不均匀沉

降，而托底则常需兼顾改善地基基础承载力和控制沉降两项功能。另一方面，由

于在对某一建（构）筑物进行纠偏时，许多场合往往也需要同时采取托底措施，

故两者关系十分密切。

由于纠偏与托底常需应用各种地基处理技术，我国在上世纪70年代纠偏与托底技

术发展初期，曾在某些教科书和规范中误将它们二者纳入了地基处理的范畴。其

实，地基处理主要以天然软弱地基为研究对象，而纠偏与托底则主要是诊治既有

建（构）筑物的地基与基础结构，当然其中也需要应用地基处理的某一项或数项

技术。故纠偏与托底等应属于基础的范畴。因此，在新颁布的《国家行业标准

JGJ79-2002建筑地基处理技术规范》中已见不到有关纠偏与托底技术的内容。

本节以上所述各点，概括而言，旨在阐明一个观点，即认为建（构）筑物的纠偏

技术、托底技术及增层加载时的地基基础加固技术，实乃现代基础工程技术发展

到较高水平的产物，它们可以统称为基础或深基础工程的后续技术。至于它们的

具体内涵及其发展动态因本书限于篇幅，读者可参考其他有关专著。

参考文献：

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[4] [美]H.F.温特科恩、方晓阳主编．钱鸿缙，叶书麟等译校．基础工程手册，北京：中国建筑工业出版社，1983，

[5] 高大钊主编，土力学与基础工程，北京：中国建筑工业出版社，1998，179

[6] 高大钊等编著，天然地基上的浅基础，北京：机械工业出版社，1999，150

[7] [澳大利亚]I.K.Lee,W.White,O.G.Ingles著，俞调梅等译校，岩土工程，北京：中国建筑工业出版社，1986，368

[8] [美]J.E.波勒斯编著，唐念慈等译，基础工程分析与设计，北京：中国建筑工业出版社，1987，2

[9] 天津大学等合编，地基与基础，北京：中国建筑工业出版社，1978，331

[10] 顾晓鲁等主编，地基与基础（第二版），北京：中国建筑工业出版社，1993，329

[11] 华南工学院等编，地基及基础，北京：中国建筑工业出版社，1981，200

[12] 刘成宇主编，土力学与基础工程（下册），北京：中国铁道出版社，1981，1

[13] 中华人民共和国行业标准，建筑岩土工程勘察基本术语标准，JGJ84-92

[14] 中华人民共和国国家标准，岩土工程基本术语标准，（GB/T50279-98），1998

[15] 华南理工大学等，地基及基础（新一版），北京：中国建筑工业出版社，1991

[16] 陈书申、陈晓平主编，土力学与地基基础，武汉：武汉工业大学出版社，1997

[17] [墨西哥]L.齐法特著，史佩栋等译，难处理地基的基础工程，北京：水利出版社，1982

[18] 黄熙龄，第三章地基基础的规划设计原则：见陈仲颐、叶书麟主编，基础工程学，北京：中国建筑工业出版社，1990

[19] 史佩栋主编，实用桩基工程手册，北京：中国建筑工业出版社，1999，3

[20] 史佩栋等主编，高层建筑基础工程手册，北京：中国建筑工业出版社，2000，8

[21] 唐念慈，中国大陆岩土工程实践点滴，西部探矿工程，1994（7），1~11

[22] 俞调梅著，上海地区的基础工程，上海：同济大学出版社，1991

[23] 路江著，上海建筑百年史，上海：同济大学出版社，1999

[24] E.W.Brand等编著，叶书麟等译校，软粘土工程学，北京：中国铁道出版社，1991，56~61，220~252

[25] 史佩栋等，桩基施工技术现状，见：第二届结构与地基国际学术研讨会论文集，香港：1997

[26] 史佩栋，综合报告——我国桩基础施工技术发展现状与建议，见刘金砺等主编，桩基工程技术——第三届全国桩基工程会议论文集，中国建材工业出版社，1996.9

[27] 史佩栋、梁晋渝，纪念大直径灌注桩问世100周年（1893~1993），见：中国土木工程学会第七届土力学及基础工程会议论文集，北京：中国工业出版社，1994，（427~43）

[28] 史佩栋，香港的桩基设计施工技术概况——兼述GEO#1/96指导书及对其内地的借鉴意义，见：同上，97~116

[29] 史佩栋、何开胜，小桩技术发展现状，见：中国建筑学会地基基础学术委员会年会论文集·复合地基，承德：1990，327~341

[30]史佩栋等，拯救比萨斜塔，岩土工程界，2000（11）

[31]C.Spencer, Leaning Tower of Pisa, Engineering News-Record, April 12, 1953

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只看该作者 1楼发表于: 2007-07-17

史佩栋，1927年11月生，籍贯浙江绍兴。1945—47年在上海圣约翰大学，46—50年在上海国立交通大学两校兼读。1950年毕业于国立交通大学。岩土工程学教授。我国大型《岩土工程丛书》编审出版委员会主任委员，浙江省建筑业行业协会地下工程分会会长。

从事土木建筑工程与岩土工程设计、施工、科研、教学、管理与咨询已五十余年。曾任职于浙江省建筑工程局、建筑工业厅、省建筑科学研究所、中国建筑工程总公司、科威特国家重点建设海滨工程项目、北京市城乡建设基础工程公司、中美Asia- Andy国际工程顾问公司等单位；先后在浙江大学土木系、同济大学地下系、河海大学农水系、浙江工业大学建筑设计研究院、科威特国立大学土木系、浙江工程学院建筑工程学院等单位兼职，讲授桩基础、指导研究生、开展国际交流、担任工程咨询等；在科威特国家促进科学基金会、日本京都大学等校做高级访问学者。现任浙江省建筑业行业协会地下工程分会会长、杭州福斯特建工技术有限公司执行董事总经理，兼任数家企事业单位的高级顾问和数个学会、协会、研究会和数家期刊的理事、委员等职。

已在国内外期刊及学术会议发表论文和研究报告百余篇，已出版的书籍有《实用桩基工程手册》、《高层建筑基础工程手册》、《石灰加固软弱地基》（以上主编）、《基坑工程手册》、《工程建设手册》、《基础工程施工实例》（以上参编）、《降低建筑安装工程成本的途径和方法》（编著）、《岩土工程的回顾与前瞻》（参与编撰）、《高层建筑基础与地下工程》、《城市地下工程与环境岩土工程》、《21世纪高层建筑基础工程》、《城市地铁建设与环境保护》（以上主编）、《桩基工程技术》、《桩基工程设计与施工技术》（以上副主编）等十余部；参译了国际名著《基础工程手册》、《难处理地基的基础工程》、《软粘土工程学》；《地基基础译文集》、《桩基参考资料》（9辑）、《岩土工程参考资料》（3辑）等；主译了《桩基设计原理》、《用沉降比较法分析油罐破坏》和《地基基础参考资料》（8辑）等，以及其它专业的科技文献，含《原子能文摘》、《火箭文摘》、《同位素文摘》、《宇宙航行》（以上均为上世纪60—70年代中科院科技情报研究所及其重庆分所等单位特约，均为内部保密刊物，故鲜为人知），共数十种。为浙江省标准DBJ 10-1-90《建筑软弱地基基础设计规范》主要起草人，国家行业标准《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）专题研究人。

曾获省部级科技进步奖三项，世界华人学者突出成就奖一项。为“平底大头”桩的主要创制人和试验组织实施者；获国家实用新型专利二项（新桩型）。曾多次组织主持全国的、海峡两岸的和国际的学术会议；是《岩土工程师》杂志（1988—）的创办人之一和“岩土工程系列学术研讨会”（1989—）的倡议人之一。

的确是牛人！