▍摘 要
源自日本的环保型静压植桩技术，自2003年首次在上海瑞金医院应用以来，在中国经历了十余年的发展。尽管该技术在国内市场占有一席之地，但在中国的大型基础设施项目中尚未广泛应用。本研究聚焦于静压植桩技术在中国市场的需求分析、技术优势探讨，以及潜在市场机遇的评估。同时，探讨在中国推广此技术所面临的主要挑战，旨在为技术应用提供策略建议，展望其在中国建筑行业的未来潜力和发展方向。
关键词：静压植桩工法，钢板桩，挡土结构，止水帷幕，中国
▍绪 论
近年来，根据中国钢铁工业学会的统计数据显示，中国的钢板桩消费需求量显著增长。自2014年的40多万吨增至2020年的近120万吨，年平均增长率高达17%。与此同时，中国钢板桩的产量也实现了显著增长。钢板桩作为一种绿色环保产品，在全球环保要求日益提高的背景下，其地位逐渐上升。然而，钢板桩的施工技术并未跟上这一趋势，有时因施工工艺选择不当而引起社会问题，如扰民等。静压植桩技术，作为一种可持续的环境友好型施工技术，在钢板桩需求巨大的中国市场却尚未得到广泛应用。因此，本研究旨在深入探究静压植桩技术在中国的接受程度和应用潜力，分析其在当前市场的应用障碍，并探讨促进其广泛应用的可能策略。
▍钢板桩在中国的应用历史及发展
自1955年武汉长江大桥建设中首次使用苏制U型钢板桩开始，钢板桩技术在中国经历了几个重要的发展阶段。60-70年代国内一部分钢企成功仿制并生产出各自型号的钢板桩。进入2000年代初，国内开始开发符合德标的U型钢板桩。2007年相关部门制定了标准，《GB/T 20933-2007 热轧U型钢板桩》（现行标准为《GB/T 20933-2021 热轧钢板桩》），为钢板桩生产提供了重要的技术规范。2011年之后，一部分民营钢厂相继开始生产热轧U型钢板桩。如今，国内的众多大型钢厂不仅能够生产和研发各种钢板桩，而且已经开始向海外市场批量出口。
图1：国内钢板桩产量与需求走势图
数据来源：中国钢铁工业协会
中国的钢板桩应用场景与世界其他地区大致相似，主要应用于基础建设工程。近年来受到国家对基建的大量投资需求，2014年至2020年，热轧U型钢板桩的需求量从40万吨急速增长至超过100万吨（图1），显示出市场的强劲需求。
钢板桩的主要用途包括永久性和临时性建筑结构。
（1）永久性建筑结构：
公路、铁路、码头、堤防护岸、护墙、防波堤、船坞、修船所、闸门、基础加固、防止冲塌、隔水墙；
（2）临时性建筑结构：
封山，临时护岸，断流，临时假岛，建桥围堰，大型管道铺设临时沟渠开挖的挡土、挡水、挡沙墙；抢险救灾用建筑的防洪、塌方、塌陷、流沙、止水帷幕。
图片来源：株式会社 技研制作所
中国市场主要以U型钢板桩为主。与日本市场区别在于，600mm宽的热轧U型钢板桩在日本主要用于永久性项目的，而在中国，这种规格的钢板桩则更多应用于临时性深基坑挡土结构。另一方面，日本近年来在永久性项目中大量采用更高效能的900mm帽型钢板桩，由于专利限制和进口成本的影响，这种超宽型钢板桩在中国的应用相对较少。主要原因是国内市场对此类钢板桩的需求受到成本效益考量的限制，使得其普及程度有限。
另外，中国目前已发展成为全球最大的钢板桩租赁市场。在这一市场中，钢板桩的租赁产品主要根据长度进行分类。400mm宽的SP-III型钢板桩通常以6m和9m长度为主，400mm宽的SP-IV型则以12m和15m长度为主。对于超过18m的需求，常用的是600mm宽的SP-IVw型U型钢板桩。尽管如此，钢板桩在永久性项目中的应用比例较低。
▍钢板桩施工技术
在中国，钢板桩的使用量十分庞大，但针对不同地质和环境的施工工艺选择尚未形成标准化流程。目前，钢板桩施工主要采用振动法，而静压植桩法则作为补充手段。振动法包括电动和液压两种驱动方式，其中液压方式又分为挖机改装式、标准液压式和免共振液压式。振动法的选用需考虑施工场地、环境以及钢板桩的长度。而静压植桩法则主要用于那些施工环境受限的特殊项目，尤其是在空间狭窄、噪音和振动限制严格的场合。
▍静压植桩工法的应用工程
静压植桩工法在中国的应用越来越广泛。自2003年在上海瑞金医院首次应用起，这项技术因其无振动、低噪音的特性，特别适用于对环境影响要求严格的场合。随着社会的发展，近年来静压植桩工艺逐渐被更多业主，设计院和总包单位认可，应用领域也在不断拓展。这包括防涝减灾应急工程、自来水管道铺设改建工程、历史风貌建筑改造、 桥墩围堰工程、河堤永久加固工程等。考虑到近年来极端自然灾害频繁发生，提升防灾减灾能力显得尤为重要。因此，中国政府在2023年四季度增发国债以支持灾后恢复重建和防灾减灾能力提升，其中环保型静压植桩技术的应用将会得到进一步推广。
▍静压植桩工法问卷调查
为了更好地理解静压植桩工艺在中国市场的普及情况，我们通过《工法网》进行了一项问卷调查。本次调查的主要目的是收集关于静压植桩技术的应用信息和行业专业人士的意见。问卷设计旨在详细了解静压植桩技术的认知度、应用频率以及在实际施工中的优势和挑战。调查结果将帮助我们更准确地评估这项技术在中国市场中的接受程度和发展潜力，提供实证依据和策略建议。
问卷回复人员统计（共计115份）、调查问卷时间2024年1月
– 性别比例：男性80%，女性20%。
– 年龄分布：30-40岁45%，40-50岁30%，中青年专业人士占主导。
– 工作经验与学历：超过8年经验者占66%，本科及以上学历者占80%，参与者普遍具有较高的教育背景和丰富的工作经验。
– 工作单位：30%以上来自专业施工、咨询、勘查、设计单位，展现了多元化的行业背景。
静压植桩技术的认知与应用：
-该技术的了解度： 约80%的受访者了解静压植桩技术，表明该技术已有一定的市场认知度。
-该技术的应用场景： 该技术主要应用于环境受限的特殊工程，如狭小空间，低净空，复杂地层，可入岩等可发挥其优势的工况为主。
-该技术的技术优势与顾虑：受访者认识到静压植桩技术的环保、低噪音、可入岩，小巧运输方便等优点。但与低廉的传统工艺相比对于造价有顾虑、并且设备的市场保有量较少。
静压植桩技术市场现状
施工设备选择：振动锤和挖机改装机械手是主流设备，其中52.5%的受访者表示以不同的形式接触过静压植桩机，显示了静压技术的逐渐普及。
市场应用规模： 尽管80%的受访者了解静压技术，但其在钢板桩项目中的应用比例较低，仅35%以下的项目涉及到过静压工艺。
-未通过该技术方案的主要原因：合理的施工造价。
-传统工艺停工原因：居民投诉居首位，反映了社会环境变化和居民维权意识提高。
静压植桩工艺的推广障碍
– 未使用静压工艺的主要原因：概算审计难度（40%）和施工造价（68%）。
– 无造价依据：该技术作为新工艺，受制于政府部门尚未完善的定额体系。
▍结 论
本研究深入探讨了静压植桩技术在中国市场的应用现状及潜力。结果表明，该技术在桩工行业中受到广泛认可，尤其是在对环境影响敏感的施工领域。其少振动和低噪音的特点，以及在有限空间内施工的能力，使其成为符合可持续发展需求的理想选择。尽管如此，技术的普及受到施工工艺选定流程、定额体系和施工单价等因素的影响。为了更有效地推广静压植桩工艺，建议从以下几方面着手：
1.加强政策支持：通过政府政策支持和协会行业标准的完善，为静压植桩技术的应用提供稳定的外部环境。
2.加强认知与推广：通过研讨会、现场技术展示等形式，增强行业内外对静压植桩技术的认识和理解。
3.优化成本与效率：通过技术创新和设备改进，降低施工成本，提高施工效率，同时积极推广二手设备的合理利用，特别是在成本敏感的市场环境中。
4.扩展合作网络：通过与客户、代理商和行业协会的紧密合作，深化对市场需求的理解，利用各方资源共同推广静压植桩技术。包括定制化解决方案以满足客户需求，借助代理商的销售网络扩大市场影响力，以及与行业协会合作参与标准制定、技术交流，提高行业内对该技术的认识和应用等。
尽管目前静压植桩技术的应用受到成本和设备数量限制，但随着市场发展和技术的进步，特别是在沿海地区，静压植桩技术的采用率已经开始显著提升。展望未来，随着行业对环境保护要求的提高和技术创新的持续推进，该技术在中国市场的应用将进一步拓宽，为工程建设领域带来新的可持续发展机遇。
致谢
非常感谢国际压入学会（IPA）和上海事务所团队给与的支持与帮助。感谢各位顾问公司的同仁提供的建议与协助。同时鸣谢参加工法法问卷调查的各位同仁，提供相关信息。
内容资料来源：《ICPE 2024》
作者：项敏
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