太阳系以外的世界--系外行星--是常见的，LHS 3844b距离我们48.6光年。这个小的岩石世界是地球的1.3倍，很可能没有大气层。它的表面可能像月亮或水星！LHS 3844b很可能被月球黑暗地区相同冷却的火山物质覆盖，称为MAR。这颗行星绕它的恒星运行所需的时间，仅仅是11个小时！它们也像月球和地球一样潮汐地锁在一起，所以它的“日边”表面温度是1410°F(770°C)。
桩基础施工技术
一、沉入桩施工
沉入桩所用的基桩主要为预制的钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩。断面形式常用的有实心方桩和空心管桩两种。管桩（包括普通的和预应力的）一般由工厂以离心成型法制 成。沉入桩的施工方法主要有：锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩以及静力压桩等。这里介 绍锤击沉桩的施工方法。
锤击沉桩一般适用于中密砂类土、黏土。由于锤击沉桩依靠桩锤的冲击能量将桩打入土中，因此一般桩径不能太大（不大于0.6m）,入土深度在40m左右，否则对沉桩设备要 求较高。沉桩设备是桩基施工的质量的关键，应根据土质、工程量、桩的种类、规格、尺寸、施工期限、现场水电供应等条件选择。
2. 施工要点
（1） 沉桩前，应对桩架、桩锤、动力机械等主要设备部件进行检査；开锤前应再次检查桩锤、桩帽或送桩与桩的中轴线是否一致；锤击沉桩开始时，应严格控制各种桩锤的 动能；用坠锤和单动气锤时，提锤高度不宜超过0.50m;用双动气锤时，可少开气阀降低 气压和进气量，以减少每分钟的锤击数；用柴油机锤时，可控制供油量以减少锤击能量； 如桩尖已沉入到设计标高，但沉入度仍达不到要求时，应继续下沉至达到要求的沉入度为止。沉桩时，如遇到沉入度突然发生急剧变化；桩身突然发生倾斜、移位；桩不下沉，桩 锤有严重的回弹；桩顶破碎或桩身开裂、变形；桩侧地面有严重隆起等现象时，应立即停止锤击，查明原因，采取措施后方可继续施工。
（2） 沉桩过程中应注意：桩帽与桩周围应有5 - 10mm间隙，以便锤击时桩在桩帽内可作微小的自由转动，避免桩身产生超过许可的扭转应力；打桩机的导向杆应予固定，以便施打时稳定桩身；导向杆设置应保证桩锤上、下活动自由；预制桩顶面应附有适合桩帽大小的桩垫，其厚度视桩垫材料、桩长及桩尖所受抗力大小决定；桩垫破碎后应及时更换；选用的桩帽，应将锤的冲击力均匀分布于桩顶面。
3. 锤击沉桩的停锤控制标准
（1） 设计桩尖标高处为硬塑黏土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩等土层时，根据贯人度变化并对照地质资料，确认桩尖已沉入该土层，贯入度达到控制贯入度。
（2） 当贯入度已达到控制贯人度，而桩尖标高未到达设计标高时，应继续锤入0.10m 左右（或锤击30 ~ 50次）,如无异常变化即可停锤；若桩尖标高比设计标高高得多时，应 报有关部门研究确定。
（3） 设计桩尖标高处为一般黏土或其他松软土层时，应以标高控制，贯入度作为校核。当桩尖已达设计标高，而贯入度仍较大时，应继续锤击，使其接近控制贯入度。
（4） 在同一桩基中，各桩的最终贯入度应大致接近，而沉入深度不宜相差过大，避免基础产生不均匀沉降。如因土质变化太大，致使各桩贯入度或沉桩深度相差过大时，应报有关部门研究，另行制订停锤标准。对于特殊设计的桩，当桩尖标高比设计标高高或低时（如拱桥的桥台桩等）,应按设计要求处理。
从沉桩开始时起，应严格控制桩位及竖桩的竖直度或斜桩的倾斜度。在沉桩过程中， 不得采用顶、拉桩头或桩身办法来纠偏，以防桩身开裂并增加桩身附加弯矩。
二、钻孔灌注桩施工
1. 钻孔灌注桩的特点
钻孔灌注桩桩长可以根据持力土层的起伏面变化，并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋，钢筋用量较少，便于施工，故应用较为普遍。
2. 钻孔灌注桩施工的主要工序
钻孔前应先布置施工平台。当场地为浅水时，宜采用筑岛法施工。筑岛面积应按钻孔方法、机具大小等要求决定，高度应高于最高施工水位0.5 ~ 1.0m。当场地为深水时，可采用钢管桩施工平台、双壁钢围堰平台等固定式平台，也可采用浮式施工平台。平台须牢靠稳定，能承受工作时所有静、动荷载。
钻孔灌注桩施工的主要工序有：埋设护筒、制备泥浆、钻孔、清底、钢筋笼制作与吊装以及灌注水下混凝土等。
1） 埋设护筒
护筒能稳定孔壁、防止坍孔，还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和起到钻头导向作用等。
护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径宜比桩径大20 ~ 40cm。 一般常用钢护筒，在陆上与深水中均能使用。
护筒高度宜高出地面0.3m或水面1.0 ~ 2.0m。当钻孔内有承压水时，应高于稳定后的 承压水位2.0m以上；当处于潮水影响地区时，应高出最高施工水位1.5 ~ 2.0m,并应釆取 稳定护筒内水头的措施。
护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况埋置深度宜为 2~4m,特殊情况应加深以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行。有冲刷影响的河床，应沉入 局部冲刷线以下不小于1.0~1.5m，护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。
旱地、筑岛处护筒可采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填黏质土必须分层夯实。水域护筒设置，应严格注意平面位置、竖向倾斜、倾斜角（指斜桩）和两节护筒的连接质量均需符合要求。沉入时可采用压重、振动、锤击并辅以筒内除土的办法。
护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，平面允许误差为50mm,竖直线倾斜不大于1%,干处可实测定位，水域可依靠导向架定位。
2） 泥浆制备
钻孔泥浆由水、黏土（或膨润土）和添加剂按适当配合比配制而成，通过泥浆搅拌机或人工调和，贮存在泥浆池内，再用泥浆泵输入钻孔内。钻孔泥浆具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止塌孔的作用。
钻孔泥浆的性能指标可根据钻孔方法，地质情况具体选用。对大直径或超长钻孔灌注桩，泥浆的选择应根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。在地质复杂，覆盖层较厚，护筒下沉不到岩层的情况下，宜使用丙烯酰胺即PHP泥浆。
3） 钻孔
根据井孔中土（钻渣）的取岀方法不同，常用的方法有：螺旋钻孔、正循环回转钻孔、反循环回转钻孔、潜水钻机钻孔、冲抓钻孔、冲击钻孔、旋挖钻机钻孔。
（1） 正循环回转钻孔：系利用钻具旋转切削土体钻进，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼 头，通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排出 至沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆流入泥浆池循环使用。其特点是钻进与排渣同时连续进 行，在适用的土层中钻进速度较快，但需设置泥浆槽、沉淀池等，施工占地较多，且机具设备较复杂。
（2） 反循环回转钻孔：与正循环法不同的是，泥浆输入钻孔内，然后泥浆挟带钻渣从钻头的钻杆下口吸进，通过钻杆中心排出至沉淀池内。其钻进与排渣效率较高，但接长 钻杆时装卸麻烦，钻渣容易堵塞管路。另外，因泥浆是从上向下流动，孔壁坍塌的可能性 较正循环法的大，为此需用较高质量的泥浆。
（3） 冲击钻孔：冲击钻成孔灌注桩适用于黄土、黏性土或粉质黏土和人工杂填土层，特别适合于在有孤石的砂砾石层、漂石层、硬土层、岩层中使用。施工中应根据现场 地质状况，合理的选择冲击钻。冲击钻成孔一个最重要的关键点，就是泥浆护壁，护壁泥浆含沙量一定要小。泥浆的浓度可以根据试验测定或经验判断，泥浆太浓钻孔速度慢，泥浆太轻护壁容易坍塌。
开始钻进宜慢不宜快，因为护筒刃脚周围岩层要密实有个过程，需反复冲击挤压，因 为这个位置最容易穿孔。施工中注意垂直度校正，2~3m后立即校正，钻孔太深且偏差太 大只有回填重来。岩层一般是倾斜，与钻机接触面位置垂直，此处位置通过回填卵石反复冲钻，直到岩层平整，然后再继续钻进，防止卡钻、孔位倾（斜等。
施工过程中护筒及时跟进，护筒内的水头一定要保持，随时检查控制泥浆指标，不可马虎。随时检查钻机、钢丝绳等，防止掉钻；每天根据钻渣判断地质情况，做好地质柱状 图标识；钻至设计位置后通知监理一起验收，共同确定孔底地质与设计是否一致；钻孔整 个过程控制应严谨，防止刃脚穿孔、塌孔、偏孔、十字孔、卡钻、埋钻、吊钻事故发生。
（4） 旋挖钻机钻孔：旋挖钻机是一种高度集成的桩基施工机械，采用一体化设计、 履带式360。回转底盘及桅杆式钻杆，一般为全液压系统。旋挖钻机采用桶式钻斗，钻机就 位后，调整钻杆垂直度，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。当钻斗下降到预定深度后， 旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示桶满时，钻斗底部关闭，提升钻斗 将土卸于堆放地点。钻进施工过程中应保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。
旋挖钻机特殊的桶型钻斗直接取土出渣，不需接长钻杆，钻孔时孔口注浆以保持孔内泥浆高度即可，因而能大大缩短成孔时间，提高施工效率。由于带有自动垂直度控制和自 动回位控制，成孔垂直度和孔位等能得到保证。桶钻取土上提过程中对孔壁扰动较小，桶 钻周边设有溢浆孔，溢出泥浆可起到护壁作用。
旋挖钻机一般适用黏土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层。对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的钻机，可适用微风化岩层的钻孔 施工。
4）成孔检査与清孔
钻孔的直径、深度和孔形直接关系到成桩质量，是钻孔桩成败的关键。为此，除了钻孔过程中严谨操作、密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应采用适当器具对孔 深、孔径和孔的倾斜度进行检验，符合设计及规范要求后，方可清孔。
（1） 清孔的方法：有抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法以及用砂浆置换钻渣清孔法等，应根据设计要求、钻孔方法、机具设备和土质条件决定。其中抽浆法清孔较为彻底， 适用于各种钻孔方法的灌注桩。对孔壁易坍塌的钻孔，清孔时操作要细心，防止塌孔。
（2） 清孔的质量要求：对摩擦桩，孔底沉淀厚度应符合设计规定，设计未规定时， 对于直径小于1.5m的桩，≤200mm;对桩径大于1.5m或桩长大于40m或土质较差的桩， ≤300mm;对支承桩，孔底沉淀厚度不大于设计规定，设计未规定时，≤50mm。清孔后的泥浆指标，相对密度为1.03 ~ 1.10,黏度为17~20Pa s,含砂率小于2%,胶体率大于98%。
在吊入钢筋骨架后，灌注水下混凝土之前，应再次检査孔内的泥浆指标和孔底沉淀厚度；如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。
5） 钢筋笼制作与吊装
灌注桩钢筋骨架的制作、运输与安装应符合下列规定：
（1） 制作时应采取必要措施，保证骨架的刚度，主筋的接头应错开布置。大直径长 桩的钢筋骨架宜在胎架上分段制作并编号,安装时应按编号顺序连接。
（2） 应在骨架外侧设置控制混凝土保护层厚度的垫块，垫块的间距在竖向不应大于2m,在横向圆周不应少于4处。
（3） 钢筋骨架在运输过程中，应采取适当的措施防止其变形。骨架的顶端应设置吊环。骨架入孔一般用吊机，或采用钻机钻架、灌注塔架等，起吊应按骨架节段的编号入孔。
（4） 安装钢筋骨架时，应将其吊挂在孔口的钢护筒上，或在孔口地面上设置扩大受力面积的装置进行吊挂，不得直接将钢筋骨架支承在孔底。
6） 灌注水下混凝土
灌注水下混凝土的搅拌机能力，应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。若估计灌注时间长于首批混凝土初凝时间，则应掺入缓凝剂。
水下灌注混凝土的泵送机具宜采用混凝土泵，距离稍远的宜采用混凝土搅拌运输车。 采用普通汽车运输时，运输容器应严密坚实，不漏浆、不吸水，便于装卸，混凝土不应离析。
水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径为200 ~ 350mm,视桩径大小而定。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁采用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力P的 1.3 倍。
导管应自下而上顺序编号，单节导管作好标示尺度，导管吊装设备能力应充分满足施工要求。导管应定时进行水密试验，以确保桩基施工质量。
灌注水下混凝土时，混凝土拌合物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌合，二次拌合后仍不符合要求时，不得使用。首批混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（,1.0m）和填充导管底部的需要。首批混凝土拌合物下落后，混凝土应连续灌注，导管的埋置深度宜控制在2 ~ 6m。在灌注过程中，特别是潮汐地区和有承压力地下水地区，应注意保持孔内水头；应经常测探井孔内混凝土面的位置， 及时地调整导管埋深。
为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌合物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般不小于0.5m,以保证混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，桩头应无松散层。
一、沉入桩施工
沉入桩所用的基桩主要为预制的钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩。断面形式常用的有实心方桩和空心管桩两种。管桩（包括普通的和预应力的）一般由工厂以离心成型法制 成。沉入桩的施工方法主要有：锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩以及静力压桩等。这里介 绍锤击沉桩的施工方法。
锤击沉桩一般适用于中密砂类土、黏土。由于锤击沉桩依靠桩锤的冲击能量将桩打入土中，因此一般桩径不能太大（不大于0.6m）,入土深度在40m左右，否则对沉桩设备要 求较高。沉桩设备是桩基施工的质量的关键，应根据土质、工程量、桩的种类、规格、尺寸、施工期限、现场水电供应等条件选择。
2. 施工要点
（1） 沉桩前，应对桩架、桩锤、动力机械等主要设备部件进行检査；开锤前应再次检查桩锤、桩帽或送桩与桩的中轴线是否一致；锤击沉桩开始时，应严格控制各种桩锤的 动能；用坠锤和单动气锤时，提锤高度不宜超过0.50m;用双动气锤时，可少开气阀降低 气压和进气量，以减少每分钟的锤击数；用柴油机锤时，可控制供油量以减少锤击能量； 如桩尖已沉入到设计标高，但沉入度仍达不到要求时，应继续下沉至达到要求的沉入度为止。沉桩时，如遇到沉入度突然发生急剧变化；桩身突然发生倾斜、移位；桩不下沉，桩 锤有严重的回弹；桩顶破碎或桩身开裂、变形；桩侧地面有严重隆起等现象时，应立即停止锤击，查明原因，采取措施后方可继续施工。
（2） 沉桩过程中应注意：桩帽与桩周围应有5 - 10mm间隙，以便锤击时桩在桩帽内可作微小的自由转动，避免桩身产生超过许可的扭转应力；打桩机的导向杆应予固定，以便施打时稳定桩身；导向杆设置应保证桩锤上、下活动自由；预制桩顶面应附有适合桩帽大小的桩垫，其厚度视桩垫材料、桩长及桩尖所受抗力大小决定；桩垫破碎后应及时更换；选用的桩帽，应将锤的冲击力均匀分布于桩顶面。
3. 锤击沉桩的停锤控制标准
（1） 设计桩尖标高处为硬塑黏土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩等土层时，根据贯人度变化并对照地质资料，确认桩尖已沉入该土层，贯入度达到控制贯入度。
（2） 当贯入度已达到控制贯人度，而桩尖标高未到达设计标高时，应继续锤入0.10m 左右（或锤击30 ~ 50次）,如无异常变化即可停锤；若桩尖标高比设计标高高得多时，应 报有关部门研究确定。
（3） 设计桩尖标高处为一般黏土或其他松软土层时，应以标高控制，贯入度作为校核。当桩尖已达设计标高，而贯入度仍较大时，应继续锤击，使其接近控制贯入度。
（4） 在同一桩基中，各桩的最终贯入度应大致接近，而沉入深度不宜相差过大，避免基础产生不均匀沉降。如因土质变化太大，致使各桩贯入度或沉桩深度相差过大时，应报有关部门研究，另行制订停锤标准。对于特殊设计的桩，当桩尖标高比设计标高高或低时（如拱桥的桥台桩等）,应按设计要求处理。
从沉桩开始时起，应严格控制桩位及竖桩的竖直度或斜桩的倾斜度。在沉桩过程中， 不得采用顶、拉桩头或桩身办法来纠偏，以防桩身开裂并增加桩身附加弯矩。
二、钻孔灌注桩施工
1. 钻孔灌注桩的特点
钻孔灌注桩桩长可以根据持力土层的起伏面变化，并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋，钢筋用量较少，便于施工，故应用较为普遍。
2. 钻孔灌注桩施工的主要工序
钻孔前应先布置施工平台。当场地为浅水时，宜采用筑岛法施工。筑岛面积应按钻孔方法、机具大小等要求决定，高度应高于最高施工水位0.5 ~ 1.0m。当场地为深水时，可采用钢管桩施工平台、双壁钢围堰平台等固定式平台，也可采用浮式施工平台。平台须牢靠稳定，能承受工作时所有静、动荷载。
钻孔灌注桩施工的主要工序有：埋设护筒、制备泥浆、钻孔、清底、钢筋笼制作与吊装以及灌注水下混凝土等。
1） 埋设护筒
护筒能稳定孔壁、防止坍孔，还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和起到钻头导向作用等。
护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径宜比桩径大20 ~ 40cm。 一般常用钢护筒，在陆上与深水中均能使用。
护筒高度宜高出地面0.3m或水面1.0 ~ 2.0m。当钻孔内有承压水时，应高于稳定后的 承压水位2.0m以上；当处于潮水影响地区时，应高出最高施工水位1.5 ~ 2.0m,并应釆取 稳定护筒内水头的措施。
护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况埋置深度宜为 2~4m,特殊情况应加深以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行。有冲刷影响的河床，应沉入 局部冲刷线以下不小于1.0~1.5m，护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。
旱地、筑岛处护筒可采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填黏质土必须分层夯实。水域护筒设置，应严格注意平面位置、竖向倾斜、倾斜角（指斜桩）和两节护筒的连接质量均需符合要求。沉入时可采用压重、振动、锤击并辅以筒内除土的办法。
护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，平面允许误差为50mm,竖直线倾斜不大于1%,干处可实测定位，水域可依靠导向架定位。
2） 泥浆制备
钻孔泥浆由水、黏土（或膨润土）和添加剂按适当配合比配制而成，通过泥浆搅拌机或人工调和，贮存在泥浆池内，再用泥浆泵输入钻孔内。钻孔泥浆具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止塌孔的作用。
钻孔泥浆的性能指标可根据钻孔方法，地质情况具体选用。对大直径或超长钻孔灌注桩，泥浆的选择应根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。在地质复杂，覆盖层较厚，护筒下沉不到岩层的情况下，宜使用丙烯酰胺即PHP泥浆。
3） 钻孔
根据井孔中土（钻渣）的取岀方法不同，常用的方法有：螺旋钻孔、正循环回转钻孔、反循环回转钻孔、潜水钻机钻孔、冲抓钻孔、冲击钻孔、旋挖钻机钻孔。
（1） 正循环回转钻孔：系利用钻具旋转切削土体钻进，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼 头，通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排出 至沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆流入泥浆池循环使用。其特点是钻进与排渣同时连续进 行，在适用的土层中钻进速度较快，但需设置泥浆槽、沉淀池等，施工占地较多，且机具设备较复杂。
（2） 反循环回转钻孔：与正循环法不同的是，泥浆输入钻孔内，然后泥浆挟带钻渣从钻头的钻杆下口吸进，通过钻杆中心排出至沉淀池内。其钻进与排渣效率较高，但接长 钻杆时装卸麻烦，钻渣容易堵塞管路。另外，因泥浆是从上向下流动，孔壁坍塌的可能性 较正循环法的大，为此需用较高质量的泥浆。
（3） 冲击钻孔：冲击钻成孔灌注桩适用于黄土、黏性土或粉质黏土和人工杂填土层，特别适合于在有孤石的砂砾石层、漂石层、硬土层、岩层中使用。施工中应根据现场 地质状况，合理的选择冲击钻。冲击钻成孔一个最重要的关键点，就是泥浆护壁，护壁泥浆含沙量一定要小。泥浆的浓度可以根据试验测定或经验判断，泥浆太浓钻孔速度慢，泥浆太轻护壁容易坍塌。
开始钻进宜慢不宜快，因为护筒刃脚周围岩层要密实有个过程，需反复冲击挤压，因 为这个位置最容易穿孔。施工中注意垂直度校正，2~3m后立即校正，钻孔太深且偏差太 大只有回填重来。岩层一般是倾斜，与钻机接触面位置垂直，此处位置通过回填卵石反复冲钻，直到岩层平整，然后再继续钻进，防止卡钻、孔位倾（斜等。
施工过程中护筒及时跟进，护筒内的水头一定要保持，随时检查控制泥浆指标，不可马虎。随时检查钻机、钢丝绳等，防止掉钻；每天根据钻渣判断地质情况，做好地质柱状 图标识；钻至设计位置后通知监理一起验收，共同确定孔底地质与设计是否一致；钻孔整 个过程控制应严谨，防止刃脚穿孔、塌孔、偏孔、十字孔、卡钻、埋钻、吊钻事故发生。
（4） 旋挖钻机钻孔：旋挖钻机是一种高度集成的桩基施工机械，采用一体化设计、 履带式360。回转底盘及桅杆式钻杆，一般为全液压系统。旋挖钻机采用桶式钻斗，钻机就 位后，调整钻杆垂直度，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。当钻斗下降到预定深度后， 旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示桶满时，钻斗底部关闭，提升钻斗 将土卸于堆放地点。钻进施工过程中应保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。
旋挖钻机特殊的桶型钻斗直接取土出渣，不需接长钻杆，钻孔时孔口注浆以保持孔内泥浆高度即可，因而能大大缩短成孔时间，提高施工效率。由于带有自动垂直度控制和自 动回位控制，成孔垂直度和孔位等能得到保证。桶钻取土上提过程中对孔壁扰动较小，桶 钻周边设有溢浆孔，溢出泥浆可起到护壁作用。
旋挖钻机一般适用黏土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层。对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的钻机，可适用微风化岩层的钻孔 施工。
4）成孔检査与清孔
钻孔的直径、深度和孔形直接关系到成桩质量，是钻孔桩成败的关键。为此，除了钻孔过程中严谨操作、密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应采用适当器具对孔 深、孔径和孔的倾斜度进行检验，符合设计及规范要求后，方可清孔。
（1） 清孔的方法：有抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法以及用砂浆置换钻渣清孔法等，应根据设计要求、钻孔方法、机具设备和土质条件决定。其中抽浆法清孔较为彻底， 适用于各种钻孔方法的灌注桩。对孔壁易坍塌的钻孔，清孔时操作要细心，防止塌孔。
（2） 清孔的质量要求：对摩擦桩，孔底沉淀厚度应符合设计规定，设计未规定时， 对于直径小于1.5m的桩，≤200mm;对桩径大于1.5m或桩长大于40m或土质较差的桩， ≤300mm;对支承桩，孔底沉淀厚度不大于设计规定，设计未规定时，≤50mm。清孔后的泥浆指标，相对密度为1.03 ~ 1.10,黏度为17~20Pa s,含砂率小于2%,胶体率大于98%。
在吊入钢筋骨架后，灌注水下混凝土之前，应再次检査孔内的泥浆指标和孔底沉淀厚度；如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。
5） 钢筋笼制作与吊装
灌注桩钢筋骨架的制作、运输与安装应符合下列规定：
（1） 制作时应采取必要措施，保证骨架的刚度，主筋的接头应错开布置。大直径长 桩的钢筋骨架宜在胎架上分段制作并编号,安装时应按编号顺序连接。
（2） 应在骨架外侧设置控制混凝土保护层厚度的垫块，垫块的间距在竖向不应大于2m,在横向圆周不应少于4处。
（3） 钢筋骨架在运输过程中，应采取适当的措施防止其变形。骨架的顶端应设置吊环。骨架入孔一般用吊机，或采用钻机钻架、灌注塔架等，起吊应按骨架节段的编号入孔。
（4） 安装钢筋骨架时，应将其吊挂在孔口的钢护筒上，或在孔口地面上设置扩大受力面积的装置进行吊挂，不得直接将钢筋骨架支承在孔底。
6） 灌注水下混凝土
灌注水下混凝土的搅拌机能力，应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。若估计灌注时间长于首批混凝土初凝时间，则应掺入缓凝剂。
水下灌注混凝土的泵送机具宜采用混凝土泵，距离稍远的宜采用混凝土搅拌运输车。 采用普通汽车运输时，运输容器应严密坚实，不漏浆、不吸水，便于装卸，混凝土不应离析。
水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径为200 ~ 350mm,视桩径大小而定。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁采用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力P的 1.3 倍。
导管应自下而上顺序编号，单节导管作好标示尺度，导管吊装设备能力应充分满足施工要求。导管应定时进行水密试验，以确保桩基施工质量。
灌注水下混凝土时，混凝土拌合物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌合，二次拌合后仍不符合要求时，不得使用。首批混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（,1.0m）和填充导管底部的需要。首批混凝土拌合物下落后，混凝土应连续灌注，导管的埋置深度宜控制在2 ~ 6m。在灌注过程中，特别是潮汐地区和有承压力地下水地区，应注意保持孔内水头；应经常测探井孔内混凝土面的位置， 及时地调整导管埋深。
为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌合物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般不小于0.5m,以保证混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，桩头应无松散层。
800V高压系统对电池的影响
电芯层面
高压快充对电池的倍率性能提出要求
高压快充，其本质就是要提高充电速度，解决用户的充电焦虑。如今普遍使用的400 V电压系统(250 A电流)可以达到100 kW的充电功率，电池由30%SOC充至80%SOC需要约30min，距燃油车的加油速度还存在很大差距，即使在未来将电流增加到500 A，也需要15min左右，而800V高压未来能达到300-500 kW的充电功率，只需几分钟就能迅速补能，可以媲美燃油车的补能速度。
图片
充电时间的减少在给消费者带来更好体验的同时也给电池带来了考验，电池的充电速度主要取决于锂离子的脱嵌和迁移速率，当采用800V电压平台后，充电倍率最大可达6C（目前普遍为1C），在高充电倍率下，锂离子脱嵌和迁移的速率加快，部分锂离子来不及进入正负极，只能形成一些副产物，导致活性物质损失，加速电池寿命衰减。且动力电池在快充条件下，析锂现象加剧，一方面将造成活性物质的损失，影响电池容量和寿命；另一方面，锂枝晶一旦刺穿隔膜，将导致电池内部短路，造成起火等安全风险。
为解决上述问题，业界针对电池各组分做出了大量努力：
正极材料方面，最新的亮点技术有蜂巢能源的前驱体定向生长精准控制技术，通过控制前驱体合成参数，一次粒径放射状生长，打造离子迁移“高速公路”，提高离子传导，以及广汽埃安的石墨烯电池，石墨烯电池是将石墨烯与镍钴锰酸锂三元正极材料混合制成，石墨烯形成一个近似球面的三维结构，它能很好地与三元正极分子结合，增大相互之间传递电荷的面积，从而提升电荷传递效率，将充电速度加快至8分钟充满80%，这款电池将搭载在AionV上。
负极材料是充电倍率突破的重要方向，宁德时代在2019年曾对外宣称正在研发一种新的磷酸铁锂电池技术，在负极石墨的表面利用“快离子环”技术让石墨结构兼具超级快充和高能量密度的特性，石墨层增加锂离子嵌入速度后可以达到4C-5C的超级快充能力，相当于15分钟完成主要的充电过程；蜂巢能源在今年的上海车展上推出负极表面改性技术，采用液相包覆技术在石墨表面包覆无定形碳，降低阻抗，提升锂离子的通道。
电解液也需要较高导电率，并且不与正负极反应，能抗高温、阻燃、防过充。宁德时代引入了拥有超强运输能力的超导电解液，提升锂离子在液相和界面的传输速度，通过调控极片多孔结构的梯度分布，实现上层高孔隙率结构，下层高压实密度结构等。蜂巢能源采用含硫添加剂/锂盐添加剂等低阻抗添加剂体系电解液，降低正负极界面成膜阻抗，较高的锂盐浓度可以保证电解液较高的电导率。
在材料之外，还可以改善生产工艺来提高电池倍率性能，比如制备更均匀的浆料，提高涂布一致性可以使电极形成更均匀的导电网络，为离子传输提供快速通道。另外，将电极做薄也有助于提高脱嵌锂的速率，但矛盾的是，厚电极更有利于提高能量密度。因此，在目前的技术基础上，为实现快速充电，势必牺牲一定的能量密度，Taycan的电池系统能量密度约为148Wh/kg，作为对比，根据工信部的《新能源汽车推广应用推荐车型目录》，我国2019年申报数量最多的车型能量密度集中在160Wh/kg，2020年申报数量最多的车型能量密度集中在160-170Wh/kg之间，从某个角度来说，由于能量密度下降，Taycan车重增加了40多千克。
另外，说一句题外话，电池系统能量密度降低后，对于整车来说，更高的电压意味着更小的电流和更轻的线缆重量（Taycan的铜线减重4kg），在这个层面上来说，800V有助于整车减重。
模组/pack层面
我们知道单个锂离子电池的电压只有3-4V，电池串联后增大电压，并联后增大电流，因此为实现几百伏的系统电压，需要将电池进行串联，400V电压需要约一百个电芯串联，例如特斯拉Model 3短续航版的电芯总数为4416个，串联数为96；而800V则需要约200个电芯串联，保时捷Taycan的电池包总共包含396个电芯，串联数为198。
保时捷Taycan的串并联方式
保时捷Taycan是全球第一款量产的电压平台为800V的车型，其最高充电功率为350kW，电池包总重630kg，采用三元体系，总电量为93.4kWh，额定电压为723V，包含396个三元软包电芯，每个电芯的标称电压为3.65V，容量为66Ah；每12个电芯以6s2p的形式组成一个模组，模组电压为22V，容量为132Ah，396个电芯共组成33个模组。
图片
单个模组串并联方式
上述33个模组串联，被分成两层放置，下层包含30个，上层包含另外3个，800A保险丝串联在18号模组和19号模组之间。在发生短路电流的情况下，将会中断高压蓄电池的供电，以保证电池安全。
图片
Taycan的电池箱体结构
图片
下层模组的连接方式
图片
上层模组的连接方式
串数增加，对电芯一致性要求提高
一致性，指的是用于成组的单体电芯的初期性能指标的一致，包括容量、阻抗、电极的电气特性、电气连接、温度特性、衰变速度等，如果电芯之间一致性存在差异，将影响整个电池组的性能。
从上面的分析可以看出，800V高压架构的Taycan的电池采用的是198s2p的连接方式，串联数为198个，较400V系统增加了一倍。对于串联回路，在充放电时流过的电流是一样的，因为电芯内阻的差异，单体电芯表现的电压不同。内阻比较大的电池在充电时会提前充满或优先到达上限电压，放电时则会提前到达下限电压，为了避免过充过放，电池管理系统就会截止充放电，而此刻其他电芯还未充满或充分发挥容量，从而导致电池容量的浪费。内阻高的电芯完全充放电的频率更高，使其衰减更快，久而久之，这颗电芯就更可能发生失效或安全故障。串数越多，电芯产生问题的概率就越高，对于电芯一致性的要求也相应提高。
目前，改进电池一致性的方法主要有：（1）极限制造：在生产过程中控制原材料的一致性、改良工艺过程及参数等，例如宁德时代就将极限制造创新列为自己的四大创新体系之一，将产品缺陷率由ppm级做到ppb级；（2）电池下线后即对电池进行筛选，选择同一批次性能相近的电池成组；（3）电池管理方面：在使用过程实时监控，优化电池的充放电、热管理等等，这个我们后面会讲。
电池热管理
为进行对比，我们假设存在电压为400V的电芯，将其分别组成电量相同，电压分别为400V和800V的电池包，则其串并联方式如下图：
图片
目前国内充电桩支持的最大电流为250A，未来可达500A，若电流过大，将导致充电电缆过粗过重，给使用带来不便。因此，在外部输入电流一样的情况下，由于并联分流，流过800V系统单个电芯的电流将大于400V系统，相应的800V系统产生的热量也更大，对于热管理的要求越高。
我们来看一下Taycan的热管理，水冷板分别在电池箱体下侧，可有效隔绝冷却液与模组，提高电池安全性。由于模组分布在两层，其水冷系统也分为上下两层，共13个冷却支路，每个冷却支路有两根水冷管并联，水冷管采用口琴管的方案，每根水冷管有10个并联通道。
图片
Taycan水冷管截面
电池的液冷系统与整车的冷却系统是交互的，动力电池将热量传递给水冷板中的冷却液，冷却液再将热量通过热交换器传递给整车的冷却系统，最后将热量排放到空气中。
图片
Taycan的热管理系统
热安全方面，由于快充过程中产热量大，热失控的风险增加，因此需要进行有效的监控与预警，电池包的结构选材方面也要优化改进。
此外，800V高压快充技术对热管理的要求还体现在电池散热与升温之间的平衡：
一方面，由于通过单个电芯的电流更大，导致电芯产热更多——温度升高——加剧电芯老化/产生安全隐患——波及其他电芯甚至整车。另一方面，低温环境并不利于快充，热管理系统需要将即将进行快充的电池的温度适当提高，例如，Taycan电芯进行快充的最适宜温度为30℃，所以，车主如需要进行大功率快充，那么整车会事先将电芯温度调整到30℃，如果在充电时还没有达到这个温度或是车主没有事先设置进行加热，Taycan会首先将电芯加热到30℃，然后才允许大功率充电。
BMS
BMS对电池进行监控和管理，是动力电池系统的大脑。一般来说，BMS由一个主控单元和多个从控单元组成，从控单元直接连接动力电池，主控单元通过CAN总线或菊花链通信等方式管理多个从控单元。
图片
BMS架构
上文我们提到，一个电池包中的电芯要尽量保持在一致的状态，BMS具有均衡管理的功能，即根据电芯信息，采取主动或被动的方式，尽可能均衡各电芯的荷电状态。BMS有两种均衡方式：主动均衡和被动均衡，主动均衡是将电量由SOC高的电池转移到低的电池中，结构较为复杂且成本高；被动均衡是将SOC高的电池的电量通过并联电阻消耗掉，这种方式结构简单且成本低，但是会造成能量浪费，目前采用较多的是被动均衡。BMS需要考虑电池自放电、均衡时间、散热等因素，来管理电池状态，使其保持一致，上文提到，串数增多，电池一致性要求也提高，同样的，对BMS的均衡能力要求也要提高。
再有就是， BMS中存在高压电路和低压电路，高低压电路之间的通信需要使用通信隔离芯片，电池包电池达800V后，这种耐高压的隔离芯片要重新选型，选择汽车级加强隔离的芯片。
除上述内容外，由于电压电流的变化，电池包内相关元器件、连接件等也需要重新选型，在此不再赘述。
电芯层面
高压快充对电池的倍率性能提出要求
高压快充，其本质就是要提高充电速度，解决用户的充电焦虑。如今普遍使用的400 V电压系统(250 A电流)可以达到100 kW的充电功率，电池由30%SOC充至80%SOC需要约30min，距燃油车的加油速度还存在很大差距，即使在未来将电流增加到500 A，也需要15min左右，而800V高压未来能达到300-500 kW的充电功率，只需几分钟就能迅速补能，可以媲美燃油车的补能速度。
图片
充电时间的减少在给消费者带来更好体验的同时也给电池带来了考验，电池的充电速度主要取决于锂离子的脱嵌和迁移速率，当采用800V电压平台后，充电倍率最大可达6C（目前普遍为1C），在高充电倍率下，锂离子脱嵌和迁移的速率加快，部分锂离子来不及进入正负极，只能形成一些副产物，导致活性物质损失，加速电池寿命衰减。且动力电池在快充条件下，析锂现象加剧，一方面将造成活性物质的损失，影响电池容量和寿命；另一方面，锂枝晶一旦刺穿隔膜，将导致电池内部短路，造成起火等安全风险。
为解决上述问题，业界针对电池各组分做出了大量努力：
正极材料方面，最新的亮点技术有蜂巢能源的前驱体定向生长精准控制技术，通过控制前驱体合成参数，一次粒径放射状生长，打造离子迁移“高速公路”，提高离子传导，以及广汽埃安的石墨烯电池，石墨烯电池是将石墨烯与镍钴锰酸锂三元正极材料混合制成，石墨烯形成一个近似球面的三维结构，它能很好地与三元正极分子结合，增大相互之间传递电荷的面积，从而提升电荷传递效率，将充电速度加快至8分钟充满80%，这款电池将搭载在AionV上。
负极材料是充电倍率突破的重要方向，宁德时代在2019年曾对外宣称正在研发一种新的磷酸铁锂电池技术，在负极石墨的表面利用“快离子环”技术让石墨结构兼具超级快充和高能量密度的特性，石墨层增加锂离子嵌入速度后可以达到4C-5C的超级快充能力，相当于15分钟完成主要的充电过程；蜂巢能源在今年的上海车展上推出负极表面改性技术，采用液相包覆技术在石墨表面包覆无定形碳，降低阻抗，提升锂离子的通道。
电解液也需要较高导电率，并且不与正负极反应，能抗高温、阻燃、防过充。宁德时代引入了拥有超强运输能力的超导电解液，提升锂离子在液相和界面的传输速度，通过调控极片多孔结构的梯度分布，实现上层高孔隙率结构，下层高压实密度结构等。蜂巢能源采用含硫添加剂/锂盐添加剂等低阻抗添加剂体系电解液，降低正负极界面成膜阻抗，较高的锂盐浓度可以保证电解液较高的电导率。
在材料之外，还可以改善生产工艺来提高电池倍率性能，比如制备更均匀的浆料，提高涂布一致性可以使电极形成更均匀的导电网络，为离子传输提供快速通道。另外，将电极做薄也有助于提高脱嵌锂的速率，但矛盾的是，厚电极更有利于提高能量密度。因此，在目前的技术基础上，为实现快速充电，势必牺牲一定的能量密度，Taycan的电池系统能量密度约为148Wh/kg，作为对比，根据工信部的《新能源汽车推广应用推荐车型目录》，我国2019年申报数量最多的车型能量密度集中在160Wh/kg，2020年申报数量最多的车型能量密度集中在160-170Wh/kg之间，从某个角度来说，由于能量密度下降，Taycan车重增加了40多千克。
另外，说一句题外话，电池系统能量密度降低后，对于整车来说，更高的电压意味着更小的电流和更轻的线缆重量（Taycan的铜线减重4kg），在这个层面上来说，800V有助于整车减重。
模组/pack层面
我们知道单个锂离子电池的电压只有3-4V，电池串联后增大电压，并联后增大电流，因此为实现几百伏的系统电压，需要将电池进行串联，400V电压需要约一百个电芯串联，例如特斯拉Model 3短续航版的电芯总数为4416个，串联数为96；而800V则需要约200个电芯串联，保时捷Taycan的电池包总共包含396个电芯，串联数为198。
保时捷Taycan的串并联方式
保时捷Taycan是全球第一款量产的电压平台为800V的车型，其最高充电功率为350kW，电池包总重630kg，采用三元体系，总电量为93.4kWh，额定电压为723V，包含396个三元软包电芯，每个电芯的标称电压为3.65V，容量为66Ah；每12个电芯以6s2p的形式组成一个模组，模组电压为22V，容量为132Ah，396个电芯共组成33个模组。
图片
单个模组串并联方式
上述33个模组串联，被分成两层放置，下层包含30个，上层包含另外3个，800A保险丝串联在18号模组和19号模组之间。在发生短路电流的情况下，将会中断高压蓄电池的供电，以保证电池安全。
图片
Taycan的电池箱体结构
图片
下层模组的连接方式
图片
上层模组的连接方式
串数增加，对电芯一致性要求提高
一致性，指的是用于成组的单体电芯的初期性能指标的一致，包括容量、阻抗、电极的电气特性、电气连接、温度特性、衰变速度等，如果电芯之间一致性存在差异，将影响整个电池组的性能。
从上面的分析可以看出，800V高压架构的Taycan的电池采用的是198s2p的连接方式，串联数为198个，较400V系统增加了一倍。对于串联回路，在充放电时流过的电流是一样的，因为电芯内阻的差异，单体电芯表现的电压不同。内阻比较大的电池在充电时会提前充满或优先到达上限电压，放电时则会提前到达下限电压，为了避免过充过放，电池管理系统就会截止充放电，而此刻其他电芯还未充满或充分发挥容量，从而导致电池容量的浪费。内阻高的电芯完全充放电的频率更高，使其衰减更快，久而久之，这颗电芯就更可能发生失效或安全故障。串数越多，电芯产生问题的概率就越高，对于电芯一致性的要求也相应提高。
目前，改进电池一致性的方法主要有：（1）极限制造：在生产过程中控制原材料的一致性、改良工艺过程及参数等，例如宁德时代就将极限制造创新列为自己的四大创新体系之一，将产品缺陷率由ppm级做到ppb级；（2）电池下线后即对电池进行筛选，选择同一批次性能相近的电池成组；（3）电池管理方面：在使用过程实时监控，优化电池的充放电、热管理等等，这个我们后面会讲。
电池热管理
为进行对比，我们假设存在电压为400V的电芯，将其分别组成电量相同，电压分别为400V和800V的电池包，则其串并联方式如下图：
图片
目前国内充电桩支持的最大电流为250A，未来可达500A，若电流过大，将导致充电电缆过粗过重，给使用带来不便。因此，在外部输入电流一样的情况下，由于并联分流，流过800V系统单个电芯的电流将大于400V系统，相应的800V系统产生的热量也更大，对于热管理的要求越高。
我们来看一下Taycan的热管理，水冷板分别在电池箱体下侧，可有效隔绝冷却液与模组，提高电池安全性。由于模组分布在两层，其水冷系统也分为上下两层，共13个冷却支路，每个冷却支路有两根水冷管并联，水冷管采用口琴管的方案，每根水冷管有10个并联通道。
图片
Taycan水冷管截面
电池的液冷系统与整车的冷却系统是交互的，动力电池将热量传递给水冷板中的冷却液，冷却液再将热量通过热交换器传递给整车的冷却系统，最后将热量排放到空气中。
图片
Taycan的热管理系统
热安全方面，由于快充过程中产热量大，热失控的风险增加，因此需要进行有效的监控与预警，电池包的结构选材方面也要优化改进。
此外，800V高压快充技术对热管理的要求还体现在电池散热与升温之间的平衡：
一方面，由于通过单个电芯的电流更大，导致电芯产热更多——温度升高——加剧电芯老化/产生安全隐患——波及其他电芯甚至整车。另一方面，低温环境并不利于快充，热管理系统需要将即将进行快充的电池的温度适当提高，例如，Taycan电芯进行快充的最适宜温度为30℃，所以，车主如需要进行大功率快充，那么整车会事先将电芯温度调整到30℃，如果在充电时还没有达到这个温度或是车主没有事先设置进行加热，Taycan会首先将电芯加热到30℃，然后才允许大功率充电。
BMS
BMS对电池进行监控和管理，是动力电池系统的大脑。一般来说，BMS由一个主控单元和多个从控单元组成，从控单元直接连接动力电池，主控单元通过CAN总线或菊花链通信等方式管理多个从控单元。
图片
BMS架构
上文我们提到，一个电池包中的电芯要尽量保持在一致的状态，BMS具有均衡管理的功能，即根据电芯信息，采取主动或被动的方式，尽可能均衡各电芯的荷电状态。BMS有两种均衡方式：主动均衡和被动均衡，主动均衡是将电量由SOC高的电池转移到低的电池中，结构较为复杂且成本高；被动均衡是将SOC高的电池的电量通过并联电阻消耗掉，这种方式结构简单且成本低，但是会造成能量浪费，目前采用较多的是被动均衡。BMS需要考虑电池自放电、均衡时间、散热等因素，来管理电池状态，使其保持一致，上文提到，串数增多，电池一致性要求也提高，同样的，对BMS的均衡能力要求也要提高。
再有就是， BMS中存在高压电路和低压电路，高低压电路之间的通信需要使用通信隔离芯片，电池包电池达800V后，这种耐高压的隔离芯片要重新选型，选择汽车级加强隔离的芯片。
除上述内容外，由于电压电流的变化，电池包内相关元器件、连接件等也需要重新选型，在此不再赘述。
✋热门推荐