眾所周知，樁基工程是建設工程項目重要組成部分，初步估計我國每年的樁基市場規(guī)模不少于4000億。隨著城市建設的迅速發(fā)展對樁基承載力及施工環(huán)境效應控制要求正在不斷提高。近年來，竹節(jié)管樁、復合配筋樁、地基處理樁、抗拔樁等新型預制樁產品，拓寬了預制樁應用范圍。張日紅主導開發(fā)的“非擠土靜鉆根植樁系列產品制造與施工關鍵技術”已實現(xiàn)產業(yè)化，并在杭紹臺鐵路、浙能集團溫州電廠、寧波中心、上海S26、浦東機場等重大項目中應用。項目實施帶動企業(yè)快速發(fā)展，中淳高科2016年至2020年復合增長率達25%，成為地方納稅大戶，相繼獲得納稅“大力鼎”獎和金鼎獎，項目近兩年獲專利許可收入3030萬元。

2022年8月18日，浙江省巖土力學與工程學會在杭州對寧波中淳高科股份有限公司和浙江大學等單位合作完成的《非擠土靜鉆根植樁關鍵技術及應用》項目進行了科學技術成果鑒定。

與會專家一致認為：“經(jīng)過20余年科技攻關，研發(fā)非擠土靜鉆根植樁關鍵技術，填補了非擠土高承載力樁基的空白。創(chuàng)建靜鉆根植樁技術體系，建立計算理論及設計方法，研發(fā)靜鉆根植樁施工技術及智能化施工裝備，研發(fā)靜鉆根植樁成套樁端擴底和注漿技術，建立靜鉆根植樁檢測理論，研發(fā)高承載力靜鉆根植樁成套產品及低碳制造技術，并編寫了相關的設計施工手冊和地方標準規(guī)范。項目從預制樁產品到樁基施工技術到樁基形式都進行了創(chuàng)新，形成了靜鉆根植樁產品制造、樁基設計及施工的成套技術體系，并實現(xiàn)產業(yè)化。傳統(tǒng)鉆孔灌注樁施工過程需排放大量泥漿，且資源消耗量大，不符合建筑業(yè)綠色低碳發(fā)展理念；錘擊或靜壓預制樁施工過程會產生明顯擠土效應，無法在施工位移控制嚴格都市區(qū)使用。因此，研發(fā)非擠土高承載力樁基技術是國民經(jīng)濟發(fā)展的重大需求?！?/p>

鑒定委員會一致認為該項目具有突出的創(chuàng)新性、系統(tǒng)性和實用性，成果總體上處于國際領先水平。同時研究成果填補了非擠土高承載力樁基的空白，引領了樁基發(fā)展方向，使我國樁基的理論研究、生產和施工應用技術達到世界先進水平。

管樁非擠土技術與產品，在國內曾經(jīng)是空白，創(chuàng)新技術參考的主要是日本技術。但張日紅認為我們與日本有許多不同的地方。尤其是我國東南沿海發(fā)達地區(qū)與日本的地質條件多不同，有很多的區(qū)別，我國沿海的軟土深厚。要減少其對施工的影響，就必須創(chuàng)新樁基的新產品。所以張日紅的技術創(chuàng)新路線非常清晰。高強混凝土預制樁基礎技術有傳統(tǒng)施工技術（錘擊和靜壓），所帶來的問題是擠土效應和大直徑樁施工困難。于是有了非擠土施工技術的開發(fā)。用新型高強預制樁技術開發(fā)的產品有靜鉆根植先張法預應力混凝土竹節(jié)樁等。靜鉆根植樁的優(yōu)勢是植入預制樁，質量穩(wěn)定可控，樁身無損傷；無擠土，無噪聲，無泥漿污染；對地質條件適應性強，可穿透堅硬夾層；通過擴底和注漿，提高承載力；施工速度快，造價較經(jīng)濟?？傊o鉆根植樁的施工過程可以實現(xiàn)智能化管理，施工全過程要求：安靜、無塵、無振動、不擠土。

寧波中心阪急百貨項目（三層地下室、緊鄰地鐵1號線）

開發(fā)靜鉆根植竹節(jié)樁時遇到了很多難點，模具技術的創(chuàng)新開發(fā)就是其中之一。因為這是一種預應力構件，竹節(jié)的凸起高度達到100mm，傳統(tǒng)單層鋼模放張時樁身產生彈性壓縮變形會導致竹節(jié)開裂，通過采用雙層的模具可以避免這一問題。但高速離心法成型時，要保證雙層鋼模內外要同心，否則的話在離心加速度下，會產生大的振動，因此技術要求非常高。張日紅和他的團隊做了許多的試驗，最終高質量地開發(fā)出了模具且實現(xiàn)了產品的推廣應用。開發(fā)裝備也是重要的創(chuàng)新點。由于我國東南沿海軟土的靈敏度高，容易變形，與日本比有很大的區(qū)別。為了消除施工對周邊環(huán)境的影響，需要開發(fā)適用完全非擠土施工的裝備技術。為了在軟土地質條件下想辦法提高樁的承載能力，他們對樁的底端結構進行改良，在鉆進設備中設置了液壓千斤頂，能夠打開擴大頭，在80~90米的地下深處也能夠進行擴底。非擠土靜鉆根植樁的創(chuàng)新不是單層面的，而是產品、技術和裝備的系統(tǒng)性研發(fā)。2011年，中淳高科與浙江大學“城市與海濱巖土工程研究中心”開始了長期的合作。通過產學研結合，共發(fā)表了這個領域的200余篇技術論文，中國成為國際上同領域發(fā)表論文最多的國家。在這個過程中，還先后培養(yǎng)出博士和博士后6名。

靜鉆根植樁基采用的預應力高強混凝土竹節(jié)樁

從1987年作為第一技術負責人以國產設備為主開發(fā)出我國最早的“先張法離心成型高強混凝土管樁”到主導開發(fā)的“非擠土靜鉆根植樁系列產品制造與施工關鍵技術”整體技術達到國際先進水平；從25歲獲得廣州市科技二等獎的初出茅廬到天命之年研制成功國際領先技術產品的修成正果，這三十年，正是中國樁基產業(yè)在全球實現(xiàn)了從跟隨到引領的歷史飛躍時期。

星轉斗移，世事紛繁，許多的人都站在這個巨大的歷史風口上，但張日紅卻耐得住寂寞，心無旁騖，在枯燥的研究中埋頭苦干，在繁瑣的成果推廣中忙碌奔波，在日新月異的技術變革中填補空白、推陳出新。“天道酬勤”“久久為功”。三十多年啊，默默無語的張日紅一直站在潮頭，為中國樁基行業(yè)科技進步披荊斬棘躬身拉纖，最終成為了行業(yè)發(fā)展“脊梁”式的人物。

張日紅深諳和洞悉國際樁基產業(yè)的發(fā)展趨勢與方向。他有一個遠大的樁基夢，就是要為中國樁基的綠色低碳發(fā)展奉獻力量。如今的張日紅依然奮斗在樁基一線，實現(xiàn)行業(yè)的綠色低碳發(fā)展已經(jīng)成為他的新目標，這就是要開發(fā)降低環(huán)境負荷的綠色樁基礎技術，減少樁基工程的能源消耗和環(huán)境污染，同時推進樁基產業(yè)的智能化。

他和他的團隊已經(jīng)在行業(yè)走向綠色低碳智能的進程中留下了深深的足跡。從2009年回國后參與2項國家重點研發(fā)計劃項目、3項國家自然科學基金項目、8項地方科技計劃項目以及近百項公司內部立項研發(fā)項目，在技術創(chuàng)新和產業(yè)化推廣應用方面成績突出，其研究成果已經(jīng)在推動我國混凝土制品向綠色、低能耗方向發(fā)展方面，作出了突出貢獻。

張日紅在上海S26公路入城段（G15～嘉閔高架）靜鉆根植樁現(xiàn)場進行技術交流

張日紅算過一筆賬。傳統(tǒng)非擠土鉆孔灌注樁基會產生許多泥漿，污染環(huán)境，與同承載力鉆孔灌注樁相比，“非擠土靜鉆根植樁系列產品制造與施工關鍵技術”樁材混凝土用量降低了70%，可大幅度節(jié)省鋼材、水泥等資源，工程定額造價降低4%～16%，降低碳足跡效果顯著。近三年的應用累計減少排放泥漿超過1100萬噸，同時從源頭解決了樁基施工長期以來存在的擠土擾動、噪聲擾民和排放泥漿污染環(huán)境社會問題，促進了我國建筑業(yè)綠色發(fā)展?！斗菙D土靜鉆根植樁關鍵技術及應用》還研發(fā)高性能外摻劑與復合摻合料技術，研制免蒸壓預制樁生產設備并實現(xiàn)產業(yè)化制造，首次實現(xiàn)單位產品能耗值降至11.9kg標準煤/m3，比國內行業(yè)標準規(guī)定值38.8kg標準煤/m3降低70%。這些創(chuàng)新成果對建設“無廢城市”和推進雙碳戰(zhàn)略都有非常積極的作用。

如何推動樁基產業(yè)的低碳綠色發(fā)展，張日紅有自己的深刻思考。他說，目前部分混凝土制品是采用等同現(xiàn)澆混凝土結構進行產品設計，難以發(fā)揮工廠化制造產品的低碳特性。需要改進思路，充分發(fā)揮混凝土制品質量離散性小的優(yōu)點，通過采用高性能混凝土及適當調整制品的保護層厚度等措施來節(jié)省混凝土材料用量，以達到降低混凝土碳足跡的效果。同時要針對我國即將進入大規(guī)模城市有機更新的局面，開展以預制樁為主的樁基礎再利用研究，為實現(xiàn)樁基工程的碳中和提供技術支撐。開發(fā)高效生產設備和集約化生產工藝，已經(jīng)使得我國很多預制樁生產線的人均生產效率、單位能耗指標等優(yōu)于日本等發(fā)達國家，處于國際領先水平。近幾年部分企業(yè)已經(jīng)在海外建設生產基地，國內的預制樁制造裝備已大批量出口海外，行業(yè)的國際影響力在不斷提升。

我國是全球最大的預制樁生產國，2021年生產量4.86億米。降低預制樁制造過程的碳排放還有很大潛力。我國預制樁行業(yè)的單位產品能耗平均大約在38kg標準煤/m3左右，如果全行業(yè)單位產品能耗都能夠達到先進水平15kg標準煤/m3的話，每年可節(jié)省標準煤100萬噸以上。據(jù)浙江省混凝土協(xié)會的數(shù)據(jù)，2020年，全省使用預拌混凝土3.15億立方，每年僅用于鉆孔灌注樁樁基的混凝土有近6000萬立方，產值超過600億，浙江省的預制樁產量為8000多萬米，以每米近200元計，樁產值僅為160多億元。因此大力推廣非擠土預制樁技術，取代現(xiàn)澆灌注樁，擴大預制樁的應用范圍還有廣闊的空間。

目前，我國樁基產業(yè)的低碳化、智能化、數(shù)字化技術的應用均呈上升趨勢。從技術趨勢上看，綠色低碳樁基產品結構正在朝著“更小或更大”兩個方向用力。如在西北沙漠的新能源光伏工程需要使用直徑在20至30厘米的小型樁，而海洋工程、高鐵與橋梁等則需要直徑80厘米至150厘米的大直徑預制樁，這是一個趨勢。眾所周知， 樁基是隱蔽工程。為了推動行業(yè)的數(shù)字化、智能化發(fā)展， 張日紅還呼吁生產及施工過程的逐步透明化，以便管理和嚴控質量。目前中淳高科已經(jīng)實現(xiàn)了用數(shù)字化對靜鉆根植樁基施工的過程控制。

混凝土預制樁是我國最大的水泥制品產業(yè)，我國是全球最大的預制樁生產國。對我國預制樁產業(yè)的低碳發(fā)展前景，張日紅十分有信心。他說今后預制樁的發(fā)展一定會擴大應用領域，特別是非擠土應用領域，因為這是低碳發(fā)展引領的方向。