众所周知，桩基工程是建设工程项目重要组成部分，初步估计我国每年的桩基市场规模不少于4000亿。随着城市建设的迅速发展对桩基承载力及施工环境效应控制要求正在不断提高。近年来，竹节管桩、复合配筋桩、地基处理桩、抗拔桩等新型预制桩产品，拓宽了预制桩应用范围。张日红主导开发的“非挤土静钻根植桩系列产品制造与施工关键技术”已实现产业化，并在杭绍台铁路、浙能集团温州电厂、宁波中心、上海S26、浦东机场等重大项目中应用。项目实施带动企业快速发展，中淳高科2016年至2020年复合增长率达25%，成为地方纳税大户，相继获得纳税“大力鼎”奖和金鼎奖，项目近两年获专利许可收入3030万元。

2022年8月18日，浙江省岩土力学与工程学会在杭州对宁波中淳高科股份有限公司和浙江大学等单位合作完成的《非挤土静钻根植桩关键技术及应用》项目进行了科学技术成果鉴定。

与会专家一致认为：“经过20余年科技攻关，研发非挤土静钻根植桩关键技术，填补了非挤土高承载力桩基的空白。创建静钻根植桩技术体系，建立计算理论及设计方法，研发静钻根植桩施工技术及智能化施工装备，研发静钻根植桩成套桩端扩底和注浆技术，建立静钻根植桩检测理论，研发高承载力静钻根植桩成套产品及低碳制造技术，并编写了相关的设计施工手册和地方标准规范。项目从预制桩产品到桩基施工技术到桩基形式都进行了创新，形成了静钻根植桩产品制造、桩基设计及施工的成套技术体系，并实现产业化。传统钻孔灌注桩施工过程需排放大量泥浆，且资源消耗量大，不符合建筑业绿色低碳发展理念；锤击或静压预制桩施工过程会产生明显挤土效应，无法在施工位移控制严格都市区使用。因此，研发非挤土高承载力桩基技术是国民经济发展的重大需求。”

鉴定委员会一致认为该项目具有突出的创新性、系统性和实用性，成果总体上处于国际领先水平。同时研究成果填补了非挤土高承载力桩基的空白，引领了桩基发展方向，使我国桩基的理论研究、生产和施工应用技术达到世界先进水平。

管桩非挤土技术与产品，在国内曾经是空白，创新技术参考的主要是日本技术。但张日红认为我们与日本有许多不同的地方。尤其是我国东南沿海发达地区与日本的地质条件多不同，有很多的区别，我国沿海的软土深厚。要减少其对施工的影响，就必须创新桩基的新产品。所以张日红的技术创新路线非常清晰。高强混凝土预制桩基础技术有传统施工技术（锤击和静压），所带来的问题是挤土效应和大直径桩施工困难。于是有了非挤土施工技术的开发。用新型高强预制桩技术开发的产品有静钻根植先张法预应力混凝土竹节桩等。静钻根植桩的优势是植入预制桩，质量稳定可控，桩身无损伤；无挤土，无噪声，无泥浆污染；对地质条件适应性强，可穿透坚硬夹层；通过扩底和注浆，提高承载力；施工速度快，造价较经济。总之静钻根植桩的施工过程可以实现智能化管理，施工全过程要求：安静、无尘、无振动、不挤土。

宁波中心阪急百货项目（三层地下室、紧邻地铁1号线）

开发静钻根植竹节桩时遇到了很多难点，模具技术的创新开发就是其中之一。因为这是一种预应力构件，竹节的凸起高度达到100mm，传统单层钢模放张时桩身产生弹性压缩变形会导致竹节开裂，通过采用双层的模具可以避免这一问题。但高速离心法成型时，要保证双层钢模内外要同心，否则的话在离心加速度下，会产生大的振动，因此技术要求非常高。张日红和他的团队做了许多的试验，最终高质量地开发出了模具且实现了产品的推广应用。开发装备也是重要的创新点。由于我国东南沿海软土的灵敏度高，容易变形，与日本比有很大的区别。为了消除施工对周边环境的影响，需要开发适用完全非挤土施工的装备技术。为了在软土地质条件下想办法提高桩的承载能力，他们对桩的底端结构进行改良，在钻进设备中设置了液压千斤顶，能够打开扩大头，在80~90米的地下深处也能够进行扩底。非挤土静钻根植桩的创新不是单层面的，而是产品、技术和装备的系统性研发。2011年，中淳高科与浙江大学“城市与海滨岩土工程研究中心”开始了长期的合作。通过产学研结合，共发表了这个领域的200余篇技术论文，中国成为国际上同领域发表论文最多的国家。在这个过程中，还先后培养出博士和博士后6名。

静钻根植桩基采用的预应力高强混凝土竹节桩

从1987年作为第一技术负责人以国产设备为主开发出我国最早的“先张法离心成型高强混凝土管桩”到主导开发的“非挤土静钻根植桩系列产品制造与施工关键技术”整体技术达到国际先进水平；从25岁获得广州市科技二等奖的初出茅庐到天命之年研制成功国际领先技术产品的修成正果，这三十年，正是中国桩基产业在全球实现了从跟随到引领的历史飞跃时期。

星转斗移，世事纷繁，许多的人都站在这个巨大的历史风口上，但张日红却耐得住寂寞，心无旁骛，在枯燥的研究中埋头苦干，在繁琐的成果推广中忙碌奔波，在日新月异的技术变革中填补空白、推陈出新。“天道酬勤”“久久为功”。三十多年啊，默默无语的张日红一直站在潮头，为中国桩基行业科技进步披荆斩棘躬身拉纤，最终成为了行业发展“脊梁”式的人物。

张日红深谙和洞悉国际桩基产业的发展趋势与方向。他有一个远大的桩基梦，就是要为中国桩基的绿色低碳发展奉献力量。如今的张日红依然奋斗在桩基一线，实现行业的绿色低碳发展已经成为他的新目标，这就是要开发降低环境负荷的绿色桩基础技术，减少桩基工程的能源消耗和环境污染，同时推进桩基产业的智能化。

他和他的团队已经在行业走向绿色低碳智能的进程中留下了深深的足迹。从2009年回国后参与2项国家重点研发计划项目、3项国家自然科学基金项目、8项地方科技计划项目以及近百项公司内部立项研发项目，在技术创新和产业化推广应用方面成绩突出，其研究成果已经在推动我国混凝土制品向绿色、低能耗方向发展方面，作出了突出贡献。

张日红在上海S26公路入城段（G15～嘉闵高架）静钻根植桩现场进行技术交流

张日红算过一笔账。传统非挤土钻孔灌注桩基会产生许多泥浆，污染环境，与同承载力钻孔灌注桩相比，“非挤土静钻根植桩系列产品制造与施工关键技术”桩材混凝土用量降低了70%，可大幅度节省钢材、水泥等资源，工程定额造价降低4%～16%，降低碳足迹效果显著。近三年的应用累计减少排放泥浆超过1100万吨，同时从源头解决了桩基施工长期以来存在的挤土扰动、噪声扰民和排放泥浆污染环境社会问题，促进了我国建筑业绿色发展。《非挤土静钻根植桩关键技术及应用》还研发高性能外掺剂与复合掺合料技术，研制免蒸压预制桩生产设备并实现产业化制造，首次实现单位产品能耗值降至11.9kg标准煤/m3，比国内行业标准规定值38.8kg标准煤/m3降低70%。这些创新成果对建设“无废城市”和推进双碳战略都有非常积极的作用。

如何推动桩基产业的低碳绿色发展，张日红有自己的深刻思考。他说，目前部分混凝土制品是采用等同现浇混凝土结构进行产品设计，难以发挥工厂化制造产品的低碳特性。需要改进思路，充分发挥混凝土制品质量离散性小的优点，通过采用高性能混凝土及适当调整制品的保护层厚度等措施来节省混凝土材料用量，以达到降低混凝土碳足迹的效果。同时要针对我国即将进入大规模城市有机更新的局面，开展以预制桩为主的桩基础再利用研究，为实现桩基工程的碳中和提供技术支撑。开发高效生产设备和集约化生产工艺，已经使得我国很多预制桩生产线的人均生产效率、单位能耗指标等优于日本等发达国家，处于国际领先水平。近几年部分企业已经在海外建设生产基地，国内的预制桩制造装备已大批量出口海外，行业的国际影响力在不断提升。

我国是全球最大的预制桩生产国，2021年生产量4.86亿米。降低预制桩制造过程的碳排放还有很大潜力。我国预制桩行业的单位产品能耗平均大约在38kg标准煤/m3左右，如果全行业单位产品能耗都能够达到先进水平15kg标准煤/m3的话，每年可节省标准煤100万吨以上。据浙江省混凝土协会的数据，2020年，全省使用预拌混凝土3.15亿立方，每年仅用于钻孔灌注桩桩基的混凝土有近6000万立方，产值超过600亿，浙江省的预制桩产量为8000多万米，以每米近200元计，桩产值仅为160多亿元。因此大力推广非挤土预制桩技术，取代现浇灌注桩，扩大预制桩的应用范围还有广阔的空间。

目前，我国桩基产业的低碳化、智能化、数字化技术的应用均呈上升趋势。从技术趋势上看，绿色低碳桩基产品结构正在朝着“更小或更大”两个方向用力。如在西北沙漠的新能源光伏工程需要使用直径在20至30厘米的小型桩，而海洋工程、高铁与桥梁等则需要直径80厘米至150厘米的大直径预制桩，这是一个趋势。众所周知， 桩基是隐蔽工程。为了推动行业的数字化、智能化发展， 张日红还呼吁生产及施工过程的逐步透明化，以便管理和严控质量。目前中淳高科已经实现了用数字化对静钻根植桩基施工的过程控制。

混凝土预制桩是我国最大的水泥制品产业，我国是全球最大的预制桩生产国。对我国预制桩产业的低碳发展前景，张日红十分有信心。他说今后预制桩的发展一定会扩大应用领域，特别是非挤土应用领域，因为这是低碳发展引领的方向。