摘要：本文结合自己对预应力管桩基础设计的体会以及相关资料，对预应力管桩在设计应用中应注意的几个关键问题做了适当的分析，着重对泥岩地质情况下使用管桩做出分析，并提出了一些管桩设计方面的建议，以供同行参考。
关键词：预应力管桩；桩端持力层；静压桩终压值；桩极限承载力；强风化岩层
前言
工程建设中，预应力管桩因其具有施工速度快，检测周期短，技术成熟，因而被广泛的应用于建设工程中。下面着重谈谈那些地质条件下不适宜采用预应力管桩，以及预应力管桩应用中需要注意的要点。
1.不宜应用预应力管桩的工程地质条件
工程应用中，在“不宜应用预应力管桩的工程地质条件”下应用了预应力管桩而遭到失败的例子也不少，下面就管桩这方面的局限性做适当的分析。
（1）.桩端持力层以上的覆盖层中含有较多且难以清除又严重影响打桩的孤石、风化球或其他障碍物，这些地方不宜应用或慎用。
（2）.桩端持力层以上的覆盖层中含有不适宜作桩端持力层且管桩又难以贯穿的坚硬夹层，这些地方不宜应用或慎用。
（3）.基岩面上没有合适持力层的岩溶地区，不宜应用或慎用。
（4）.非岩溶地区基岩以上的覆盖层为淤泥等松软土层，其下直接为中风化层或微风化层；或者中风化层上只有较薄的强风化岩层，这种从松软突变到特别坚硬的地层不宜应用或慎用。
（5）.地下水或地基土对管桩的混凝土、钢筋及钢零部件有强腐蚀作用的岩土层，不宜应用或慎用。
（6）.桩端持力层为遇水软化且埋藏较浅的强风化岩层，不宜应用或慎用。
对于在强风化岩地质使用管桩这个问题，有关资料介绍得比较少，在这里将重点讨论一下。对预应力管桩来说，遇水软化的风化岩主要是强风化泥岩以及含泥量较多的强风化、全风化花岗岩。一般情况下，收锤时发现不了什么问题，甚至按正常情况下做静载荷试验时也能达到设计要求，但过了二三十天，若这根桩再做静载荷试验，发现单桩竖向抗压承载力降低了，桩的沉降量加大了。若复打时，这些原先已收锤的桩，又可以打下去几十厘米甚至1~3m。究其原因，主要是桩尖附近进了水，持力岩层遇水软化了，含泥量较多的花岗岩体发生崩解，于是桩端土承载力大大降低。对此情况，通常的处理方法是在管桩内腔底部灌注1.5~2.0m的细石砼进行封底，但这种办法也不是万能的，有些管桩虽然封了底，但桩尖岩土还是软化。原因是管桩桩尖上部外壁四周的阻水土层厚度较小，止水性能差，上层水仍可通过管桩外壁渗漏到桩尖附近的土中，使持力岩层软化或崩解。因此，在这种地质条件下，特别是埋藏较浅（如≤15m）的强风化泥岩中，使用管桩要慎重。
2.静压桩终压值与桩极限承载力的关系
一些设计人员在设计静压式预应力管桩时，往往将施工时桩的终压值与桩的极限承载力混为一谈，以为两者数值相等，其实是两个不同的概念。终压值是终止压桩前施加的荷载，每次持续的时间通常仅有数秒钟或几十秒钟，而桩承载力极限值为桩能抵抗上部结构传来的长期作用荷载的能力。两者数值不一定相等，但两者也有一定的联系。两者之间的关系主要与桩的入土深度、桩周土和桩端土的性质等有关。为了保证静压桩的单桩承载力，一般用控制桩的终压值来施工。设桩的终压值为Pu，那么桩的极限承载力Qu可由公式：Qu=K•Pu计算。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不同的地区，由于地质和桩长等条件的不同，公式中的K值也不尽相同，甚至相差颇大。根据有关资料分析，在广东地区，K的取值一般在0.6~1.25之间；武汉地区，K的取值一般在1.4~2.0之间；而在上海地区，K值可高达在1.8~2.4之间；由于静压桩承载力这种地区经验的差异性，我们在设计时要特别地注意，以免造成工程的隐患或过于浪费。广东地区提出一个静压桩的终压值与桩的极限承载力之间的关系的经验公式：
当6m≤L（桩长，下同）≤8m时，Qu=（0.6~0.8）Pu
当8m≤L≤15m时，Qu=（0.7~1.0）Pu
当15m≤L≤23m时，Qu=（0.85~1.0）Pu
当L>23m时，Qu=（1.0~1.15）Pu
对于静压桩施工而言，为了保证桩基极限承载力这一关键质量指标，人们采用过很多办法，其中较为常用的为满载多次复压法。从上面公式可简单地从桩的终压值来判断桩的极限承载力是否达到设计要求。一般地短桩，要求终压值比极限承载力高很多，极限承载力仅为终压值的60%~80%；而对于中长桩，一般可采用比极限承载力略高的终压值施工；对于长桩，可按极限承载力施工。
3.管桩型号的正确选择
同一桩径的和壁厚的管桩可分为A、AB、B、C等多种桩型，桩型号反映了桩的抗弯性能和混凝土的预压应力，但其竖向承载力相差不大。所以，很多设计人员在选用管桩时只提桩径和壁厚，不提型号，这样是不全面的。设计在选管桩型号时应注意下面问题：①一般情况下，现在广为应用的型号为A型桩。但当桩承受的水平力较大或单桩位置偏差可能出现较大弯矩时，应选用抗弯能力较好的AB型甚至B型或C型。②地质条件差，如岩面倾斜度较大使桩在施打过程中容易产生弯曲，或软土层较厚且桩长细比过大使桩容易出现弯曲而破坏时，应选AB型以上甚至B或C型。③淤泥层流塑性大，桩锤偏重，桩穿越淤泥层产生较大拉应力，导致产生裂纹而被打碎，应采用预应力大的AB型甚至B型或C型桩。④地下水或地基土对管桩的混凝土、钢筋及钢零部件有腐蚀作用的环境下应用管桩基础，应选AB型以上甚至B或C型。⑤对于抗拔桩，宜选用预应力大的AB型甚至B型或C型桩。
4 结论和建议
（1）预应力管桩的应用应注意其地质条件的适应性，不宜在“不宜应用预应力管桩的工程地质条件”下应用预应力管桩，若一定要使用，应采取相应措施保证桩基的安全和满足设计的要求。
（2）应用静压式预应力管桩时，应注意桩的终压值与极限承载力两者的不同以及它们之间的关系，特别应注意两者地区经验的差异性。
（3）对不同的地质和外部使用条件，应选用不同型号的预应力管桩，以满足桩基础的安全性。
参考文献：
[1]DBJ/T 15-22-2008 锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程.北京：中国建筑工业出版社，2009.
[2]DBJ/T 15-94-2013 静压预应力混凝土桩基础技术规程.北京：中国城市出版社，2013.
[3]JGJ 94-2008 建筑桩基技术规范.北京：中国建筑工业出版社，2008.
作者简介：
冯学武（1979-），男，2002年毕业于新疆大学，工程师，从事建筑结构设计。
论文作者:冯学武
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/13
标签：预应力论文; 承载力论文; 管桩论文; 静压论文; 极限论文; 地质论文; 岩层论文; 《基层建设》2017年第13期论文;