當前我國預應力混凝土管樁的工程應用發展迅速、量大面廣，有關管樁的承載特性、設計、施工、檢測等工作應引起重視總結分析了當前預應力混凝土管樁的發展歷史、應用現狀及其工程應用中常遇到的問題，結合相關國家規范、行業標準及工程實測資料，針對預應力混凝土管樁的適用條件、承載性狀、施工質量控制等問題進行深入對比分析。

通過具體工程實例，總結了預應力混凝土管樁工程應用中的注意事項，給出了減少管樁工程質量事故的預防措施，并對工程中如何安全適用、經濟合理地應用預應力混凝土管樁提出建議1  引言1894年，Hennenbigue發明了預制混凝土樁

1967-1970年，日本開發了預應力高強混凝土離心管樁（簡稱PHC管樁古景建材 ）1944年，我國開始生產離心鋼筋混凝土管樁（RC樁）20世紀60年代，鐵道部豐臺橋梁廠研制開發了預應力鋼筋混凝土管樁（PC樁）1987年，原交通部三航局混凝土制品廠全套引進了日本生產預應力高強管樁（

PHC樁）的設備目前，我國管樁規格系列已較為合理，形成了PHC樁和PC樁按外徑分為300、400、500、600、800、1 000、1 200 mm各7個規格；預應力混凝土薄壁管樁（PTC）分為300、350、400、450、500、550、600 mm共7個規格。

預制混凝土樁行業的標準化工作覆蓋面不斷加大以國標《先張法預應力混凝土管樁》（GB13476－2009）和《預應力混凝土管樁》國家建筑古景建材 標準設計圖集（10G409）為主線，標準化工作不斷延伸與拓展據不完全統計，我國現有各類預應力混凝土管樁相關標準規范約30部。

2  預應力混凝土管樁特性2.1 優點（1）單位承載力造價低由于其空心、持力層淺和直徑小等因素，一般情況下單位承載力造價比灌注樁便宜（2）成樁質量可控性強管樁作為預制樁是工廠化生產，樁身質量可控性強（3）設計選用范圍廣。

由于管樁外徑規格多，既可用于地基處理、工業廠房，也可用于多、高層建筑（4）運輸、吊裝及沉樁方便，施工速度快尤其是PHC樁，從生產到使用的最短時間只需3～4d（5）質量檢測方便尤其是采用閉口樁尖，樁長和樁身質量可用肉眼等直接手段進行監測。

2.2 缺點和局限性古景建材 （1）預應力管樁屬于擠土樁，沉樁時樁周土體被壓密或擠開，使土體產生水平移動或豎直隆起，可能造成鄰近已壓入的樁產生上浮、樁位偏移和樁身翹曲折斷或影響相鄰建筑物、管線和道路等等（2）不宜穿透較厚堅硬土層，受限于某些地質條件下。

（3）樁身截面面積小，抗彎抗剪能力相對較弱（4）受吊裝、運輸和沉樁機械等條件限制，單節預制樁長度不大，長樁需接樁，接頭常形成樁身的薄弱環節，甚至制約其承載性能3  預應力混凝土管樁承載性狀3.1 樁身抗壓承載力。

預應力混凝土管樁大多用作抗壓樁進行抗壓樁基礎設計時，對于樁身承載力的驗算，不同規范略有差別，主要區別在于樁身混凝土殘留的預壓應力及沉樁工藝等因素導致樁身承載力不同程度古景建材 的折減（1）國家標準圖集《預應力混凝土管樁》（10G409）[4]樁身承載力按下式確定：。

式中：R 為軸壓力設計值；A 為管樁截面面積；fc 為混凝土抗壓強度設計值；ψ c 為考慮成樁工藝影響及混凝土殘留預壓應力影響而取的綜合折減系數， ψ c = 0.7（2）《建筑樁基技術規范》（JGJ 94。

－2008）規定混凝土預制樁、預應力混凝土空心樁的成樁工 藝系數ψ c = 0.85（3）考慮壓屈影響的樁身承載力樁身穿越可液化土或不排水抗剪強度小于10 kPa的軟弱土層基樁，應考慮壓曲影響，樁身承載力應由下式確定：。

式中：? 為受壓穩定系數3.2 抗拔承載力驗算預應力混凝土管樁作為抗拔樁，有逐漸增古景建材 長的趨勢作為抗拔樁使用的管樁，在有效預壓應力范圍內樁身不會出現裂縫，對預應力鋼筋保護較好，能較好地發揮樁身強度，具有施工效率高和造價低等優點。

但影響預應力混凝土管樁抗拔承載力的因素較多，設計時應認真驗算（1）抗拔承載力的計算內容預應力混凝土管樁作為抗拔樁時的承載力計算內容包括：樁側土抗拔阻力、樁身抗拔承載力、鋼棒（預應力鋼筋）墩頭抗拉強度驗算、焊接接頭連接接頭驗算、樁頂與承臺連接設計驗算以及樁身混凝土抗裂驗算和裂縫控制計算。

（2）預應力混凝土管樁作為抗拔樁應用的注意事項①抗拔樁樁身結構強度主要由有效預壓應力控制，宜采用有效預壓應力較大的AB型、B型或C型樁，不宜選用薄壁管樁②接頭焊縫強度驗算滿古景建材 足抗拔承載力要求時，需嚴格控制焊縫質量，避免出現未焊透坡口根部而導致的工程事故，且需注意焊縫的防銹處理及冷卻時間。

③應注意驗算管樁端板與樁身預應力筋的連接處的抗拉強度，需要時可增加端板厚度，以滿足端板孔口抗剪強度④可采用端板焊鋼筋、填芯混凝土中鋼筋作為錨固鋼筋錨入樁承臺的構造形式，并通過計算確定填芯高度及填芯鋼筋籠配筋。

⑤估算樁側土層提供的極限抗拔阻力時，應注意抗壓時的折減系數3.3 抗剪與抗彎性能在吊車、風荷載、豎向偏心荷載、基坑開挖、周邊堆載和地震作用下，管樁均會受到不同程度的水平作用，管樁實際工況為壓、彎、剪的復合受力構件，管樁的抗剪、抗彎驗算某些工況下變得至關重要。

3.3.1 與灌注樁古景建材 抗彎承載力的比較根據《混凝土結構設計規范》（GB 50010－2010）附錄第條，圓形截面正截面受壓承載力宜符合下列規定：

式中：N、M 分別為軸向力設計值、彎矩設計值；fy為鋼筋抗拉強度設計值；A為圓形截面面積；As 為全部縱向普通鋼筋的截面面積；r 為圓形截面的半 徑；rs 為縱向普通鋼筋重心所在圓周的半徑；e0 為 軸向壓力對截面重心的偏心距；ea 為附加偏心距；α 為對應于受壓區混凝土截面面積的圓心角與 2π 的比值；α t 為縱向受拉普通鋼筋截面面積與全部縱 向普通鋼筋截面面積的比值。

某鋼筋混凝土灌注樁直徑為600 mm，混凝土強度等級C40，樁頂3 m范圍箍筋為HRB335，ф10 古景建材 mm@100 mm，縱筋采用HRB400，8ф18 mm，沿圓周均勻布置，縱筋保護層為50 mm對于受彎構件，N = 0，由式（1）解得，由式（2）求得M≤172 kN·m。

由國家建筑標準設計圖集《預應力混凝土管樁》（10G409）可知，直徑為600 mm的PHC樁，根據壁厚與配筋不同，樁身受彎承載力設計值為206～482 kN·m，均大于同直徑灌注樁的受彎承載力172 kN·m。

這是因為：①截面受彎承載力主要由外圍鋼筋和混凝土的強度提供，管樁在內部挖孔，對截面慣性距影響較?。虎诠軜痘炷翉姸雀?；③管樁預應力筋強度高3.3.2 與灌注樁抗剪承載力的比較根據《混凝土結構設計規范》（GB 5001古景建材 0－

2010）第6.3.15 條、第 6.3.4 條，受彎構件的斜剪承載力宜符合下列規定：

式中：V 為構件斜截面上的最大剪力設計值；ft 為 混凝土抗拉強度設計值；b、 h0 分別為截面寬度、 有效高度；αcv 為截面混凝土受剪承載力系數；Asv 為配置在同一截面內箍筋各肢的全部截面面積；s 為沿構件長度方向的箍筋間距；fyv 為箍筋的抗拉強度設計值。

代入上述參數，求得V≤415 kN由國家建筑標準設計圖集《預應力混凝土管樁》（10G409）可知，直徑為600 mm的PHC樁，根據壁厚與配筋不同，樁身斜截面受剪承載力設計值為270～429 kN，幾乎全部小于同直徑灌注樁的受剪承載力415 kN古景建材 。

這是因為：①管樁在內部挖孔，對截面受剪承載力削弱較大；②灌注樁箍筋配置比較靈活，可以用此提高受剪承載力3.3.3 復合受力時與灌注樁承載性狀的比較實際工程中，樁身強度應按受壓、彎、剪復合受力驗算管樁常用直徑為400～600 mm，單樁抗彎、抗剪承載力均較小，可調整的范圍不大。

灌注樁常用直徑為600～1 500 mm，灌注樁箍筋和縱筋配筋率可根據抗彎、抗剪承載力需要進行調整，其范圍大因此，對于抗震設防烈度較高地區的液化土、深厚軟土場地，應優先選用灌注樁3.4 管樁基礎沉降特性

預制樁因擠土效應導致施工后沉降量較灌注樁大，《建筑樁基技術規范》（JGJ94－94）修訂時，收集到的上海、天津、溫州地區古景建材 的樁基沉降實測資料（土層、土性等參數不完整）共計110份，經整理分析，發現擠土預制樁樁基（不含復壓、引孔）沉降量比灌注樁普遍偏大。

圖1反映出一個共同規律：預制樁基礎的最終沉降量顯著大于灌注樁基礎的最終沉降量，樁長愈小，其差異愈大這一現象反映出預制樁因擠土沉樁產生樁土上涌導致沉降增大的負面效應由于3個地區地層條件存在差異，樁端持力層、樁長、樁距、沉樁工藝流程等因素變化，使得預制樁擠土效應不同。

為使計算沉降更符合實際，建立以灌注樁基礎實測沉降與計算沉降之比隨樁端壓縮層范圍內模量當量值而變的經驗值，對于飽和土中未經復打、復壓、引孔沉樁的預制樁基礎按《建筑樁基技術規范》（JGJ94－2008）表所列值古景建材 再乘以擠土效應系數～，對于樁數多、樁距小、沉樁速率快、土體滲透性低的情況，擠土效應系數取大值。

3.5 抗震性能3.5.1 地震作用下樁基礎的破壞形式基樁承受土層強迫位移和上部結構慣性力土層強迫位移主要與地基土的動力反應特性相關，慣性力與上部結構質量和結構自振特性相關由于地基土的性質較為復雜多樣，包括液化土、軟弱黏性土、新近填土、嚴重不均勻土等，同時土層分布和地形地貌千差萬別，使得由此造成的樁基震害程度。

和形態差異較大，準確理論分析較為困難。

（1）樁頂破壞樁與承臺連接一般為樁頂嵌入承臺深度5～10 cm，主筋錨入承臺35倍鋼筋直徑，這種連接呈非理想嵌固特征在水平地震作用下，樁頂承受水平剪力和固端古景建材 彎矩，彎剪應力集中，首先形成塑性鉸對于荷載大、重心高、埋深較淺的樁基，樁頂受循環作用的壓、拔、彎、剪應力，導致樁頂混凝土壓碎、鋼筋壓曲、鋼筋拉脫、剪損等破壞，見圖2。

（2）樁頂、樁身破壞液化而無側向擴展地基土中的基樁，由于側向土體約束削弱，主要靠樁身抵抗地震作用，導致樁頂彎矩、剪力、壓力增大，樁頂破壞嚴重，如圖3所示。

（3）液化側擴地基上樁基的震害液化且有側向擴展時，不僅導致樁基豎向承載力削弱，基樁還要承受側擴液化層的側向推力和慣性力作用，所受水平推力十分突出，在樁頂與承臺連接處、液化土與非液化土界面，樁的剪力、彎矩高度集中，震害非常嚴重，其特征表現為樁頂與承臺或者樁身上、下斷裂且產生明顯錯位古景建材 （見圖4）；此外，位于岸邊坡地的樁基發生整體失穩的可能性更大。

3.5.2 相關標準規范的規定（1）國家標準圖集《預應力混凝土管樁》（10G409）中規定的管樁適用非抗震設計及抗震設防烈度小于等于8度地區的工業與民用建筑、構筑物等工程的低承臺樁基礎，抗震設防烈度為8度且建筑場地類別III、IV類時慎用。

（2）行業標準《建筑樁基技術規范》（JGJ 94－2008）中規定：抗震設防烈度為8度及以上地區的液化土、深厚軟土場地，不宜采用采用預應力空心樁(見《建筑樁基技術規范應用手冊》附錄)（3）廣東省標準《錘擊式預應力混凝土管樁基礎技術規程》（DBJ/T15－22－2008）中規定：當用于抗震設防烈度為古景建材 8度的工業與民用建筑時，必須選用AB或AB型以上樁型，嚴禁使用A型樁，且所選樁型的各項力學指標應滿足管樁基礎的實際受力情況。

3.5.3 提高抗震性能的措施（1）對于存在軟硬土層交互出現、液化和液化側擴、坡地岸邊等情況，應加強樁身主筋，箍筋配置（2）加強管樁上端與承臺相連及承臺之間的連接（3）做好管樁頂部的填芯及承臺周圍填土的夯實工作。

4  工程應用中常見問題及預防近些年，在深厚飽和黏性土（軟土）場地進行管樁施工時，由于方案設計不合理，施工措施不當，引發的管樁移位、傾斜、樁身開裂等問題頻現4.1 深厚流塑狀軟土場地大面積沉樁近年來，在深厚流塑狀軟土場地大面積沉樁引發管樁的移位、傾斜、斷裂、樁身開古景建材 裂等問題突出。

某垃圾處理場預制樁工程2009年底施工， PHC管樁共計755根，對其中563根基樁低應變檢測發現，127根樁為斷樁，大部分樁出現偏移，偏移量最大達到3 055 mm，且無法糾傾處理，將全部管樁廢棄，改為直徑1 m的灌注樁（見圖5）。

4.2 沉樁速率過快引發的問題飽和黏性土場地為搶工期，未控制沉樁速率，導致超孔壓高，擠土效應嚴重，樁土上涌，樁體位移。這類事故較多，如圖6所示。

4.3 基坑開挖引發的問題由于基坑支護不當、挖土不均勻、開挖土方堆積在管樁基礎周圍，未及時外運等原因造成的管樁移位、斷裂等事故時有發生圖7所示為上海某工程事故中管樁基礎的破壞狀況，其直接誘因為施工不當

4.4 古景建材 施工機械運行、沉樁及基坑開挖等綜合因素引發的問題 圖 8 所示為江蘇某活動中心 PHC-500-100A 型 管樁基礎，因基坑開挖及施工等原因造成管樁位移、 傾斜而形成斷樁、廢樁。

4.4 接頭焊接質量引發的問題管樁接頭、樁尖焊接不牢固造成沉樁過程中接駁錯位，連接強度低，抗壓樁承載力不足、抗浮樁被拔起等事故時有發生。圖9為管樁施工現場焊接接樁工況。

4.5 持力層遇水軟化引發的問題在樁端持力層為遇水易軟化的風化巖層的地質條件下，要慎用管樁，特別是強風化泥巖以及含泥量較多的強風化、全風化花崗巖層做持力層的管樁基礎，因接頭或樁尖漏水，導致持力層遇水軟化，承載力降低。

樁端防水做法如圖10所示

4.6 預防古景建材 措施（1）飽和黏性土場地沉樁施工，應控制沉樁速率，或采取設置塑料排水板等加速孔壓消散措施（2）對于深厚流塑狀軟土場地，應先采取真空預壓等措施后，再進行沉樁施工（3）飽和黏性土場地的基坑開挖宜在超空隙水壓力基本消散（一般30 d）后進行，也可采取降水措施后進行。

挖土應均衡進行，對流塑狀土，高差不應大于1 m（4）需嚴格控制焊縫質量，焊縫長度與寬度，且需注意焊縫的防銹處理及冷卻時間（5）樁端持力層為遇水易軟化的風化巖層時，需做好樁端防水5  結論（1）預應力混凝土管樁工程應用發展迅速，量大面廣，產品質量差異較大，有關其承載特性、設計、施工、檢測等工作需引起重視。

（2）預應力混凝土管樁基礎設計思想、古景建材 方法多樣，應及時總結工程經驗，確定預應力混凝土管樁的合理應用范圍，減少樁基工程質量事故（3）在抗震設防烈度較高地區的液化場地、深厚軟土場地，應優先選用灌注樁（4）設計要求管樁穿越硬夾層、加大樁端進入持力層深度等情況時，可考慮采用預鉆孔、射水振動沉樁等措施。

（5）預應力混凝土管樁基礎設計應以防止擠土效應的負面影響為核心，采取各種相應措施，包括布樁、樁距、樁型和構造措施等（6）深厚飽和黏性土場地沉樁施工，應注意采取措施，防止產生樁體位移、傾斜，甚至成斷樁、廢樁事故。

來源：高文生，等 往日精彩1、對水泥細度的再認識2、建議收藏！商品混凝土常見工程事故及分析3、攪拌站每方混凝土的成本精確算法4、溫度對古景建材 混凝土性能有多大影響？氣溫下降，使用混凝土時必須注意什么事項？5、全面了解裝配整體式混凝土結構體系！

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