【提要】本文主要從岩土工程的觀點來**預應力管樁的應用條件,提出管樁基礎設計應注意的幾個問題；①工程勘察問題；②單樁承載力問題；③收錘標準問題；④不宜應用管樁的工程地質條件問題。
經過十年來的推廣應用，預應力混凝土管樁作為一種較新型的基樁已被廣東土木界所接受。廣東現有管樁廠四五十家，年生產量四百萬公尺左右，佔全國的三分之二以上。目前廣東高層建築樁基主要採用人工挖孔樁、衝鑽孔灌注樁和預應力管樁。
在10-40層樓房的基礎工程中，原來採用人工挖孔樁和衝鑽孔灌注樁的，有不少已被預應力管樁所替代，這是因為預應力管樁具有工程造價較便宜、質量較可靠、長度易調整、施工速度快、監理方便、檢測時間短、現場簡潔等優點。但是，若對管樁的應用條件認識不清，對使用方法掌握不當，也會發生工程質量問題。下面就設計預應力管樁基礎應注意的問題談一些看法。
一、管樁的應用條件
了解管樁的應用條件，對控制管樁基礎的設計質量非常有益。
管樁的製作質量要求已有國家標準《先張法預應力混凝土管樁》（gb13476-92）。管樁按混凝土強度等級分為：預應力混凝土管樁和預應力高強混凝土管樁。
前者代號為pc樁，其混凝土強度等級一般為 c60或c70；後者代號為phc樁，混凝土強度等級為c80，一般要經過高壓蒸養才能生產出來，從成型到使用權用的最短時間只需三四天。管樁按抗裂變距和極限變距的大小又可分為：a型、ab型、b型，有效預壓應力值約3.
5～6.0mpa的有效預壓應力，打樁時樁身混凝土就可能不會出現橫向裂縫，所以，對於一般的建築工程，採用a類或ab型別樁就行。目前，廣東地區常用的管樁規格如表1。
常用管樁規格表
管樁的施工方法即沉樁方式有六七種之多。廣東前幾年主要採用打入法，過去用過自由落錘，目前幾乎都採用柴油錘。柴油錘的極限貫入度廠家規定為20㎜/10擊，過小的貫入度作業會損壞柴油錘，減少其使用壽命。
管樁用柴油錘施打，震動大，噪音大。近年來，廣東開發了一種靜壓沉樁工藝，即採用液壓式靜力壓樁機將管樁壓到設計持力層。前幾年在廣東應用的靜壓樁機，最大壓樁力只有1600kn～2400 kn，現在，靜壓樁機的最大壓樁力增大到5000 kn，可以將φ500 和φ550的預應力管樁壓下去，單樁承載力可達2000～2500 kn，適用於15～30層的高層建築，特別適用於市區施工。
管樁樁尖形式主要有三種：十字型、圓錐型和開口型。前兩種屬於封口型。
穿越砂層時，開口型和圓錐型比十字型好。開口型樁尖一般用在入土深度為40m以上且樁徑≥550㎜的管樁工程中，成樁後樁身下部約有1/3-1/2樁長的內腔被土體塞住，從土體閉塞效果來看，單樁承載力不會降低，但擠土作用可以減少。封口樁尖成樁後，內腔可一目了然，對樁身質量及長度可用目測法檢查，這是其他樁型所沒有的。
十字型樁尖加工容易，價錢便宜，破岩能力強，故廣東省約90%以上的管樁採用十字型樁尖。樁尖規格不符合設計要求，也會造成工程質量事故。
管樁樁端持力層可選擇為強風化岩層、堅硬的粘土層或密實的砂層，廣東汕頭、湛江及珠江三角洲某些地區，基岩埋藏太深，管樁樁尖一般座落在中密至密實的砂層上，樁長約30～40m，這是以樁側摩阻力為主的端承摩擦樁。廣東其他許多地區基岩埋藏較淺，約10～30m，且基岩風化嚴重，強風化岩層厚達幾公尺、十幾公尺，這樣的工程地質條件，最適合預應力管樁的應用。預應力管樁一般可以打入強風化岩層1-3m，即可打入n=50～60的地層；管樁不可能打入中風化巖和微風化岩層。
這是乙個基本概念，弄不清這個概念就無法正確應用預應力管樁。
預應力管樁的應用，同基他任何樁型一樣都有基侷限性。有些工程地質條件就不宜用預應力管樁。主要有下列四種：
（1）孤石和障礙物多的地層不宜應用；（2）有堅硬夾層時不宜應用或慎用；（3）石灰岩地區不宜應用；（4）從鬆軟突變到特別堅硬的地層不宜應用。詳見下節2.4條.
二、管樁基礎設計應注意的問題
2.1工程勘察問題
勘察是設計的前提。錯誤的勘察必然會導致錯誤的設計。目前工程勘察存在以下問題：
①勘察是設計的前提。錯誤的勘察點要適當加密。就是一些小型工程，勘察點也不宜少於五個。有些建設單位為省勘察費用而減少必要的勘察點，結果導致打樁施工時的更大浪費甚至失敗。
②標貫試驗次數少
管樁工程要求地質勘察報告中多提供有用的n值，所謂有用的n值，主要是遇到砂夾層、下臥軟弱層、殘積層及強風化岩層時多做一些標貫試驗，殘積層最好每2m、強風化岩層最好每1m測一次n值，有利於配樁和打樁收錘。有些勘察單位往往在持力層上面的軟土層中做了許多標貫試驗，而在硬夾層和強風化岩層中乙個也不做，這樣會給設計和施工帶來許多困難，甚至會引起工程質量中故。
③勘察中的弄虛作假
個別勘察單位作風不正。有些孔根本沒有鑽探，憑空寫出來。有些土層隨意公升級，如將殘積土定為強風化巖，將強風化巖定為中風化巖。設計人員根據這些報告確定管樁的持力層，必然出差錯。
④標貫值不准
乙個原因就是試驗裝置不標準，如錘不是63.5kg，落距不是76cm；另一原因就是觸探杆長度校正係數取值問題，現行國家規範列出的觸探杆長度最長21m，校正係數為0.7，而廣東30～40的管樁是常見的,根據廣東經驗,30m時校正係數為0.
61，39m為0.52,有些勘察單位將大於21m的觸探杆長度校正係數為0.7m，這就會引起對持力層的誤判。
三是當標貫深度達不到30cm時又如何表達n值，常用的換算方法不能反應實際情況。
⑤提供的岩土力學指標不符合實際
目前有些勘察人員對建工方面的岩土標準不熟，對基礎工程更是隔行隔山，加之現行規範對管樁基礎沒有專門的規定，給出的設計引數比實際偏小許多，不利於管樁的推廣應用。
⑥標貫本身試驗的缺陷
目前我國的現場標貫試驗幾乎全是在水沖成孔中進行的，有的特種土層，遇水後立即軟化，現場測得的貫入擊數比實際偏低很多，根據這樣的標貫擊數來判斷管樁的可打性，有時也會出差錯。
2.2單樁承載力問題
①管樁的豎向承載力按現行規範公式計算普遍偏低
對於入土深度40m以上的超長管樁，採用現行規範提供的設計引數，是可以求得較高的承載力，但對於一些10～20的中短樁，尤其象廣州開發區那樣的地質，強風化岩層頂面埋深約20m，地面以下16-17m都是淤泥軟土，只有下部2-3m才是硬塑土層，這種樁尖進入強風化岩層1-3m的管樁，按現行規範提供的設計引數計算，承載力遠遠偏小，有時計算值要比現在實際應用值小一半左右。單樁承載力設計值定得很低，會造成很大浪費。事實上，管樁有其獨特之處，管樁穿越土層的能力比預預製方樁強得多，管樁樁尖進入風化岩層後，經過劇烈的擠壓，樁尖附近的強風化岩層已不是原來的狀態，岩體承載力幾乎達到中風化岩體的原狀水平，據對多知試壓樁試驗結果進行反算以及廣州開發區建總對管樁應力實測資料表明，管樁樁尖進入強風化岩層後qp=5000～6000 kpa，qs=130～180kpa，而現行的規範沒有列出強風化岩體的設計引數，一般的設計人員參照堅硬的土層，取qp=2500～3000 kpa，qs=40～50 kpa，這樣的設計結果必然偏小。
2023年筆者在《預應力管樁的設計、施工和工程質量控制》一文中提出了乙個估算樁尖進入強風化岩層的管樁單樁豎向承載力標準值的經驗公式。
rk=100nap+upσqsili
式中rk——管樁豎向承載力標準值；
n——樁端處強風化巖的標貫值；
ap——樁尖（封口）投影面積；
up——管樁樁身外周長；
li——各土層劃分的各段樁長；
qsi——樁周土的摩擦力標準值，按gbj7-89規範附錄十五所列數值的上限（高
值）取用，強風化巖的qs值取150 kpa。
公式適用範圍：
a、管樁樁尖必須進入n≥50的強風化岩層，當n﹥60時，取n=60；
b、當計算出來的rk大於樁身額定承載力rb時，取rk為額定承載力rb。
所謂樁身額定承載力就是樁身最大允許軸向承壓力，目前我國管樁生產廠家流
行的算式是套用日本和英國的公式，即
rb=1/4*（fce-σpc）·a
式中rb——管樁樁身額定承載力；
fce——管樁樁身混凝土設計強度，如c80時，取fce=80 kpa；
σpc——樁身有效預應力；
a——樁身有效橫截面積。]
②樁間距大小影響管樁的承載力
規定樁的最小中心距是為了減少樁周應力重迭,也是為了減少打樁對鄰樁的影響.《建築樁基技術規範》(jgj94-94)規定擠土預樁排數超過三排(含三排)且樁數超過9根(含9根)的摩擦型樁基，樁的最小中心距為3.0d。
目前，大面積的管樁群，在高層建築的塔樓基礎中被廣泛應用，有的乙個大承臺含有管樁200餘根。如果此時樁間距仍為3.5甚至3.
0，打樁引起的土體上湧現象很明顯，有時甚至可以將施工場地地面抬高1公尺左右，這樣不僅影響樁的承載力，還可以將薄弱的管樁接頭拉脫。因此高層建築主樓的管樁基礎，最小樁間距為4.0,有條件時採用4.
5，這樣擠土影響可大大減少，對保證管樁的設計承載力很有幫助。當然，太大的樁間距又會增加樁承臺的造價。
③對靜載試樁荷載最大值的不同理解將會引起對管樁承載力的不同評價
現行基礎規範採用rk和r兩種不同承載力表達方式，rk是單樁的豎向承向承載力標準值，r是單樁豎向承載力設計值，對樁數為3根或3根以下的樁承臺，取r=1.1 rk，四根或四根以上的樁承台取r=1.2 rk。
檢驗單樁豎向承載力時是用2 rk還是用2r來進行靜載荷試驗？不少設計人員往往要求將二倍的單樁承載力設計值作為靜載試驗荷載值來評價樁的好壞。這是一種誤解。
按規範要求，應以2 rk作為最大荷載值來檢驗樁的承載力，因為2 rk等於單樁豎向極限承載力。如果用2倍單樁承載力設計值，也即用2.4 rk或2.
2 rk(大於極限承載力)為最大荷載來試壓，對一些承載力富餘量較多的管樁，是可以過關的；對一些承載力沒什麼富餘的管樁，按2 rk來試壓，是可以合格的，按2.4 rk來試壓是不合格的，結論完全不一樣。
預應力管樁基礎詳細勘察前後應注意若干問題
預應力管樁基礎詳細勘察前後應注意的若干問題摘要 分析總結針對擬採用預應力管樁基礎的場地詳細勘察，從勘察之前的準備工作開始，經過勘察野外施工和室內資料編制工作，至管樁基礎施工結束，整個過程勘察應注意的一些問題，促進勘察為管樁基礎設計和施工提供更好的服務。關鍵詞 預應力管樁勘察注意問題 1 前言 近年來...
預應力管樁基礎檢測方案
工程名稱 預應力管樁工程 工程地點 施工單位 編制單位 編制人編制日期 年月日 審批審批日期 年月日 目錄一 工程概況1 二 編制依據1 三 檢測方法 目的和依據1 四 檢測數量2 五 檢測條件4 六 檢測程式5 七 進場檢測工期計畫6 樁基礎檢測方案 一 工程概況 工程為1棟半地下室1層，地上5層...
鎚擊預應力管樁基礎施工方案
目錄第一節工程概況 3 一 工程簡介 3 二 編制依據 3 三 工程概況 3 四 場區區域地質構造條件 4 第二節土方開挖 4 一 工期計畫 4 二 方案選擇 4 三 基坑排水 降水措施 5 四 開挖深度控制 6 五 場區道路設定 6 第三節鎚擊樁施工 6 一 總體安排 6 二 打樁主要施工方法 8...