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预应力管桩设计中的常见技术问题分析预应力管桩作为一种常见的基础工程桩型，广泛应用于建筑工程、桥梁工程等领域。在设计过程中，常遇到一些技术问题，影响工程质量和安全。首先，桩的选型与地质条件不匹配，可能导致承载力不足或沉降过大；其次，桩长和桩径的设计不合理，容易造成材料浪费或结构安全隐患。此外，打桩顺序和施工方法选择不当，可能引发挤土效应，影响周边建筑物或地下管线的安全。再者，接桩方式与质量控制不严格，易导致桩身连接薄弱，影响整体承载性能。最后，桩端持力层选择不当，也会造成桩基沉降不均或承载力不足。因此，在预应力管桩设计中，应综合考虑地质勘察资料、上部结构要求、施工条件等因素，合理确定设计方案，并加强施工过程中的监测与质量控制，以确保桩基工程的安全可靠。
珠江三角洲大部分地区由于地质条件复杂，地 表填土和冲积层深厚，导致浅层地基不宜用作荷载 较大的桩基持力层，因此建筑物大多采用桩基础，桩 型选择方面则较多采用沉管灌注桩、人工挖孔桩、预 应力高强混凝土管桩和钻(冲)孔灌注桩等。 近来随着高强预应力管桩（以下简称“管桩”）的 广泛应用，顺德地区的桩基质量也得到明显提高，根 据去年本地区管桩动测试验结果统计，在近7000根 试桩中，存在明显质量问题的桩（如接缝脱开、断桩 承载力达不到设计要求）仅为102根，占总数的1.5%， 这与90年代初灌柱桩中缺陷桩比例高达20%以上 相比，其下降幅度是相当可观的。 当管桩出现质量问题时，设计人员通常会将责 任推卸到施工身上，但事实上进具体分析后可以发 现这是明显不合理的。除施工因素外，桩身制作和 设计等环节，甚至业主都可能对桩质量造成直接或 间接的影响。本文主要从设计角度，对预应力管桩 设计和施工中存在的若干问题进行剖析，目的是引 起有关各方的重视，以提高管桩施工质量。
常见桩基设计技术问题分析
以贯人的岩石埋深较浅且倾斜较大。 如我区陈村镇、龙江镇某些工地地质条件与上 述土层相似，导致打桩过程中或试桩时打烂桩头或 桩身、接缝脱开、嵌岩达不到规范要求的情况偶有发 生，但至今仍有部分设计人员对这一问题未引起足 够重视，使得上述地区仍然以设计打人式管桩为主。 （2）承载力设计缺乏依据 由于按现有地质资料进行计算往往偏于保守， 加上受各种条件限制而无法进行非工程桩试验，使 得相当一部分设计人员在设计管桩承载力时仅根据 桩径大小来进行确定。以使用最普遍的$400管桩 为例，可以说目前80%的工地其承载力设计值均取 为1200kN，而不考虑地质条件、桩长和送桩方式，也 不经过非工程桩测试就可以设计出承载力。 如此设计的最严重后果是导致浪费，以400管 桩为例，在桩长≥20m，地质条件不太差，桩端嵌岩 符合规范要求的情况下，该桩型试桩结果显示大部 分桩的极限承载力均达3000kN以上，若取1200kN 则即使乘以分项系数1.7，极限承载力也仅2000kN， 是明显偏于保守的。据检测部门统计，管桩成本约为 35元/10kN，如每根桩多花100元以上，以我区去年 桩基应用量达10万根以上计算，则业主在桩基投资 方面的浪费就相当惊人了。 当然，桩基承载力设计值较高时，对打桩施工的 要求也较高，施工过程中应密切注意监控，其次是有 时存在不安全因素，较明显的是出现部分短桩，尤其 是静压式管桩，如乐从镇、伦教镇某些工程，采用静 压管桩时往往较难穿透地面以下15~20m的中密砂 层，而用柴油锤施打则可达到30m以下，这时预应 力管桩或预制方桩若仍采用上述设计值，则会因摩 擦力和端承力明显偏小而无法达到设计要求。
2004年11月第11期
（3）打桩参数选择不合理 主要表现为对贯入度要求过高，其实过小的贯 入度往往容易造成桩的强度降低甚至损坏，反而对 承载力不利，也较易导致柴油锤损伤。 如北滘镇某工程Φ400管桩基础原采用6.0t柴 油锤施打，在锤重偏大的情况下，设计人员仍要求收 锤标准达到2.0cm/10击以下，加上桩端持力层为圆 砾层，导致施工时刚开始打桩就经常出现断桩现象 类似情况还有上文提及的龙江镇、陈村镇部分工程， 由于缺乏过渡层而直接进入强风化岩或中风化岩， 使得总锤击数偏少，而某些设计人员为确保承载力 达到要求，将贯人度收锤标准提高至1.5cm/10击， 也往往容易导致断桩。
在实际施工中，当由于各种原因导致桩心偏离 大于规范要求时，桩的受力情况就会发生较大改变， 其主要原因如下：①放线时发生较大偏差，造成桩中 心偏离，从而达不到设计要求；②压桩或锤击时遇地 表较大障碍物导致桩心偏离，从而造成偏心；③压桩 或锤击施工时造成桩损坏，在破坏桩外边重新补桩 时造成偏心。为了保证各桩受力均满足设计要求，应 对偏心桩采取补救措施。 上述3种情况均会导致群桩形心偏离，从而造 成各桩受力不均匀，个别桩的受力不满足规范要求， 由于各桩受力相关较大，将可能导致各桩产生不均 匀沉降，从而对结构产生不良影响。随着时间的推 移，其影响将可能加剧，甚至影响建筑物的正常使 用，造成严重的经济损失或安全事故。这种情况在实 际施工中都得到设计和施工各方的重视，但其设计 处理方法有的缺乏计算和不符合结构受力要求，有 的则盲目加大地基梁来处理，使结构不满足设计和 规范要求。现以一工程实例进行分析。 该工程由于压基础桩时，补桩不合理造成如图 1所示的桩基础平面图
图1基础平面及受力简图
王勤：预应力管桩设计中的常见技术问题分析
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BkN.正好满足1.2倍设计承载力的要求：2地
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为42.5mm，未超过设计控制值52.5mm（0.0025H）， 其中深约15m处基坑变形曲线呈鼓凸状的位置即 为土层接触面。预应力锚杆对土体水平位移的控制 作用是明显的，变形图（略）中凹位即为预应力锚杆 位置；可凸现超前锚杆的协调变形和减少侧向水平 位移作用，但还是属于相对较柔的支护结构。通过 采取超前钢管桩和预应力锚杆等多种支护方式进行 主动性护坡，取得了较好的经济效益，各监测点沉降 位移都有效地控制在设计范围之内，成功地保证了 基坑周边建筑和围护体的安全。
随着高层建筑的日益增多，在超深基坑支护技 术中加强型土钉墙的应用将越来越广，而预应力锚 杆和其它支护形式的联合使用，还需要在实践和理 论上进一步完善，使其更有效地发挥优良性能。 通过本工程超深基坑采用加强型土钉墙支护结 构的应用实践，证明该支护技术与多种传统边坡支 护手段相比，具有施工速度快、随挖随支的优点，可 与基坑施工同步进行，不占独立工期，对施工场地要 求不高，边坡位移较易控制且稳定性好等优点，经济 效益十分显著。
近年预应力管桩基础已发展成为我区的主要桩 基形式，其质量控制的重要性是不言而喻的，建设主 管部门制定了不少措施和方法，使建设、施工、设计 监理等各方了解在建筑活动中各自的责任与义务 尤其是工程质量的终生责任制，这也为确保桩基工 程安全提供了条件。要从根本上提高管桩质量，需 要在提高设计和施工人员质量意识的基础上，建设 行政主管部门采取全面质量管理，即在制作、设计， 施工、成桩检测各环节实行质量监控。笔者仅从检 测的角度提出几点建议： (1）由有关职能部门研究并提出方案，加强对打 桩队伍的监管、管桩厂出厂产品的抽检、桩基设计方 案的审批等城南新区土地整理项目土地复恳工程施工组织设计，同时健全监理制度。
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(2)定期开设专题讲座，帮助设计和施工人员加 深对现行规范的理解，以便准确执行运用。 (3）要求打桩施工队配备打桩记录仪，客观记录 桩长、锤击数、贯人度等，并加强对打桩过程的监控。 (4）设计前采用静载法或PDA打桩分析仪实测 非工程桩的实际承载力，以确定合适的设计承载力 和打桩参数。 (5）运用PDA打桩分析仪作为主要成桩检测手 段，在确定承载力的同时了解管桩的桩身完整性状 况，对因场地问题引起的桩浅部质量问题的工程，也 可使用低应变法进行检定。