浅谈预应力管桩的发展与应用
【摘要】预应力管桩作为一种新型的桩基础凭借着工程造价便宜、桩身内空，强度高，混凝土用量少，节约资源等优点，正不断的被各方接受。

【关键词】预应力混凝土管桩（PC）；预应力高强混凝土管桩（PHC）
1.规格分类
管桩按桩混凝土强度等级分为：预应力高强混凝土管桩（代号PHC）、预应力混凝土管桩（代号PC）。

管桩按外径分为300mm、350mm、400mm、450mm、500mm等直径。

管桩按抗弯性能或有效预应力值分为A型、AB型、B型、和C 型。

2.管桩的发展
2.1国外管桩的发展
1920年澳大利亚人发明了混凝土离心法生产工艺；1925年日本引进该项技术，于1934年开始制作钢筋混凝土离心管桩（RC桩）；1962年日本开发了预应力混凝土管桩（PC桩）；1967～1979年日本又开发预应力高强混凝土管桩（PHC 桩）。

1996年日本PHC桩用量达到1280万米，2002年应用量为2500万米。

近10年，预应力管桩在马来西亚的发展很快，生产直径为1200mm的管桩，单节长度达46米，现在正在研发52米单节桩。

2.2国内管桩发展
我国1944年生产钢筋混凝土管桩（PC桩）；1966年丰台桥梁厂开发生产预应力混凝土管桩（PC桩），1984年广东建立第一家生产预应力管桩的工厂，1988年交通部三航局（上海浦东）全套引进日本设备和技术，首先生产PHC桩。

经过10多年的努力全国管桩厂已经由当初的20余家发展到现在的400余家。

从1995年600万米的使用量发展到2006年的20000万米。

由以上数据可以看到，管桩已越来越广泛的在全国使用。

3.管桩的优点
(1)设计范围广泛；(2)对持力层起伏的地层条件适用性强；(3)工程造价便宜；
(4)吊装运输方便；(5)桩身耐打，穿透力强；(6)接桩快捷可靠；(7)施工速度快，工期短；(8)成桩质量可靠；(9)可冬季施工；(10)桩身内空，强度高，混凝土用量少，节约资源。

管桩强度高，耐压性、耐打性好，比较适合作摩擦端承桩及端承摩擦桩。

在淤泥质软土地区，如采用混凝土沉管灌注桩，很难保证混凝土的灌注质量，而采用管桩基础可避免这一问题，提高工程质量。

工期短，造价低。

应用管桩基础的工期短，主要体现在以下三方面：一是施工前期准备时间短，经高压蒸养的PHC桩，成型后到使用只需几天时间；二是施工速度快；三是检测简单快捷。

造价低主要体现在两方面：一是管桩单体长度的价格较低，其承载力较高，单位承载力的造价较低；二是工期短，可以节省施工费用，缩短投资回收时间。

4.实例分析
在普兰店的某小区项目中，场地条件是：(1)淤泥质粉质粘土，1.0米，承载力特征值100KPa；细砂，2.8米厚，承载力特征值100KPa；粗沙，1.7米，承载力特征值160KPa；全风化片麻岩，1.8米厚，承载力特征值220KPa；强风化片麻岩，承载力特征值300KPa。

场地施工钻空均见有地下水分布，地下水水位在2.0～2.5米。

地质部门建议基础类型可采用天然地基上的浅基础方案，基础持力层可选择经加密或换土法处理的细砂层或粗沙层，也可选择全风化片麻岩。

由于地质条件复杂，对于基础形式及持力层的选择设计人员做了仔细的分析和比较。

如果选择粗砂作为持力层，地基承载力特征值为160Kpa。

以5＃为例，建筑平面尺寸为52.8x13.7，按45度放坡开挖基坑计算，开挖土方量是3850立方米，开挖、回填土方这笔费用为24.5万元。

独立柱基础这部分的费用约为11.9万元，总费用约为43.65万元。

如果选择全风化片麻岩作为持力层，地基承载力特征值为220Kpa，土方开挖量为5322立方米，土方开挖和回填的费用为33.2万元，独立柱基础的费用为10.67万元，总费用约为43.87万元。

如果选择做人工挖孔灌注桩，桩端必须座落在强风化片麻岩层上。

人工挖孔桩可以满足一柱一桩的承载力要求，也避免了大开挖，但由于地下水位较高，必须连续排水，因此施工很困难。

人工挖孔灌注桩按每延米650元/米计算（包括人工费和材料费），桩长按7.8米计算，单根桩的土建成本为38.4万元，桩帽部分的费用为3.7万元，总费用约为42万元。

如果选择做预制方桩。

虽然避免了排水问题，但经过现场静压实验，单桩承载力特征值只有300Kpa（400x400，AB型）。

经过计算，建筑柱轴力都在850Kpa 左右，单柱下至少需要3根桩，同时承台也将加大。

预制方桩按115元/m，单桩长度按8米计算，预制桩这部分的费用为23.5万，承台部分的费用为7.7万，安装承台开挖排土的费用为78480元。

因此选用预制方桩基础的总费用为39.5万元。

考虑选用预制管桩作为基础形式。

经过现场的静载试验，单桩承载力能达到950Kpa（AB400型），1000Kpa（AB500型），可以做到一柱一桩。

预制管桩同预制方桩相比，单桩成本相差不大，但单桩承载力确能提高很多。

预制管桩部分的费用约为10.1万元，桩帽部分的土建成本约为2.5万元，开挖排土的费用约为7.8万元，总费用约为20.45万元。

本小区建筑面积12万平，建筑占地面积约17500平方米，按此计算选用独立柱基础形式的费用约为1213万元，选用人工挖孔灌注桩的费用约为1167.6万元，选用预制方桩的费用约为1098.1万元，选用预制管桩的费用约为568.51万元。

通过比较，可以明显的看出选用预制管桩作为基
础形式的优势。

因此，设计人员选用预制管桩作为本小区的基础形式。

预应力管桩作为一种新型的桩基础，凭借着自身的优势，正在不断的被各方接受。

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【参考文献】
［１］先张法预应力混凝土管桩基础技术规程.
［２］预应力混凝土管桩.
［３］建筑地基基础设计规范.
［４］静压管桩基础规定.。