[原创]袁内镇：预制桩的应用和空心方桩的优势

中国建筑学会地基基础分会理事、中国土木建筑学会地基处理学术委员、教授级高级工程师袁内镇

　　5月16日，上海中技桩业股份有限公司媒体见面会暨企业荣获建材科技进步类二等奖通报会在上海举行。在会上，中国建筑学会地基基础分会理事、中国土木建筑学会地基处理学术委员、教授级高级工程师袁内镇对预制桩的应用及空心方桩的优势作了具体阐述，并对预制桩的研究和发展提出了专业意见。

　　袁内镇教授指出，混凝土桩分两种：“一种是预制桩，即混凝土桩预制好后利用外力（如锤击）或其自身重力使其进入土层；另外一种是钻孔灌注桩，钻孔后灌注混凝土成桩，一般利用导管灌注混凝土成桩或者人工挖孔后灌注混凝土成桩，在现场浇注成桩。”

　　会上，袁教授还详细回顾了预制桩应用发展的曲折历程，“刚解放时，铁道部从苏联引进离心法生产管桩技术，50年代初期在丰台桥梁厂生产空心管桩。当时混凝土技术落后，没有外加剂来改善混凝土性能，使得混凝土强度等级低，承载力低；而且打桩设备昂贵，全靠从苏联进口，只能有限用于铁路建设。在五六十年代，我国工民建只能施工制作沉灌桩和人工挖孔桩，公路部门推行人工钻孔桩。当时，这些技术比较符合国情，且起点低、运用广泛，逐渐取代了预制桩。直至七八十年代，人们发现预制桩独有的特点：龄期短、施工快、质量有保障等，才开始广泛运用空心方桩、实心方桩，相应配套了各种桩机。到80年代，我国混凝土技术迅猛发展，已经可以制备高强混凝土。此时，从日本引进了高强PHC混凝土预制管桩技术，由于其优势明显，如同规格的单根桩承载力显著提高、施工速度快，桩身质量好、造价低等，得到了开发商和建设单位的普遍欢迎。”

　　袁内镇教授在讲话中强调：“高强混凝土预制管桩的引进，对我国预制桩的发展具有划时代的意义。自其引进后很长一段时间内，始终占据桩基的大半壁江山。如湖北，100个打桩的工程中就有60个采用管桩，其他桩型都萎缩了。管桩在其运用的20年中，技术并没有太大的发展进步。上海中技桩业股份有限公司近几年针对空心方桩做了大量的研究试验工作，取得了令人瞩目的成绩。空心方桩的运用是预制桩技术的一个提升，是一种进步。尽管管桩运用广泛，但也存在不少问题，主要体现在其抗弯能力差，很多场合运用都不合理。而方桩具有很多自己独特的优势，使其运用更为合理有效。”

　　袁教授指出，方桩主要具有以下的优点：

　　（1）抗弯、抗剪能力较强，拓宽了其应用范围。比如深基坑的支护，一般管桩的抗弯能力都不能满足要求，只能使用钻孔灌注桩，但运用方桩取代钻孔桩，不仅完全满足工程技术要求，而且大大的提高了施工的速度。在受水平力较大的地质工程中使用方桩都具有很强的优势。而且在未来的工程中将广泛使用后张法制作的预制构件，如将后张技术用在方桩的生产制作上，将会使其的应用范围更广；

　　（2）方桩的吊装、堆码、运输比较方便；

　　（3）可以有效缩小承台的尺寸。大多数预制桩都是挤土桩，即打桩时桩基深入土层的过程中将土挤出，这就对桩距提出了要求。群桩时一般要求桩距为桩身直径的3~4倍。由于桩型本身的几何特性，边长400mm的方桩相当于直径500mm的圆桩。那么如果用500mm的管桩，其桩距要求为1.75m，用400mm的方桩，其桩距只需为1.25m，承台尺寸就相对小了很多，能够减轻施工负担，节省材料，且不影响工程质量。

　　（4）方桩的生产工艺相对目前的管桩较为先进，因为方桩是在管桩的基础上研发的，是更为节约、更为环保的新桩型。

　　袁内镇教授还对预制桩的进一步研究提出了几点建议：

　　（1）不管是方桩还是管桩，其延性都比较差，而抗震材料要求延性较好。材料的强度和塑性是两个矛盾对立的性能，一般材料的强度高，延性就差，呈脆性，而抗震地区都对预制桩提出强度延性要求。方桩的抗弯、抗剪性能较其他桩型好，但桩基和承台连接处是其薄弱环节，抗震性能如何，破坏模式是什么样的，是其的研究方向。目前，中技和清华大学正致力于此方面的研究，难度很大，脆性材料在地震下的破坏模式很难模拟，这对方桩应用范围的拓宽起着至关重要的作用。

　　（2）不管方桩还是管桩，其接头的耐久性是研究重点、难点。一般预制桩的接头都是焊接，其耐久性对整个桩的性能影响非常巨大。因此预制桩在做抗拔桩时，必须尽量采用一节桩，避免存在接头的腐蚀，影响其耐久性。

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