建筑施工·第40卷·第4期 489
预应力管桩桩身开孔技术分析与试验研究
柳 俊 1,2
1. 上海建工二建集团有限公司 上海 200080；2. 上海建筑工程逆作法工程技术研究中心 上海 200080
摘要： 预应力管桩是当今建筑工程中使用较普遍的一种桩型，但其在沉桩过程中造成的挤土效应也是施工中的一道重
大难题。理论和试验证明：在桩身开排水孔可以有效减小沉桩挤土效应，但也存在管桩承载力下降、局部应力集中等
不利影响。通过对管桩开孔技术的研究，分析了管桩开孔技术的研究方法、开孔管桩的类型、开孔的方式、群桩沉桩
过程中的影响因素以及施工过程中的注意要点，以为今后管桩开孔技术的发展提供建议和方向。
关键词： 管桩开孔；研究方法；管桩类型；开孔方式；影响因素
中图分类号：
T U 753.3 文献标志码： A 文章编号： 1 004-1 001(2 018)0 4-0 489-0 3 DOI： 1 0.1 4144/j. c nki. jz sg .2 018.0 4.0 15
Analysis and Test Study on Hole-Opening Technology for
Prestressed Pipe Pile Shaft
LIU Jun 1,2
1. Shanghai Construction No.2 (Group) Co., Ltd., Shanghai 200080, China;
2. Shanghai Engineering Research Center of Top-Down Method in Construction Engineering, Shanghai 200080, China
地基基础 FOUNDATION BED & FOUNDATION
由 于模型箱中的土体已非原状土，土体在制备过程中已改
变 了原来土体的受力平衡，结果会出现一定的误差；土体
的 制备过程十分复杂，沉桩过程如果出现失误，后果将是
不 可逆转的，而且其结果不具备一般性，不能作为其他土
体 或模型箱的结果，没有参考价值。
1.3 数值模拟法
数 值模拟方法可以更精确地模拟有孔管桩沉桩过程，
对 变量的控制方便，只要更改相关参数就可得到想要的变
化 关系。但通常建模过程相对困难，同时其计算过程时间
较 长，若参数设置不对，则结果不能收敛无法计算，将会
浪 费较多时间。
2 开孔管桩的类型
目 前，国内管桩的横截面形式绝大多数是环形，同时
还 有少量预制的外方内圆空心桩
[5 ]。 相对于增设透水小孔
的 管桩，现在研究较多的还是常规管桩，而开设小孔的管
桩 类型常见的还有外圆内方、外方内圆以及方管桩。
2.1 外截面为圆形的开孔管桩
与 实心钢管相比，圆截面管桩具有截面开展、抗弯刚
度 大、自重轻和防火性能好等特点
[6 ]。 其桩型包括外圆内
圆 传统管桩和外圆内方开孔管桩（图1） 。
2.2 外截面为方形的开孔管桩
与外 截面为圆形的管桩相比，方形外截面的管桩具有
抗 弯性能好、节点构造简单、接桩方便等优点。其桩型包
括 外方内圆管桩和外方内方开孔管桩（图2） 。
3 管桩设孔的方式
不 同的开孔形式达到的效果不同，对其桩身承载力的
预
应力管桩沉桩过程中产生的挤土效应不可避免且又
影 响巨大。针对这些问题，雷金波等
[1 ]通 过在管壁开孔形
成 有孔管桩，梅国雄等
[2 ]则 在桩身增设透水孔形成透水管
桩 来解决。这些方法的效果都是使压桩过程中超孔隙水经
透 水孔流入管腔，加速土体固结，使沉桩过程产生的应力
增 量、超孔隙水压力大大减小，从而有效减小挤土效应对
工 程的危害。
1 管桩开孔研究方法
目 前对开孔管桩的主要研究方法包括理论分析法、模
型 试验法、数值模拟法，这3种 方法各有优缺点
[3 -4 ] 。
1.1 理论分析法
理 论分析法可通过假定将复杂的问题进行合理的简
化 ，在理论公式的推导过程中忽略一部分对结果影响甚微
的 量，从而将繁琐的过程进行简化的计算；而且理论方法
有 利于变量的控制，可以通过控制不同变量分析管桩开孔
在
沉 桩过程中的主要影响因素。同时理论方法也具有一定
的 不足：由于对问题的简化，不能
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