预应力管桩因其适用范围较广、综合单价较低、工期较快等优点，在工程建设中被广泛使用。管桩的施工工法常用锤击或静压等，因为要通过桩身才能将施工机械的作用力传到岩土层，所以管桩的钻进能力较机械成孔灌注桩的是偏弱的，通常只能进入强风化岩一小段距离。

实际工程项目中，常会遇到上覆土层较软弱、中微风化岩面埋深又较浅的地层分布，浅基础不适用；如选用管桩则会出现桩长偏短的问题，虽然短期承载力较高，但侧向约束弱、稳定性欠佳会导致长期承载力的可靠性变差。对此常采取的对策措施为：降低承载力、引孔、植桩（不扩底或扩底）、改用灌注桩等。

降低承载力会导致桩的利用率不高，桩数、承台尺寸等的也相应增加，经济性较差，暂不纳入本次分析对比。

采用预钻孔，可以降低上覆土层的挤土阻力、保证管桩能满足足够的有效桩长。预钻孔可以分为2类：

1、钻孔直径略小于管桩直径的引孔工艺，承载力特征值的计算取值基本同常规工艺的管桩。

2、钻孔直径略大于管桩直径的植桩，承载力特征值的计算原则基本参照管桩、但端阻力需考虑折减，具体算法可参照TCECS 738-2020《静钻根植桩基础技术规程》等标准。

也可以钻孔后直接插放钢筋笼+浇捣砼，即改成灌注桩。

以上的方法对策都是可行的，也不乏实际案例。但在安全的前提下哪种会更经济合理，则需要进行细化分析对比。

比选案例的主要资料如下：

设地基土从上到下依次为：软塑~可塑粘土3m、粉细砂层3m、全风化岩3m、强风化岩厚层（土层及厚度均为假定，主要是想纳入各类土的影响，使对比结果更全面）。基础形式拟采用PHC500管桩。

具体计算之前，先看看各类桩的承载力计算的标准及规则。

一、规范依据。主要依据为行标JGJ4-2008《建筑桩基技术规范》。基桩承载力计算公式及岩土层承载力取值建议如下：

  分析表格数据，可以发现：淤泥、粘土、粉砂~粗砂等较软土层，预制桩和灌注桩的侧阻值是相当的；砾砂、全~强风化岩等较硬土层，灌注桩侧阻值约为预制桩的70~80%。端阻值则不同，预制桩大幅高于灌注桩、最大可达4~5倍。

二、不同桩型的计算规则。

1、（引孔）管桩

引孔为施工工艺，是为了能达到足够的有效桩长以避免（超）短桩，其承载力计算规则跟常规管桩相同、不再展开细述了。

2、植桩

植桩的工艺图如下：

   植桩的构造要求、计算规则等，主要参考TCECS 738-2020《静钻根植桩基础技术规程》。具体如下：

  

初步分析可知：

1）侧阻计算时，取管桩外径的周长*预制桩的岩土承载力值，所以侧阻承载力=（引孔）管桩。

2）端阻计算时，取孔底截面积*预制桩的岩土承载力*0.45~0.6。钻孔直径=管桩桩径+50~150mm，即孔径550~650mm，孔截面积/桩截面积=1.21~1.69，不扩底的端阻承载力=（引孔）管桩*0.726~1.014（不扩底时）。最大扩底直径=1.6*650=1040mm，扩底截面积/桩截面积=4.33，端阻承载力=（引孔）管桩*1.95~2.6（扩底时）

3）侧阻+端阻的基桩承载力，不扩底时略低于（引孔）管桩，扩底时提高幅度较大。

4）采用专用钻机嵌入软岩时，嵌岩部分可按综合系数法计算，承载力提高幅度更大。

后续会进行具体的数据比选。

3、灌注桩

钻孔后不植入管桩，直接插放钢筋笼+浇捣砼，即改成灌注桩。

初步分析可知：

1）侧阻计算时，取孔外径（550~650mm）的周长*灌注桩的岩土承载力值。孔外径/桩外径=1.1~1.3，预制桩侧阻/灌注桩侧阻=1.1~1.2，所以侧阻承载力等于或略大于（引孔）管桩。

2）端阻计算时，取孔底截面积*灌注桩的岩土承载力。孔径550~650mm，孔截面积/桩截面积=1.21~1.69，预制桩端阻/灌注桩端阻=2~4（泥浆护壁），端阻承载力=（引孔）管桩*0.4~0.6。

3）侧阻+端阻的基桩承载力，低于（引孔）管桩，具体幅度视侧阻：端阻的比例而定。桩长越短，差值越大，桩长越长，差值越小。

三、短桩的定量数据对比

取桩侧土层分别为：软塑~可塑粘土3m、稍密~中密粉细砂层3m、全风化岩3m，桩端入强风化岩1m。基础形式分别为PHC500管桩、600mm孔植桩、600mm灌注桩。

1、管桩   承载力计算值=侧阻604+端阻589=1193kN。

2、植桩

（不扩底）承载力计算值=侧阻604+端阻509=1113kN。

扩底至900mm的承载力计算值=侧阻604+端阻1050=1654kN。

3、灌注桩

承载力计算值=侧阻638+端阻198=836kN。

附注：钻孔桩的入强风化岩深度不像管桩那样受限、可通过加大入岩深度来提高承载力，经估算，灌注桩入强风化岩深度从1m加大到3.7m后，承载力计算值1192kN、跟PHC500管桩的基本一致。另外，采用复式注浆可提高承载力约40~60%，跟引孔管桩的持平。

小结：

对于上覆土层较薄、桩长较短的条件，

1、引孔管桩和不扩底植桩的承载力相当，较相同桩长灌注桩的可提高约30~40%。

2、灌注桩加大入岩深度（桩长增加约30%后），承载力提高约30%；或采用复式注浆，承载力提高40%以上；跟引孔管桩和不扩底植桩的持平。

3、扩底植桩承载力增加较明显，较引孔管桩和不扩底植桩的提高约44%，较灌注桩的提高约98%。

四、中长桩的定量数据对比

为了更全面的分析对比，供大家参考。特增加中长桩的条件，按桩侧土层分别取为：软塑~可塑粘土6m、稍密~中密粉细砂层6m、全风化岩6m，桩端入强风化岩1m作补充分析。

1、管桩

承载力计算值=侧阻1082+端阻589=1671kN。

2、植桩

（不扩底）承载力计算值=侧阻1082+端阻509=1591kN。

扩底至900mm的承载力计算值=侧阻1082+端阻1050=2132kN。

3、灌注桩

承载力计算值=侧阻1144+端阻198=1342kN。

附注：增加桩长或复式注浆的效果详上短桩篇。

小结：

对于上覆土层较厚、桩长较长的条件，

1、引孔管桩和不扩底植桩的承载力基本相当，较相同桩长灌注桩的可提高约20~25%。

2、灌注桩加大入岩深度（桩长增加约10%后），承载力提高约23%；或采用复式注浆，承载力提高40%以上；跟引孔管桩和不扩底植桩的相当。

3、扩底植桩承载力增加较明显，较引孔管桩和不扩底植桩的提高约30%，较灌注桩的提高约60%。

四、汇总及建议

综上分析对比的结果，可知：

1、引孔管桩或者不扩底植桩，相较于灌注桩的提升幅度不算太大、特别是中长桩的情况（灌注桩适当加大桩长、或者采用后注浆等亦可弥补差值）。但多了下管桩的工序，引孔还存在可能吊脚的风险隐患，综合性价比不算太优。

2、灌注桩复式后注浆可提高承载力40%以上，基本跟引孔管桩或者不扩底植桩的持平，有条件时宜考虑采用。

3、扩底植桩，承载力提升幅度大；虽然还增加了扩底的工序，综合性价比相对更优。

据此提出以下设计建议：

1、上覆土层较薄、有效桩长偏短时，优先采用扩底植桩。

2、上覆土层较厚、有效桩长适中时，优先采用扩底植桩，亦可直接采用后注浆灌注桩。

3、如采用引孔管桩，需要注意吊脚的风险隐患，应辅以开口桩尖等预防措施。

知识点：管桩设计桩长偏短的对策的分析对比

问一下，桩有没有最短的限制，比如管桩？