建筑基础工程中预制混凝土桩桩体截面形状主要有圆形截面的预制混凝土管桩和正方形或长方形截面的预制混凝土方桩。上世纪90年代以来,随着预制混凝土管桩的标准化和生产及施工技术的不断发展,基础工程对管桩产品已经得到广泛的认可,在实际工程中管桩产品有其显著的优越性,但在以下几个方面表现不足:①管桩为外圆形结构,运输中不易帮扎、固定;②由于管桩桩身存在一定的椭圆度,采用抱压施工时易出现桩身抱碎事故;③管桩在软土地基施工后,在基坑开挖时,容易出现桩位倾斜;④管桩基础的承台较方桩大,基础成本较高等。
空心方桩的外边长主要在300×300~1 000×1000之间,每50为一增量。单节桩长可从6m~60m不等,每节桩之间通过特制的端头板进行连接,以满足不同的地质基础要求和设计承载力,接桩最长可达150m。空心方桩不适宜于在孤石和障碍物多、石灰岩地层、有坚硬隔层及从松软突变到特别坚硬的地层中施工,其适用的地层为流塑、软塑状态的软弱地基,持力层宜为粘土层、砂层、深埋基岩,以及强风化岩层或风化残积土层较厚的地层,尤其适用于软弱土层较厚的地基。
空心方桩比管桩有三点优越性:
(1)外截面为方形比圆形更适宜堆放,空心方桩的方形截面比圆形更有利于接桩施工,还有就是在在静压法施工中空心方桩不会像管桩那样容易被夹碎;
(2)在相同面积的实体形状中,圆周长最小,即空心方桩截面的外周长一般比相同截面积的管桩的周长大,可以通过简单的计算来说明。对于以侧摩阻力为主的摩擦桩和端承摩擦桩的桩型,空心方桩占有优势;
(3)相同的截面积,空心方桩比管桩的截面惯性矩大些。