在土木工程结构或构件的设计中，有两个指标作为主要的设计指标，即标题中所述的承载能力和变形性能，也常称为强度和刚度。而接近承载能力极限状态或超过峰值强度后的后期变形，则是关乎超出设计荷载边界、罕遇荷载工况下的防倒塌或大变形能力，相关概念为延性概念，与抗震设计、性能设计等设计息息相关。昨天有一则讨论是从预应力管桩中的A型管桩适用性问题开始的：有同仁给出了《预应力混凝土管桩技术标准》JGJ/T 406-2017中的相关要求（以下简称《行标》）：还有同仁给出了广东省标准DBJ/T 15-94-2013 《静压预制混凝土桩基础技术规程》中的相关规定（以下简称广标）：其他地方标准等也有类似规定。可以看出，《行标》对其第一款给出了明确说明；《广标》的条文说明对《行标》第二款有较好的佐证，即穿越较硬土层或端承于较硬岩层时，A类桩在沉桩过程中会受到（不可避免的）偏心荷载的影响以及锤击时应力波反射的受拉作用，会使配筋率较少（预应力度压较低）的A型桩产生较多损伤（开裂）。对于高烈度区下的第一节桩，由于惯性力作用下的弯矩较大，而A类桩的受弯性能较低，故也做出限制使用的规定。另外，A类桩出于成本最佳的考虑，用较低的配筋率结合较高的控制应力，来达到运输及施工吊装过程中对于抗裂度的要求。所以，其预应力筋的应力水平较高，一旦开裂即很快达到极限强度，形成《行标》条文说明中述及的“延性差”结论。
那么，除了节省材料外，A型桩存在的意义如何呢？对于其他桩型，是不是预应力筋配置越多，混凝土预压应力施加越充分，抗裂度越高，其力学性能就越优良呢？从预应力管桩的轴压性能来考虑，对于轴心受压构件，当预应力筋放张后对混凝土施加预应力：可以得出，施加预应力越高，预应力度越大，则轴向受压承载力降低越多。可见，A型桩在其轴压性能方面是好于其他桩型的，对于非第一节桩及烈度较低的工程桩，可以使用A型桩。对于轴压构件，由于预应力筋随着混凝土压缩达到承载力极限值时，所发生的应变并不多，所以预应力筋难以达到其抗压强度设计值，因而，在变形能力的考量中，轴压构件主要取决于混凝土的延性水平。可以这样理解：较高的混凝土预压应力产生的预压应变，在不可避免的偏心施工或偏心荷载作用及后期上部结构传来的弯矩作用时，所能发生的冗余应变较少，因而带来延性差的后果。
文初提到的变形能力，对于结构构件，可以理解为包含两部分，即正常使用时的变形能力和达到承载能力极限状态后的变形能力。前者要求较好的刚度水平以保证施工后的最初形状，后者则是保持强度基本不降而有充分的变形，两者结合形成的理想材料可称之为刚塑性材料，当然这只是一种理想追求。预应力混凝土技术带来的主要是对正常使用极限状态下的变形能力的改善，但对第二阶段变形能力则带来损伤。下图预应力混凝土轴心受拉构件的受力过程，预应力构件从开裂到达到受拉承载力极限状态，发展过程很短，征兆不明显，均是违背了我们对延性的概念需求。而增加了非预应力筋后（见下图），可以很好地改善开裂之后的预兆能力，这也是混合配筋管桩发明的初衷。桩顶受弯带来的偏压效应对受压区混凝土的应变需求则是判断工程桩类构件延性好坏的主要角度。
有另一个问题，即A型桩的抗剪能力因为预应力度低，他的抗剪也会很差吗？这个疑问主要是来自轴向力的施加对抗剪有利的影响。根据桩基础与上部承台的构造及桩身直径、长度的关系，大部分的桩基均有很大的剪跨比，即其桩顶弯矩值要比剪力效应更突出，因而A型桩慎用于高烈度区主要是出于抗弯考虑，而不是抗剪控制。为了避免桩顶过大弯矩，日本业界发明了顶部减固的非刚性节点构造（见下图），不知实际使用中会如何。至于上海地区之前发生的“楼倒倒”事件，是否因为侧移过大造成正截面受弯开裂再引起受剪破坏，则可以和无梁楼盖地库冲切破坏的原因进行对比分析。由于桩基处于地基土中，其所受到的荷载效应和上部结构不同，与两种介质的刚度水平均有很大关系。对于群桩的抗侧力验算，JGJ 94-2008 《建筑桩基技术规范》给出了m法可用（如下表）。
需要注意的是，表中的灌注桩主要是针对于低配筋率灌注桩（小于0.65%），这种桩和矩形截面梁相比，类似于单边配筋0.2%的最小配筋率梁（和前面的A型桩配筋率类似）。因而基本上属于素混凝土截面的抗弯能力。他的允许侧移也比较小，如果对于高配筋率灌注桩则其变形能力加大，则m值应适当减少。《建筑桩基技术规范应用手册(JGJ 94-2008)》给出了相关说明：
对于钢筋混凝土预制桩、钢桩、桩身正截面配筋率不小于 0.65%的灌注桩，可根据静载试验结果取地面处水平位移为10mm(对于水位敏感的建物水平位6m)所对应的载的75%为单桩水平承载力特征值。关于m值法中，地面处水平位移为10mm的规定，是出于对上部结构与桩基间相对变位的要求，但未考虑桩的埋置深度等因素，对于短期支护类桩，则是放宽到30mm，两者计算依据及水平荷载效应又有不同。又回到前面关于变形能力的讨论。桩基础和上部结构相比，对桩的变形能力有没有要求呢？因为这关系到桩身截面刚度的取值，如果变形大，允许开裂，则其刚度可予以折减，如果要求严格，则取其全截面刚度。根据《行标》的说明：可以理解为，预应力管桩中的预应力筋对腐蚀的敏感性，一般不允许出现带裂缝工作状态。因而该标准附表中的开裂弯矩和设计弯矩成为双控指标，而极限弯矩作为形式检验的参照值。
对于临时支护类用管桩，出于延性考虑需用混合配筋管桩，但其变形方面则允许其发生开裂。还有一些灌注桩也尝试采用后张预应力，其反向弯矩带来的小变形则会带来土压力作用形式的变化。对此问题你怎么看呢？欢迎大家一起讨论！
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