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管桩之所以是空心的，主要基于其结构设计、承受力考虑以及热胀冷缩效应的影响。
从结构设计和承受力的角度来看，空心设计使得管桩在达到一定高度的能够保持较轻的重量。在建筑应用中，这有助于减轻对地基和结构的压力。如果使用实心的管桩，将需要承受更大的压力，这可能会增加施工难度和成本。
热胀冷缩是一个重要的物理现象，对管桩的性能有显著影响。由于管桩是空心的，大部分体积的变化（如由于温度变化引起的膨胀或收缩）都会在管的内部产生，从而对管外的影响非常小。这种设计有助于减少由于热胀冷缩引起的应力集中和开裂等问题，提高管桩的耐久性和稳定性。
空心设计还赋予了管桩其他优势。例如，空心方桩的外表面积大且成方型或多边角型，在土层中桩体与土的休止角比圆型的外表大得多，因此能获得更大的承载力。空心方桩的抗震性能也非常优越，其理论计算抗剪力是同等管桩的2-3倍，甚至更高。这使得空心方桩在多震的区域及高层建筑、大面积地下室的建筑物基础中得到了广泛应用。
管桩之所以是空心的，是为了优化其结构设计、提高承受力、减少热胀冷缩的影响以及赋予其其他优势。这种设计使得管桩在建筑领域中具有广泛的应用前景和重要的价值。