常见管桩基础设计、施工问题的处理方法及探讨

张亚非

（广州市住宅建筑设计院有限公司，广东 广州 510000）

1 工程概况

1.1 工程简介

本工程位于广州市黄埔区笔村笔岗社区东南部，其中复建三期规划用地面积约10.02万m2，包括18栋高层住宅、7栋1~2层商业裙楼及两层（局部三层）地下室。塔楼总高106.4m，地上33层，结构形式为剪力墙结构，基础形式采用高强预应力管桩基础，持力层为全风化或强风化花岗岩层，单桩承载力特征值取1800kN。

1.2 钻探孔布置及施工区域划分

根据《岩土工程勘察规范》4.1.17条布置塔楼的详勘点。每栋塔楼不少于4个。以C14栋为例，第一次详勘结果的5个钻孔均未发现孤石，由于有周边地勘显示存在孤石，故先补充超前钻钻点，钻点距离控制在8m左右，以进一步探清孤石区域。最后结合原勘探孔及现场反馈的断桩分布情况，将塔楼桩基施工区域划分为安全区和危险区（见图1）。当一个区域集中出现4根或以上的断桩时划分为危险区，暂停施工，并挪机到安全区施工。

图1 桩基础平面布置（阴影范围为危险区）

2 桩基设计要点

2.1 成桩方案

（1）根据详勘结果，塔楼范围内一侧强风化岩层教浅。在设计时，在图纸上标注本塔楼打桩方向，为现场施工提供指引。当有效桩长不足6m时，可用长螺旋机械或潜孔锤先引孔，再进行压（打）桩，从而保证最小有效桩长为6m。当较浅强风化岩（2m以内）是成片区域时，可把基础形式改为筏板基础[1]，局部超挖区域可用低标号混凝土换填至筏板底的垫层下。

（2）对于柱状图中显示无孤石或孤石较少的区域，桩可直接压（打）入全风化或强风化花岗岩层，若存在少量断桩的情况，可采取补桩方式处理，并修改承台形状并复核配筋。

（3）对于孤石较密的区域，可能存在密集断桩的情况，需采用超前钻进行一桩一钻施工，根据其结果对有孤石的桩位先用潜孔锤引孔，再进行压（打）桩。此外，为保证桩侧的有效侧阻，引孔后连接高压注浆机，从孔底一边拔钻杆一边注浆。

2.2 施工技术措施及注意事项

（1）在新开工地区应按照相关规范要求先试桩，并采用单桩竖向抗压静载试验检测单桩极限承载力，并以此为依据调整单桩竖向抗压承载力特征值[2]。高强混凝土预应力管桩施工选择次序：锤击（柴油→液压）→静压。不明确当地做法的情况下提供静压和锤击两种工艺标准。

（2）桩顶与承台的连接须区分抗拔与非抗拔的要求。设计中应明确管桩节间的焊接（满焊）要求（尤其对抗拔桩，否则只按最上面一节管桩计算抗拔力），并注明壁厚、桩尖构造等。

（3）送桩深度：拟复打或需要预留做静载的桩送桩深度不宜大于1.0m，当地表以下有较厚的淤泥土层时送桩深度不宜大于2.0m，当管桩桩端持力层上有较厚的全风化、硬塑土层、中密的砂土层时，送桩深度可适当增加，但不宜大于6.0m。当桩端持力层为遇水易软化的风化岩（土）层，应在施工完第一节桩后立即向桩内孔底灌注1.5m厚的C30细石混凝土。

（4）处于地下水或地基土对混凝土、钢筋有腐蚀的环境下的管桩基础工程，应选用AB型、B型或C型，还应针对不同的腐蚀环境采用相应的技术措施。

由于本工程场地孤石较多，故采用锯齿型桩靴，增加管桩对岩的咬合作用，使得在孤石或中微风化上不容易断桩。

（5）本项目潜孔锤的最大引孔深度（由地面至终孔）约23m，一节管桩最长14m，抱桩需要3m，还剩11m送入孔内，距离孔底还有12m悬空，为保证管桩的垂直度，悬空段需要注浆后回填土至桩底。引孔进入中微风化的桩要立即注浆，避免出现塌孔导致孔底出现沉渣；其余在安全前提下尽早注浆，按1:1比例注浆32.5R水泥浆至孔底。有效桩长大于8m时，注浆深度为6m，有效桩长不大于8m时，注浆深度为4m（注浆高度需按实际孔深适当折减）。此外，需避免引孔钻头在施工时发生倾斜而导致卡桩及断桩的情况发生。

3 桩基础施工问题的处理方法

3.1 偏桩、废桩或桩承载力不足

若相邻桩有富余或承台底土质较好、可考虑部分土承载力时，应优先采用相邻桩或承台底土分担荷载的办法进行处理。除上述情况外，可采取补桩方式处理，并修改承台形状和配筋做法。

3.2 桩超送或桩顶断桩

利用截桩后的桩段与桩端头板按接桩要求进行接桩，现场应保证有便于电焊安全操作，并且焊接质量及土放坡时不影响周边的桩。连接接头须符合《预应力混凝土管桩》（10G409）图集中的相关要求[3]。当超送或桩顶断桩位置≤1200mm时，还可采用承台面标高不变，承台局部加高的做法，见图2。

图2 承台局部加高大样

3.3 桩身存在缺陷（Ⅲ类桩）

在桩身欠缺位置进行加固处理（见图3），设置钢筋笼和螺旋箍，并灌M30水泥砂浆（水灰比0.4），注浆压力为1.0MPa，加固后可满足设计要求；浅部有裂缝时，从桩顶灌浆至裂缝处往下5m。

图3 桩身加固做法

3.4 当场地有孤石时的管桩施工

先补充超前钻钻点，钻点距离在8~10m，以探清楚孤石区域。在孤石较少或者孤石较深的区域（有效桩长8m以上）可直接施工管桩基础。在孤石较多的区域实行一桩一钻，根据超前钻结果，对于有孤石的桩位先用潜孔锤引孔（孔径比桩径大50~100mm），再进行压（打）桩，施工完后的桩底标高应等于或深于引孔的孔底标高。

3.5 当强风化岩层较浅时的管桩施工（一般在塔楼区域）

先补充超前钻钻点，钻点距离在8~10m左右，以探清较浅强风化岩（2m以内）区域。当较浅强风化岩（2m以内）是成片区域时，可把基础形式改为筏板基础，局部超挖区域可用低标号混凝土换填至筏板底的垫层下。其他管桩施工的区域，当管桩有效桩长小于6m时，可用长螺旋机械先引孔（孔径比桩径小50mm，深度保证有效桩长不小于6m），再进行压（打）桩，施工完后的桩底标高应深于引孔的孔底标高。

4 结语

总而言之，在建筑结构的设计和施工过程中，不可忽视基础质量问题的重要性。本文从桩基设计的角度出发，对建筑结构中桩基础设计和施工中的常见问题进行分析，指出桩基础施工中的一些问题并提供常见的解决办法。同时，对桩基和承台的结构构造、施工工艺等提出要求，使桩基工程满足相关规范和场地条件的要求，避免对上部建筑的安全造成不利影响。由于地质情况的不均匀性和地下水的影响，相比地上结构而言，基础设计和施工的不确定性加大，难度也加大。因此，只有采取合理的基础设计和施工方法，加强桩基施工质量的控制，才能保证结构的安全性和经济性，促使建筑更好地为人们的生产和生活而服务。