常見管樁基礎設計、施工問題的處理方法及探討

張亞非

（廣州市住宅建筑設計院有限公司，廣東 廣州 510000）

1 工程概況

1.1 工程簡介

本工程位于廣州市黃埔區筆村筆崗社區東南部，其中復建三期規劃用地面積約10.02萬m2，包括18棟高層住宅、7棟1~2層商業裙樓及兩層（局部三層）地下室。塔樓總高106.4m，地上33層，結構形式為剪力墻結構，基礎形式采用高強預應力管樁基礎，持力層為全風化或強風化花崗巖層，單樁承載力特征值取1800kN。

1.2 鉆探孔布置及施工區域劃分

根據《巖土工程勘察規范》4.1.17條布置塔樓的詳勘點。每棟塔樓不少于4個。以C14棟為例，第一次詳勘結果的5個鉆孔均未發現孤石，由于有周邊地勘顯示存在孤石，故先補充超前鉆鉆點，鉆點距離控制在8m左右，以進一步探清孤石區域。最后結合原勘探孔及現場反饋的斷樁分布情況，將塔樓樁基施工區域劃分為安全區和危險區（見圖1）。當一個區域集中出現4根或以上的斷樁時劃分為危險區，暫停施工，并挪機到安全區施工。

圖1 樁基礎平面布置（陰影范圍為危險區）

2 樁基設計要點

2.1 成樁方案

（1）根據詳勘結果，塔樓范圍內一側強風化巖層教淺。在設計時，在圖紙上標注本塔樓打樁方向，為現場施工提供指引。當有效樁長不足6m時，可用長螺旋機械或潛孔錘先引孔，再進行壓（打）樁，從而保證最小有效樁長為6m。當較淺強風化巖（2m以內）是成片區域時，可把基礎形式改為筏板基礎[1]，局部超挖區域可用低標號混凝土換填至筏板底的墊層下。

（2）對于柱狀圖中顯示無孤石或孤石較少的區域，樁可直接壓（打）入全風化或強風化花崗巖層，若存在少量斷樁的情況，可采取補樁方式處理，并修改承臺形狀并復核配筋。

（3）對于孤石較密的區域，可能存在密集斷樁的情況，需采用超前鉆進行一樁一鉆施工，根據其結果對有孤石的樁位先用潛孔錘引孔，再進行壓（打）樁。此外，為保證樁側的有效側阻，引孔后連接高壓注漿機，從孔底一邊拔鉆桿一邊注漿。

2.2 施工技術措施及注意事項

（1）在新開工地區應按照相關規范要求先試樁，并采用單樁豎向抗壓靜載試驗檢測單樁極限承載力，并以此為依據調整單樁豎向抗壓承載力特征值[2]。高強混凝土預應力管樁施工選擇次序：錘擊（柴油→液壓）→靜壓。不明確當地做法的情況下提供靜壓和錘擊兩種工藝標準。

（2）樁頂與承臺的連接須區分抗拔與非抗拔的要求。設計中應明確管樁節間的焊接（滿焊）要求（尤其對抗拔樁，否則只按最上面一節管樁計算抗拔力），并注明壁厚、樁尖構造等。

（3）送樁深度：擬復打或需要預留做靜載的樁送樁深度不宜大于1.0m，當地表以下有較厚的淤泥土層時送樁深度不宜大于2.0m，當管樁樁端持力層上有較厚的全風化、硬塑土層、中密的砂土層時，送樁深度可適當增加，但不宜大于6.0m。當樁端持力層為遇水易軟化的風化巖（土）層，應在施工完第一節樁后立即向樁內孔底灌注1.5m厚的C30細石混凝土。

（4）處于地下水或地基土對混凝土、鋼筋有腐蝕的環境下的管樁基礎工程，應選用AB型、B型或C型，還應針對不同的腐蝕環境采用相應的技術措施。

由于本工程場地孤石較多，故采用鋸齒型樁靴，增加管樁對巖的咬合作用，使得在孤石或中微風化上不容易斷樁。

（5）本項目潛孔錘的最大引孔深度（由地面至終孔）約23m，一節管樁最長14m，抱樁需要3m，還剩11m送入孔內，距離孔底還有12m懸空，為保證管樁的垂直度，懸空段需要注漿后回填土至樁底。引孔進入中微風化的樁要立即注漿，避免出現塌孔導致孔底出現沉渣；其余在安全前提下盡早注漿，按1:1比例注漿32.5R水泥漿至孔底。有效樁長大于8m時，注漿深度為6m，有效樁長不大于8m時，注漿深度為4m（注漿高度需按實際孔深適當折減）。此外，需避免引孔鉆頭在施工時發生傾斜而導致卡樁及斷樁的情況發生。

3 樁基礎施工問題的處理方法

3.1 偏樁、廢樁或樁承載力不足

若相鄰樁有富余或承臺底土質較好、可考慮部分土承載力時，應優先采用相鄰樁或承臺底土分擔荷載的辦法進行處理。除上述情況外，可采取補樁方式處理，并修改承臺形狀和配筋做法。

3.2 樁超送或樁頂斷樁

利用截樁后的樁段與樁端頭板按接樁要求進行接樁，現場應保證有便于電焊安全操作，并且焊接質量及土放坡時不影響周邊的樁。連接接頭須符合《預應力混凝土管樁》（10G409）圖集中的相關要求[3]。當超送或樁頂斷樁位置≤1200mm時，還可采用承臺面標高不變，承臺局部加高的做法，見圖2。

圖2 承臺局部加高大樣

3.3 樁身存在缺陷（Ⅲ類樁）

在樁身欠缺位置進行加固處理（見圖3），設置鋼筋籠和螺旋箍，并灌M30水泥砂漿（水灰比0.4），注漿壓力為1.0MPa，加固后可滿足設計要求；淺部有裂縫時，從樁頂灌漿至裂縫處往下5m。

圖3 樁身加固做法

3.4 當場地有孤石時的管樁施工

先補充超前鉆鉆點，鉆點距離在8~10m，以探清楚孤石區域。在孤石較少或者孤石較深的區域（有效樁長8m以上）可直接施工管樁基礎。在孤石較多的區域實行一樁一鉆，根據超前鉆結果，對于有孤石的樁位先用潛孔錘引孔（孔徑比樁徑大50~100mm），再進行壓（打）樁，施工完后的樁底標高應等于或深于引孔的孔底標高。

3.5 當強風化巖層較淺時的管樁施工（一般在塔樓區域）

先補充超前鉆鉆點，鉆點距離在8~10m左右，以探清較淺強風化巖（2m以內）區域。當較淺強風化巖（2m以內）是成片區域時，可把基礎形式改為筏板基礎，局部超挖區域可用低標號混凝土換填至筏板底的墊層下。其他管樁施工的區域，當管樁有效樁長小于6m時，可用長螺旋機械先引孔（孔徑比樁徑小50mm，深度保證有效樁長不小于6m），再進行壓（打）樁，施工完后的樁底標高應深于引孔的孔底標高。

4 結語

總而言之，在建筑結構的設計和施工過程中，不可忽視基礎質量問題的重要性。本文從樁基設計的角度出發，對建筑結構中樁基礎設計和施工中的常見問題進行分析，指出樁基礎施工中的一些問題并提供常見的解決辦法。同時，對樁基和承臺的結構構造、施工工藝等提出要求，使樁基工程滿足相關規范和場地條件的要求，避免對上部建筑的安全造成不利影響。由于地質情況的不均勻性和地下水的影響，相比地上結構而言，基礎設計和施工的不確定性加大，難度也加大。因此，只有采取合理的基礎設計和施工方法，加強樁基施工質量的控制，才能保證結構的安全性和經濟性，促使建筑更好地為人們的生產和生活而服務。