管桩施工常见问题及其处理方法

管桩施工常见问题及其处理方法
管桩由于具有桩身强度高、耐压(或耐打)性好、施工工期短、综合造价低、成桩质量可靠和文明环保等优点，得到广泛应用。

由于相对大直径桩(特别是大直径嵌岩桩)，管桩承载力较低，因此，单体工程中管桩桩数较多 (一般都有上百根桩，甚至几千根桩)，导致施工中或多或少会出现管桩偏位、倾斜、承载力不足等问题，需要设计人员帮助处理。

本文就管桩施工常见问题进行剖析,并提出相应的处理方法。

一、常见问题及处理措施
1、管桩承载力不足的处理方法
当管桩检测承载力不满足设计承载力时，一般有如下处理方法:
(1)当管桩检测承载力与设计承载力相差不大时，可增大与其相邻承台相连的承台梁刚度 (增大梁断面，特别要增大梁高)和配筋(承台梁纵筋应贯穿承台)，将管桩承载力不足的承台承担的部分荷载转移到周边其他承台上。

这是最简单、最经济的处理方法。

(2)当管桩检测承载力与设计承载力相差较大时，应采取补桩、将上部内隔墙取消或将上部内隔墙改成轻质隔墙，甚至减少楼层数等措施。

补桩一般应遵循对称补桩和桩间距不小于原设计的原则。

至于非对称补桩，由于承台形心与上部荷载重心不重合，导致桩受力不均匀，不宜采用。

如在原有管桩中间补桩，将导致管桩间距变小，由于管桩为挤土桩或部分挤土桩(不带桩尖时)，容易将原有管桩挤偏位甚至挤断，只有当桩间土质较松散(不是饱和淤泥)，且经试桩确有把握
时才能在原有管桩中间补桩;如管桩为非挤土桩，可考虑在原有管桩中间补桩，但也宜先进行试桩验证。

图1、补桩平面布置图（斜线填充的桩为补桩）
2、管桩偏位问题
2.1、规范允许偏差
2.1.1、建筑桩基技术规范JGJ 94-2008第7.4.5条：打入桩(预
制混凝土方桩、预应力混凝土空心桩、钢桩)的桩位偏差，应符合表7.4.5的规定。

斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15％(倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角)。

注：H为桩基施工面至设计桩顶的距离(mm)。

2.2、按允许偏差施工后承台及桩增大值
2.2.1、对于两桩承台、三桩承台，由于管桩偏位导致受力最不
利管桩竖向力和承台弯矩最大增加量在10%~20%之间，不处理问题不大。

2.2.2、对于四桩承台，如按桩基规范桩位允许偏差为0.5倍桩径执行，由于管桩偏位导致受力最不利管桩竖向力和承台弯矩最大增加量分别约为30%和40%，如不处理，结构不安全;如按管桩规程桩位允许偏差为100mm执行，由于管桩偏位导致受力最不利管桩竖向力和承台弯矩最大增加量均在10%~20%之间，不处理问题不大。

2.2.3、对于五桩及以上承台，应具体问题具体分析，以决定是否需要处理。

图2 两桩承台桩位（斜线部分为偏位后桩位置）
图3 三桩承台桩位（斜线部分为偏位后桩位置）
图4 四桩承台桩位（斜线部分为偏位后桩位置）
3、桩倾斜问题
管桩桩位偏差如果超过桩基规范和管桩规程限值，或虽未超过限值，但经分析，由于桩位偏差导致受力最不利管桩竖向力或承台弯矩最大增加量较大(大于20%)，则必须由设计复核，并根据管桩不同偏位方向采取以下处理措施 :
(1)单桩承台和两桩承台管桩发生平面外偏位(即垂直于两桩连线方向偏位)，将极其不利，应重点处理，处理大样见图5。

图5 单桩承台或两桩承台桩平面外偏位处理大样
(2)两桩承台管桩沿两桩连线方向(即平面内)发生偏位时，承台位置应以偏位后的管桩为准，承台周边距管桩边的距离不小于管桩半径，见图6。

若管桩向同一个方向偏位，将导致靠近柱的管桩竖向力增加，见图6(a)。

此时可增大平面内与相邻承台相连的承台梁刚度(即增大梁断面，特别要增大梁高)，使两桩受力均匀。

若管桩向相反方向偏位，将导致承台弯矩增加，见图6(b)。

此时可计算加大承台配筋。

图6 两桩承台桩沿两桩连线方向偏位
(3)两桩承台管桩同时沿横向和纵向偏位时，承台位置也应以偏位后的桩为准，承台周边距管桩边的距离不小于管桩半径。

分以下两种情况讨论:
1)柱在偏位后的两桩连线上(图7)。

当桩偏位导致某根桩竖向力增加较多时，若两桩连线与轴线(即原设计承台梁方向)的夹角较小(图7(a))，则将该轴线上的承台梁加宽(宽度为梁边距桩边不小于50mm)、加高，从而增大承台梁刚度，使两桩受力匀；若两桩连线与
轴线的夹角较大(图7(b))，则沿两桩连线方向上设刚度较大的梁，两端支承在其他承台梁(梁高和配筋也应计算加大)上，使两桩受力
均匀。

当管桩偏位导致承台弯矩增加较多时，也可计算加大承台配筋。

2)柱不在偏位后的两桩连线上。

对于管桩偏位导致某根桩竖向力或承台弯矩增加较多的处理方法与1)相同；同时，应将柱不在两桩连线上产生的附加弯矩，分解到横向和纵向，由横向和纵向的承台梁和底层柱共同承担，具体处理方法参照第2.3节第(1)条。

图7 两桩承台桩沿两个方向偏位
(4)对于三桩及以上承台，当桩内偏时，承台平面尺寸可按原设计施工，也可减小，但需要保证承台外边缘到桩外边缘的距离不小于管桩半径。

当桩向外偏移时，必须相应地加大承台平面尺寸，以保证承台外边缘到管桩外边缘的距离不小于管桩半径。

3~5桩承台管桩偏位导致某些管桩竖向力增大较多或承台弯矩增大较多的处理方法，可参照两桩承台的处理方法。

对于6桩及以上承台，大多数桩同时处于不利位置，导致某根(或某些)桩竖向力或承台弯矩增加较多的可能性
要小得多，但如果存在这种情况，仍应参照两桩承台的处理方法进行处理。

4、桩倾斜后水平力处理
桩倾斜后，如果上部土层的土质不是很差，倾斜桩水平力可由桩倾斜方向的土体的被动土压力平衡。

最不利的情况是，桩长范围内均为软缩、流缩状淤泥质土或未固结的回填土，甚至为饱和淤泥质土，这种情况下倾斜桩水平力将传给承台。

此时可按下列方法中的一种或同时采取几种方法处理。

方法一:如承台内向两个相反方向倾斜的桩数相等，则倾斜桩水平力正好互相平衡，但倾斜桩水平力将在承台内产生拉力，因此，当倾斜桩水平力较大时，应相应增加承台底板配筋。

方法二：按桩基规范第4.2.7条，承台与基坑侧壁间应灌注素混凝土或搅拌流动性水泥土，或用灰土、级配砂石、压实性较好的素土分层夯实，其压缩系数不宜小于0.94。

因此，可以考虑用承台外侧土体被动土压力来平衡倾斜桩水平力。

但应注意的是，由于承台外侧土体达到被动土压力极限值需要较大的水平位移，而实际上建筑不允许有这么大的水平位移，因此，不能用承台外侧土体的被动土压力极限值去平衡倾斜桩水平力。

参照桩基规范第5.7.2条第2款，一般建筑地面处允许水平位移为10mm，对于水平位移敏感的建筑，其地面处允许水平位移为6mm，对应的被动土压力系数Kh按规范分别取为2. 3(允许水平位移为10mm时)和1.5(允许水平位移为6mm时)。

方法三：可利用承台梁将所有承台连为一体，如果整个单元中向
两个相反方向倾斜的桩数基本相等，则倾斜桩水平力能够通过承台梁互相平衡；如果向两个相反方向倾斜的桩数不相等，则两个方向倾斜桩水平力抵消后剩余的部分由承台外侧土体的被动土压力承担。

对于承担倾斜桩水平力的承台梁应在原配筋基础上增加抵抗倾斜桩水平力的配筋。

方法四：如果有地下室，可考虑利用地下室侧壁外侧土体的被动土压力来抵抗倾斜桩水平力。

被动土压力系数Kh取值同方法二。

5、桩身完整性不合格桩的处理
《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106—2014)(简称基桩检测规范) 第3.5.1条规定：桩身完整性分四类：Ⅰ类桩:桩身完整；Ⅱ类桩:
桩身有轻微缺陷，不会影响桩身承载力的正常发挥；Ⅲ类桩:桩身有明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；Ⅳ类桩:桩身存在严重缺陷。

该条条文说明指出:Ⅰ、Ⅱ类桩属于“合格桩”；Ⅲ、Ⅳ类桩属于“不合格桩”。

对Ⅲ、Ⅳ类桩，一般可采取如下处理措施:
(1)Ⅲ类管桩一般采用在管桩桩芯内配置纵筋和箍筋，再灌注混凝土的方法处理，具体步骤如下:
1)清孔。

将管桩桩芯内泥土清除干净。

为防止清孔扰动持力层，孔底至少保留1m不清除，且清孔深度不超过持力层顶面以下200mm。

2)验孔。

借助灯光和高清摄像头查找裂缝位置。

如果桩长较短，桩芯内可通长放置钢筋笼，此时不需查找裂缝位置。

3)向孔内安放钢筋笼。

钢筋笼大小依桩芯直径大小而定，一般可为6根直径为18~22mm的钢筋，箍筋直径为8mm、间距为200mm，在
裂缝上下各1000mm左右的范围内箍筋加密至间距100mm。

4)向孔内灌注混凝土。

混凝土强度等级可同桩顶填芯混凝土，即比承台混凝土强度等级高一级，且不低于C30，并掺加膨胀剂。

灌注混凝土前应再次抽干孔内积水，清除孔底淤泥。

当Ⅲ类桩仅浅层部位有缺陷(裂缝)时，也可直接采用将缺陷以上的桩截除，然后参照标准图集10G409，采用人工挖孔钢筋混凝土桩接桩。

(2)Ⅳ类管桩一般采用接桩的方法处理，具体步骤如下:
1)挖孔。

沿管桩周边开挖至有严重缺陷位置处，开挖时设钢筋混凝土护壁。

2)对严重缺陷进行处理:
①如果严重缺陷是接头处未焊好造成的，则补焊，然后再做桩身完整性检测，如满足要求则不需再做处理；如不满足要求，说明下面还有缺陷(断点)，只是桩身完整性检测未检测出来而已，应继续下挖，找到下一个缺陷(断点)位置，再按照上述方法处理，循环反复，直到桩身完整性满足要求为止。

桩身第一个缺陷位置以下的缺陷(断点)
之所以未检测出来，是因为低应变方法能可靠地检测到桩顶下第一个浅部缺陷的界面，但由于激振能量小，当桩身存在多个缺陷或桩周土阻力很大或桩长较大时，难以检测到桩底反射波和深层部位的反射波信号，影响结果准确度(见地基规范第10.2.15条条文说明)。

也就是说，如果某根桩有几个缺陷(断点)的话，低应变检测只能发现最上面一个缺陷(断点)。

②如果严重缺陷是桩身有严重缺陷，则将缺陷以上的桩截除，对
剩余部分桩进行桩身完整性检测。

如桩身完整性满足要求，则参照标准图集10G409，采用人工挖孔钢筋混凝土桩接桩；如桩身完整性还不满足要求，但桩身无严重缺陷，此时桩即为Ⅲ类桩，则按Ⅲ类桩方法处理；如桩身还有严重缺陷，则应继续下挖，再将缺陷以上部位截除，对剩余部分桩进行桩身完整性检测，循环反复，直到找到最下面一个断点为止，然后参照标准图集10G409，采用人工挖孔钢筋混凝土桩接桩。

当桩身严重缺陷部位较深且桩周土质很差时，可采用钢护筒护壁挖孔，或直接采用补桩以及其他方法处理。

应注意的是，标准图集10G409第43页要求管桩以上部分采用钢筋混凝土桩接桩的长度不大于2倍管桩直径，当超过2倍管桩直径时，由于桩自重增加较多，应考虑桩自重，并按实际的管桩和上部接桩长度重新验算桩承载力。

(3)按前述Ⅲ，Ⅳ类桩方法处理后，由于桩身是不均匀(Ⅲ桩部分长度是实心，部分长度空心)或变截面(Ⅳ类桩接桩部分截面大，其余部分截面小)，采用低应变方法检测其桩身完整性不准确，基桩检测规范第8.1.2条规定:“桩身截面多变且变化幅度较大的灌注桩，应采用其他方法辅助验证低应变法检测的有效性。

”因此，施工时务必加强监理和质检，确保质量。

(4)对加固桩应进行竖向承载力检测。