1、Page PAGE 12 of NUMPAGES 12PHC預應力混凝土管樁基礎質量缺陷處理江蘇建科建設監理有限公司（210008）郝 為 峰【摘 要】高高強混凝土預應力力管樁具有卓越的工工程性能，廣廣泛 HYPERLINK 應用于高層建建筑基礎。但由于設計計、施工等原原因，質量問問題也較多。本文介紹了某大樓管樁基礎施工中所存在的質量問題、處理工藝及處理過程、質量檢測和鑒定方法以及施工質量驗收等，分析了管樁基礎質量問題的產生原因，提出了管樁基礎設計施工中應注意的若干事項。【關鍵詞】預應應力管樁基礎礎 質量缺陷陷 缺陷陷處理工藝和和過程 混混凝土填芯 投石石注漿 鋼管樁補補強 質量量檢測 華東地

2、區某行政政中心大樓，混凝土預應力管樁檢測過程中，發現樁身不同位置出現裂縫、錯位、樁中樁等質量問題和質量缺陷，經過多次專家論證，采取了管樁芯混凝土補強、管樁芯投石注漿、地基土壓密注漿、增補鋼管樁等措施，最后經各項檢測和聯合驗收，達到了設計和規范要求。一、工程概況及及樁基礎設計計指標該行政中心大樓樓建筑面積99.82萬平平方米，鋼筋筋混凝土框架架-筒體結構構，裙房部分為為3層、高度18.447m，主樓樓部分為222層、高度109mm，地下室為為2層基底標標高-7.885m。工程樁總數數量為13006根，其中中主樓區為群樁（樁樁距2m）共計9938根，裙裙房區為承臺樁共共計368根根。抗壓樁采用預應

3、應力混凝土管管樁（PHCCAB6000-110*10），按按照上海市市建筑標準圖圖集先張發預預應力混凝土土管樁制作作，樁身強度度等級C800，主樓樁長長31m裙樓32m，單樁樁承載力特征征值23000KN。抗拔拔樁為預制鋼鋼筋混凝土4450450mmm方樁，樁身身強度等級CC40樁長332m，單樁樁承載力設計計值900KKN。設計樁端持力力層為粉土類類，樁端入持持力層深度223m，施施工質量控制制以標高為主主、錘擊貫入度度為輔。二、樁基礎施工工方案及施工工過程1. 樁基礎施施工方案根據工程地質條條件和當地政政府建設文明明施工現場的的有關要求，本本工程預應力力混凝土管樁樁以靜壓為主主錘擊為輔方方

4、法施工。即即：大部分管管樁采用靜壓壓法施工，以以降低噪音和和震動，減少少施工對周圍圍環境的影響響；土層較為為復雜的局部部區域，為增增加沉樁的穿穿透能力采用用錘擊法施工工。打樁機械械采用3臺JJNB9000型全液壓壓靜壓樁機、11臺D80型型柴油錘樁機機。2. 施工過程程簡述施工試樁采用靜靜壓工藝，經經單樁極限承承載力靜荷載載試驗，最大大荷載值均不不小于57559 KN，對對應的樁頂沉沉降位移量為為19.000mm。根據據試樁結果，設計單位確定單樁承載力特征值為2300KN。工程樁于試樁檢檢測合格后，按按照經批準的的施工方案進進行靜壓樁和和錘擊樁施工工。沉樁過程中，無論論靜壓樁還是是錘擊樁都出出

5、現了少數樁樁達不到設計計標高的情況況，而其它指指標如靜壓樁樁壓力值（3345055700 KKN）、錘擊擊樁貫入度（最后3陣貫貫入度255cm/擊）均滿足要求求。施工單位請示設設計單位意見見，設計單位回回復沉樁以標標高控制為主主，盡可能壓壓至設計標高。根根據現場情況況，施工單位位提出下述方方案：1）靜靜壓樁不能壓壓至設計標高高的，改由錘錘擊樁施工；2）錘擊樁樁不能施工至至設計標高的的，采用預引引孔方案施工工，即減少樁樁身摩阻力保保證沉樁至設設計標高。由由于預引孔方方案涉及到部部分費用，而而施工合同價價又是固定總總價合同，故故業主不同意意支出合同外外額外費用，方案改為使用大功率錘擊樁機施工。三、

6、樁基礎檢測測及缺陷樁情情況1. 樁基礎檢檢測工程進入土方開開挖階段，隨隨土方開挖進進度檢測單位位對樁基礎進進行了樁身完完整性（低應應變）檢測，檢檢測結果如下下：主樓部分分（工程樁總總數938根根）低應變檢檢測總數9225根，低應應變檢測發現現缺陷樁（類、類）78根，樁樁中樁5根，共共計缺陷樁883根，缺陷陷樁占主樓總總樁數的8.8；裙樓樓部分（工程程樁總數3668根）低應應變檢測總數數238根，低低應變檢測發發現缺陷樁55根，低應變變缺陷樁占主主樓檢測總數數的2.1。在小應變樁身完完整性檢測基基礎上，還進進行了大應變變檢測。大應應變檢測表明明，部分樁基礎雖雖小應變判為為類、類樁，但樁基礎承載載

7、力滿足設計計要求。2.樁清孔攝像像檢查、缺陷陷具體情況在小應變、大應應變檢測基礎礎上，為進一一步查明缺陷陷樁傷損情況況、制定缺陷陷處理方案，根據專家論證意見，對缺陷樁進行清孔、抽水并攝像檢查。根據攝像資料，缺陷樁傷損主要有一般裂縫、斷裂處錯位、斷裂處涌砂、樁身彎曲、樁中樁、樁身明顯下沉等情況，列表介紹如下：缺陷類型主要特征分布情況備注一般裂縫樁身斷裂，裂縫縫大小不等，多數為輕微微裂縫，最大大裂縫1.55mm，清孔孔后無涌水、涌砂現象。數量較較多，9066#樁3.558.8mm共13處裂裂縫。裙樓區（承臺樁樁）5根缺陷陷樁均屬一般般性裂縫；主主樓區15根根缺陷樁也屬屬一般性裂縫縫，總數量占占缺陷

8、樁的222.7%，深深度均在111.40m以以上。斷裂錯位樁身斷裂，上下下段錯位明顯顯，不影響下段樁樁身清孔。清清孔后無涌水水、涌砂現象象。分布于主樓區，裙裙樓區無，總總數量占缺陷陷樁的37.5%。錯位樁一般伴隨隨有裂縫。斷裂涌砂一般樁身裂縫、錯錯位較大，最最大裂縫300mm最大錯錯位70mmm。分布于主樓區，裙裙樓區無，總總數量占缺陷陷樁的26.1%。部分樁底部涌砂砂。樁身彎曲斷裂段之間彎曲曲，清孔水泵泵、鋼筋籠不不能放入。分布于主樓區，裙裙樓區無，總總數量占缺陷陷樁的8.00%。一般伴隨有裂縫縫。樁 中 樁樁身打爆，上節節樁落入下節節樁之中，已已成廢樁。分布于主樓區，數數量5根，總總數量占

9、缺陷陷樁的8.00%。四、樁基礎質量量問題原因簡簡析本工程的類、類缺陷樁高高達8.8%，在當地甚甚至華東地區區也是絕無僅僅有的，故有必要對管管樁基礎缺陷陷產生的原因因進行分析和和探討。當然然，管樁基礎礎出現裂縫、錯錯位等質量缺缺陷的原因很很復雜，筆者試試結合本工程程實際，從設設計、施工兩兩個角度做下下述分析。設計角度應考慮慮的問題本工程主樓群樁樁的設計間距距為2.0mm，即3.333倍管樁直徑。暫暫且不論2.0m樁間距距是不是基礎礎設計必須的的，單據以往往工程經驗，應應該說2.00m間距對于于600mmm管樁而言間間距是比較偏偏小的。管樁樁屬于擠土類類樁基礎，特特別是大樁徑徑小間距管樁樁基礎，

10、擠土土量量很大、擠擠土效應明顯顯，擠土效應應產生的水平平推力對樁身身的破壞性很很大（見后述述），可能導導致樁基礎缺缺陷產生。所以，在滿足結結構計算和規規范規定、確確保結構安全全的基礎上，盡盡可能考慮施施工因素，不不能把安全系系數定得過大大，從而給施施工造成困難難。挖土機械的影響響管樁基礎施工完完畢后，土建建施工單位即進進行土方開挖挖，開挖方案案按照常規方方法進行。選選用反鏟挖掘掘機和推土機機配合施工，推土機由基基坑西側向東側推土、挖掘機在在邊角處配合合，土方分層層開挖至樁頂標高上3000500mmm，之后推推土機退出，剩剩余土方由人人工配合挖掘掘機施工。上上述開挖過程程，對管樁質質量可能產生生

11、的影響簡析析如下：1）工程地基土土多為壓縮性性較高淤泥質質土、松散性性粉質砂土，加之基坑坑降水效果不不佳，土體壓壓縮性和流動動性較大。推土機行行走時與管樁頂部的實際距離離，可能不足足規定；同時推土機機行走還給土土體施加了一一水平推力，土土體可能把這這種推力傳遞遞給附近樁基礎，一定程程度上構成了了管樁缺陷產生生的原因。2）由于基礎底底板分布有電電梯坑、水坑坑等下沉構件件，而沉樁標標高是統一的的，實際上“坑中坑”開挖是在樁樁間進行的。由于挖掘機操作工水平不高，加之坑深較大、截樁不及時等，挖掘機抓斗在挖土過程中難免碰撞樁身。由于管樁為薄壁結構，在外部水平推力作用下，極易產生裂縫及斷裂情況，直接導致管

12、樁基礎質量缺陷的產生。淤泥質土產生水水平力工程勘察報告顯顯示，主樓西西段淤泥層較較薄地質情況況相對較好，東東段淤泥層較較厚地質情況況相對較差，之后地下室開開挖也證明了了這一點。從小應變檢檢測情況分析析來看，類、類樁數量西段段比東段要少得多多，這也說明明淤泥質土擠擠土產生的影影響較大。淤泥質土的不排排水抗剪強度度較低，具有弱滲滲透性和不排排水時壓縮性性低的特點。管管樁沉入地基基土后，四周土體受受到強烈擾動動，主要表現現為徑向位移移，樁尖樁周周一定范圍內內的土體受到到不排水剪切切及很大的水水平擠壓，樁樁周土體接近近于非壓縮狀狀并產生很大大的剪切變形形。此時地基基土擾動重塑塑土的體積不不會產生變化化

13、，土體顆粒粒間空隙內的的自由水被擠擠壓，形成較大的的超靜孔隙水水壓力，降低低了土的不排排水抗剪強度度，促使樁周周臨近土體在在沉樁過程中，向樁周發生生較大的側向向位移和隆起起。空隙水向向四周消散及及地基土體低低壓縮性的影影響，以及群群樁施工中疊疊加效應，進進一步擴大位位移和隆起的的影響范圍，由由于用于壓樁樁的設備重達達500余噸，且且樁機行走時時路基箱與地地面接觸面較較大，土體向向上隆起受到到限制，只能能在場地以下下水平方向擠擠土，對已沉沉入的樁體（特別別是未達到標標高的樁體）產產生水平推力力作用。由于混凝土抗拉拉強度低于其其軸心抗壓強強度，所以鋼鋼筋混凝土翹翹曲時首先將將在截面受拉側開開裂并趨

14、于破壞。特特別是抗彎剛剛度EI值較較大的大直徑徑樁，因為它它在較小的變變形時將產生生較大的應力力，故可能在在較小位移和和轉角的變位位下發生截面面受拉破壞。坑中坑周邊土壓壓力如前所述，基礎礎底板上分布布有多個電梯梯坑、積水坑坑，其中電梯梯坑深度達88m以上。坑坑坑中的開挖挖，雖然也采采取了一定的的支護措施（如如采用錨桿或或土釘墻等），但但一般是邊開開挖邊支護或或者說是先開開挖后支護，土土的側壓力實實際上已施加加給坑邊樁基基礎（如下圖圖所示）。如如果這種側壓壓力較大，加加之支護措施施不到位，就就可能致使樁樁身出現裂縫縫、錯位等質質量缺陷。打樁控制方法的的選擇本工程成樁控制制指標，過分分強調了“摩擦

15、樁以標標高控制為主主”的原則，甚至在壓（打打）樁不下情情況下，還一一再堅持標高高控制，犯了了教條主義錯錯誤。按照工程經驗，預預制樁施工應應以設計樁端端標高為成樁樁標準作為主主要控制指標標，同時輔以以最后貫入度度作為參考指指標,來進行行施工控制。確定成樁指標因素很多，對于本工程而言主要參考管樁壓力值、單樁承載力設計值、最后貫入度、每米沉樁錘擊數、最后1 m沉樁錘擊數、樁基進入持力層的深度等，而不是標高一種控制指標。五、缺陷樁質量量處理方案及及處理程序缺陷樁數量如此此之多，不能滿足足工程結構安安全要求，必必須采取措施施進行質量處處理。而樁基基礎的缺陷類類型又互不相同，質量量處理也較為為復雜，結合合

16、以往類似工工程經驗，并并經專家會議討論論，決定采取下述述方案進行缺缺陷樁質量處處理：1. 對小應變變檢測的缺陷樁，不論論大應變承載載力是否符合合要求，均進進行填芯處理理，處理范圍圍為裂縫（錯錯位）位置下下5m至樁頂，針對對不同缺陷類類型，質量處處理分為鋼筋筋籠混凝土填填芯、插筋投投石注水泥漿漿、管樁外地地基土注水泥泥漿等；2. 填芯混凝凝土至齡期后后，再進行小小應變、大應應變檢測，檢檢測合格則判判為合格樁，仍有缺陷的按廢樁論處；3. 已經判為為廢樁的5根根樁和填芯后后再檢測仍然然有缺陷的樁樁，由設計院院考慮補樁，考考慮到工期影影響、地基土土特征、現場場狀況（基坑坑開挖支護結結束，墊層混混凝土澆

17、筑完完樁頭外露，大大型打樁機械械不便行走）等因素，選選用錨桿靜壓壓鋼樁(477*14*310000mm/Q3345B)為為補樁樁型；4. 錨桿鋼樁樁采用反力架架施工，即在在基礎底板上上預留錨栓固固定反力支架架，支架橫梁梁與鋼樁之間間放置千斤頂頂，利用千斤斤頂行程頂進進鋼管樁；5. 確定補樁樁位置和數量量后，在基礎礎底板內預留留補樁孔，補補樁孔呈下大上小的棱臺楔狀，結構受力合理理；6. 預留補樁樁孔后即進行行基礎底板施施工，增補鋼鋼樁在地下室室和主體結構施施工期間穿插插進行，不影影響工程工期期。六、缺陷樁的處處理主要工藝藝1. 管樁內清清孔管樁內清孔采用用高壓水沖洗洗樁內土體、水水泵抽水的方方法

18、進行，正正常清孔較為為簡單，施工工難點主要有有以下幾個方方面：遇到高高壓水不能肢肢解的堅硬物物質、部分樁樁抽水后或抽抽水過程中產產生涌水涌砂砂等，分別敘敘述如下：1）遇到高壓水水不能肢解的的堅硬物質，根根據其深度位位置不同，分分別選用下述述方法處理：如果堅硬物物質深度不大大（3m以內），采采用挖土、截截樁方式清除除，之后繼續續采用沖洗、抽抽水方法清孔孔；如果堅硬物物質深度較大大，已超過裂裂縫深度時可可停止清孔；如果堅硬物物質深度較大大，清孔不能能超過裂縫深深度情況，視視具體情況而而定，不得以以可停止清孔孔，以免對管管樁造成其它它傷害。2）由于部分樁樁裂縫過大和和錯位，樁內內抽水后或抽抽水過程中

19、產產生了涌水涌涌砂現象。涌涌水涌砂情況況下處理方法法為：停止抽水保保持管樁內外外壓力平衡，避避免樁外土體體大量進入樁樁內，樁側摩摩擦力削弱承承載力下降；繼續注入高高壓水使樁內內水自動溢出出，直至清孔孔完成，并使使樁孔內泥漿漿比重較低（主主要是降低含含泥量，保證證投石注漿加加固效果）。2. 填芯補強強填芯補強根據缺缺陷具體類型型，采用了三三種形式：一般性裂縫縫的缺陷樁，清清孔較為順利利，清孔完畢畢后按照清孔孔深度，放置置鋼筋籠、澆澆筑C40混混凝土；清孔遇到障障礙物的缺陷陷樁，障礙物物以上參照前前述方法鋼筋筋混凝土補強強；斷裂錯位、樁樁身彎曲的缺缺陷樁分上下下兩段處理，下下段采用插鋼鋼筋投石注漿

20、漿處理，上段段采用鋼筋混混凝土加固；斷裂涌砂的的缺陷樁，由由于樁孔內有有大量的水，采采用插鋼筋（籠籠）、投石注注漿方法補強強；樁中樁類型型的缺陷樁已已判為廢樁，為為有限利用其其作用，凡上上段可清孔的的，也進行投投石注漿處理理。3. 預留補樁樁孔補樁孔預留也是是一個重要環環節，由于預預留孔必然要要切斷底板鋼鋼筋，施工中中采用了下述述方法處理：考慮到孔底底切斷鋼筋難難以在以后恢恢復，在孔底底用30mmm厚Q3455鋼板制作了了800*8800*4000mm鋼框框，被切斷底底板鋼筋在其其四周焊接，充充分保證了結結構安全；鋼框以上采采用支模板預預留，上部切切斷鋼筋考慮慮在補樁后恢恢復，樁孔四四周鋼筋接頭頭均加工成螺螺紋，包覆嚴嚴密后澆入混混凝土。考