華東地區某行政中心大樓，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、工程概況及樁基礎設計指標
該行政中心大樓建筑面積9.82萬平方米，鋼筋混凝土框架-筒體結構，裙房部分為3層、高度18.47m，主樓部分為22層、高度109m，地下室為2層基底標高-7.85m。工程樁總數量為1306根，其中主樓區為群樁（樁距2m）共計938根，裙房區為承臺樁共計368根。
抗壓樁采用預應力混凝土管樁（PHCAB600-110*10），按照《上海市建筑標準圖集先張發預應力混凝土管樁》制作，樁身強度等級C80，主樓樁長31m裙樓32m，單樁承載力特征值2300KN。抗拔樁為預制鋼筋混凝土450×450mm方樁，樁身強度等級C40樁長32m，單樁承載力設計值900KN。設計樁端持力層為粉土類，樁端入持力層深度2～3m，施工質量控制以標高為主、錘擊貫入度為輔。
二、樁基礎施工方案及施工過程
1. 樁基礎施工方案
根據工程地質條件和當地政府建設文明施工現場的有關要求，本工程預應力混凝土管樁以靜壓為主錘擊為輔方法施工。即：大部分管樁采用靜壓法施工，以降低噪音和震動，減少施工對周圍環境的影響；土層較為復雜的局部區域，為增加沉樁的穿透能力采用錘擊法施工。打樁機械采用3臺JNB－900型全液壓靜壓樁機、1臺D80型柴油錘樁機。
2. 施工過程簡述
施工試樁采用靜壓工藝，經單樁極限承載力靜荷載試驗，最大荷載值均不小于5759 KN，對應的樁頂沉降位移量為19.00mm。根據試樁結果，設計單位確定單樁承載力特征值為2300KN。
工程樁于試樁檢測合格后，按照經批準的施工方案進行靜壓樁和錘擊樁施工。沉樁過程中，無論靜壓樁還是錘擊樁都出現了少數樁達不到設計標高的情況，而其它指標如靜壓樁壓力值（3450～5700 KN）、錘擊樁貫入度（最后3陣貫入度2～5cm/擊）均滿足要求。
施工單位請示設計單位意見，設計單位回復沉樁以標高控制為主，盡可能壓至設計標高。根據現場情況，施工單位提出下述方案：1）靜壓樁不能壓至設計標高的，改由錘擊樁施工；2）錘擊樁不能施工至設計標高的，采用預引孔方案施工，即減少樁身摩阻力保證沉樁至設計標高。由于預引孔方案涉及到部分費用，而施工合同價又是固定總價合同，故業主不同意支出合同外額外費用，方案改為使用大功率錘擊樁機施工。
三、樁基礎檢測及缺陷樁情況
1. 樁基礎檢測
工程進入土方開挖階段，隨土方開挖進度檢測單位對樁基礎進行了樁身完整性（低應變）檢測，檢測結果如下：主樓部分（工程樁總數938根）低應變檢測總數925根，低應變檢測發現缺陷樁（Ⅲ類、Ⅳ類）78根，樁中樁5根，共計缺陷樁83根，缺陷樁占主樓總樁數的8.8％；裙樓部分（工程樁總數368根）低應變檢測總數238根，低應變檢測發現缺陷樁5根，低應變缺陷樁占主樓檢測總數的2.1％。
在小應變樁身完整性檢測基礎上，還進行了大應變檢測。大應變檢測表明，部分樁基礎雖小應變判為Ⅲ類、Ⅳ類樁，但樁基礎承載力滿足設計要求。
2.樁清孔攝像檢查、缺陷具體情況
在小應變、大應變檢測基礎上，為進一步查明缺陷樁傷損情況、制定缺陷處理方案，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：
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缺陷類型 |
主要特征 |
分布情況 |
備注 |
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一般裂縫 |
樁身斷裂，裂縫大小不等，多數為輕微裂縫，最大裂縫1.5mm，清孔后無涌水、涌砂現象。數量較多，906#樁3.5～8.8m共13處裂縫。 |
裙樓區（承臺樁）5根缺陷樁均屬一般性裂縫；主樓區15根缺陷樁也屬一般性裂縫，總數量占缺陷樁的22.7%，深度均在11.40m以上。 |
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斷裂錯位 |
樁身斷裂，上下段錯位明顯，不影響下段樁身清孔。清孔后無涌水、涌砂現象。 |
分布于主樓區，裙樓區無，總數量占缺陷樁的37.5%。 |
錯位樁一般伴隨有裂縫。 |
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斷裂涌砂 |
一般樁身裂縫、錯位較大，最大裂縫30mm最大錯位70mm。 |
分布于主樓區，裙樓區無，總數量占缺陷樁的26.1%。 |
部分樁底部涌砂。 |
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樁身彎曲 |
斷裂段之間彎曲，清孔水泵、鋼筋籠不能放入。 |
分布于主樓區，裙樓區無，總數量占缺陷樁的8.0%。 |
一般伴隨有裂縫。 |
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樁 中 樁 |
樁身打爆，上節樁落入下節樁之中，已成廢樁。 |
分布于主樓區，數量5根，總數量占缺陷樁的8.0%。 |
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四、樁基礎質量問題原因簡析
本工程的Ⅲ類、Ⅳ類缺陷樁高達8.8%，在當地甚至華東地區也是絕無僅有的，故有必要對管樁基礎缺陷產生的原因進行分析和探討。當然，管樁基礎出現裂縫、錯位等質量缺陷的原因很復雜，筆者試結合本工程實際，從設計、施工兩個角度做下述分析。
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設計角度應考慮的問題
本工程主樓群樁的設計間距為2.0m，即3.33倍管樁直徑。暫且不論2.0m樁間距是不是基礎設計必須的，單據以往工程經驗，應該說2.0m間距對于600mm管樁而言間距是比較偏小的。管樁屬于擠土類樁基礎，特別是大樁徑小間距管樁基礎，擠土量量很大、擠土效應明顯，擠土效應產生的水平推力對樁身的破壞性很大（見后述），可能導致樁基礎缺陷產生。
所以，在滿足結構計算和規范規定、確保結構安全的基礎上，盡可能考慮施工因素，不能把安全系數定得過大，從而給施工造成困難。
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挖土機械的影響
管樁基礎施工完畢后，土建施工單位即進行土方開挖，開挖方案按照常規方法進行。選用反鏟挖掘機和推土機配合施工，推土機由基坑西側向東側推土、挖掘機在邊角處配合，土方分層開挖至樁頂標高上300～500mm，之后推土機退出，剩余土方由人工配合挖掘機施工。上述開挖過程，對管樁質量可能產生的影響簡析如下：
1）工程地基土多為壓縮性較高淤泥質土、松散性粉質砂土，加之基坑降水效果不佳，土體壓縮性和流動性較大。推土機行走時與管樁頂部的實際距離，可能不足規定；同時推土機行走還給土體施加了一水平推力，土體可能把這種推力傳遞給附近樁基礎，一定程度上構成了管樁缺陷產生的原因。
