钻孔桩抗浮措施

灌注桩钢筋笼防浮措施

丁雨露

【摘要】现代化建设的发展越来越快，同时，钻孔灌注桩在土木工程施工中的应用也越来越广泛，然而,钻孔灌注桩存在的问题却是不容忽视的。本文针对钻孔灌注桩施工中钢筋笼上浮问题，根据理论与实践经验分析和原因探讨，提出了防止钻孔灌注桩中钢筋笼上浮的预防措施。

【关键词】钢筋笼上浮措施

1 引言

在钻孔灌注桩基础施工过程中，灌注混凝土时钢筋笼上浮现象时有发生，少则上浮几厘米至十几厘米，多则上浮几十厘米甚至过米，迄今为止很少有一个工程全部的桩从未发生过钢筋笼上浮事故的。轻微上浮一般不致影响桩的使用, 但钢筋笼上浮过大会影响桩的使用。灌注中一旦发生钢筋笼上浮, 一般是不能纠正的, 所以应当了解钢筋笼上浮的原因。多年来，大量的工程实践积累了许多防止钻孔灌注桩中钢筋笼上浮方面的经验，所以在施工中尽量减少和避免钢筋笼上浮事故。

2 工程概况

成绵乐、成渝、成昆引入线引入成都枢纽成都东客站～成都南站D1K157+720～D2K162+600并行段，成绵乐正线及成昆引入线(东环线)上跨驿都大道、红庙子排洪渠、南支三渠、成龙路、锦华大道、成仁公路、洗瓦堰、府河、高攀河、科华路等进入成都南站；成渝正线从成都东客站出发后左转跨驿都大道、成龙路、三环路、石胜路（锦江大道）出城；成渝成都南联络线从成渝正线5KM处左转跨石胜路、三环路后与成绵乐并行进入成都南站。

主要工程量有：特大桥11座/18466延米，大桥2座/998延米，中桥3座/167延米，框架桥3座/4125.93顶平米，涵洞4座168.71横延米，路基土石方81万方，站场土石方12万方，正线铺轨37.38公里，站线铺轨0.7公里，其中桩基共3238根。

3 钢筋笼上浮的原因

3.1 混凝土灌注速度和间歇时间

在混凝土灌注初期应尽量放慢灌注速度, 因为混凝土拌合物具有典型的流变特性, 如果灌注速度过快, 混凝土在孔内上升时对钢筋笼产生的摩擦力会大大增加, 同时井孔内泥浆向上流动时对钢筋笼的摩擦力也会大大增加, 而此时钢筋笼在导管底口以下混凝土内还没有足够的埋深, 容易造成钢筋笼上浮。当钢筋笼在导管底口以下有足够埋深后, 应适当加快混凝土灌注速度, 因为如果灌注时间过长, 首批灌注的混凝土流动性降低, 对钢筋笼的摩擦力增加。随着浇注时间的增加, 混凝土会逐渐失去塑性, 并且与钢筋笼之间产生一定的粘结力, 在后续混凝土灌注时,钢筋笼就有可能随这部分混凝土一起上升。如果间歇时间过长,同样会使混凝土流动性降低, 粘聚力增加, 对钢筋笼的摩擦力增加, 引起钢筋笼上浮。

3.2 钻孔后清孔方面的问题

成孔后为保证混凝土的灌注质量, 必须进行清孔, 以降低泥浆稠度和清除孔底沉淀层。如果孔底

沉淀层厚度过大, 则钢筋笼不能下达到设计高程。在首批混凝土灌注时, 如果混凝土下灌过快, 导管内泥浆会冲击孔底使沉渣上翻, 对钢筋笼产生较大的冲出浮托作用；如果孔内的泥浆稠度较大, 流速较大的泥浆在孔内向上流动时对钢筋笼的摩擦力大, 极易造成钢筋笼上浮。

3.3 孔斜原因造成钢筋笼上浮

在成孔过程中，钻机的摆放、地盘的坚实度、钻头连接的松紧度、地层（土层中夹有大孤石等）等原因都可以造成钻孔偏斜。由于钻孔偏斜，钢筋笼下放时，挂蹭支于孔壁，下放不到位。另外，由于钻孔的偏斜，在起拔导管时，导管很容易挂着钢筋笼，使钢筋笼向上产生了位移，造成钢筋笼上浮。

3.4 灌注过程中导管底口位置不当造成

钢筋笼上浮在灌注混凝土过程中，当混凝土面到达钢筋笼底部附近时，此时导管的埋深控制很关键，其实，也就是导管底口距钢筋笼底部的距离，该距离在一米左右时，由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力很大，并以一定的速度向上顶升，推动钢筋笼上浮。

3.5 灌注导管埋深过大造成钢筋笼上浮

在混凝土灌注过程中，如果导管起拔不及时，埋深过大，其上层混凝土因浇筑时间较长，就接近初凝，开始硬化。这样，在混凝土表面就形成了和易性极差的一层硬壳，表面形成的硬壳混凝土对钢筋笼有相当大的握裹力，新灌注的混凝土自导管中流出后，将以一定的速度向上顶升，推动钢筋笼上浮。

3.6 混凝土质量不合格造成钢筋笼上浮

灌注混凝土质量差，对于易离析、坍落度偏差过大的混凝土，很容易造成钢筋笼上浮。其原因是，混凝土离析层和易性极差，形成一层石块堆积层，它裹卡着钢筋笼，新灌注的混凝土自导管中流出后，同样以一定的速度向上顶升，带动钢筋笼上浮。

3.7 钢筋笼及导管下放偏位造成钢筋笼上浮

无论是钢筋笼或导管，向孔内下放时，位置都不能发生偏差，一旦发生偏差，在灌注混凝土过程中，起拔导管时，很容易发生导管挂钢筋笼的情况，从而造成钢筋笼上浮。

3.8 钢筋笼过短或者设计为非通长钢筋笼

由于桩基桩径较小或者按照设要求没有必要配备通长钢筋笼，总体钢筋笼质量较轻，自重小，抗浮力差，导致在首盘灌注时，钢筋笼上浮。

4 预防及解决措施

4.1 及时调整混凝土灌注速度和减少间歇时间

在混凝土灌注初期应尽量放慢灌注速度, 在钢筋笼埋深5m左右后可以加快灌注速度，及时拆除导管，灌注完成的混凝土与导管之间有足够的摩阻力。加强现场现场调度，保证混凝土及时供应，同时在间歇时间内间断性活动导管，保证顶部混凝土不会产生硬壳层，再次灌注时反浆顺利。

4.2 严格控制孔底沉渣

按照规范要求，保证桩底沉渣厚度不大于10cm，泥浆砂率、比重、胶体率。在混凝土没有到场前不可间断清孔，防止孔内钻渣沉淀，造成清孔困难。

4.3 严格控制成孔质量

钻机就位时保证地基牢靠，机身稳定，在钻进过程中及时检查成孔垂直度，发现偏孔及时纠正，安装钢筋笼之前先下放探笼、检查垂直度保证偏差值不超过1%，保证成孔质量。

4.4 调整导管底至孔底的高度

灌注过程中导管底口位置不当造成，按照规范要求增加调整节导管保证导管底距离孔底不小于30cm。

4.5 严格控制导管埋深

导管埋深过大造成钢筋笼上浮，及时量测孔深，计算拆管节数，保证埋设不大于3m。

4.6 严格控制混凝土质量

控制混凝土质量，混凝土到达现场，罐车加速搅拌3分钟，现场实测混凝土坍落度，保证180-220mm之间，同时检测检测其他和易性指标，合格后方可灌注。

4.7 严格控制钢筋笼及导管下放位置

钢筋笼安装时，钢筋笼的平面位置与设计图纸要求严格吻合，钢筋钢筋笼及导管下放到位后，在灌注前上下活动导管，保证导管不会刮擦钢筋笼。

4.8 钢筋笼过短或者设计为非通长钢筋笼可以人为加重钢筋笼的重量

4.9 几种防止钢筋笼上浮的措施

4.9.1 如图1

在钢筋笼通长的桩基，使用呈“十”形∠10等边角钢焊接在通长主筋上，一方面增大与混凝土的摩擦面，一方面在钢筋笼有上浮的趋势时能够利用混凝土自身的重力，防止钢筋笼上浮。

4.9.2 如图2

在钢筋笼加强箍圈上用∠10等边角钢焊接成倒刺形，倒刺角度不宜过大，以免影响导管下入，每个箍圈焊接4个，从钢筋笼底部开始焊接2-3层，钢筋笼有上浮的趋势时能够利用倒刺与混凝土之间的摩擦力及混凝土自身的重力，防止钢筋笼上浮。

4.9.3 如图3

在钢筋笼不通长使用时，焊接接长四根主筋至桩底，在底部用∠10等边角钢焊接成“口”形, 钢筋笼有上浮的趋势时能够利用混凝土自身的重力，防止钢筋笼上浮。

4.9.4 如图4

在吊筋长度较短、地质情况良好、护筒埋设牢固的地方时，在钢筋笼顶部焊接4根Φ25钢筋至护筒上，必要时也可在井口配重，可较经济、有效的防止钢筋笼的上浮。

图1 图2 图3 图4

5 结束语

目前，钻孔灌注桩在土木工程施工中的应用越来越广泛，钢筋笼上浮的现象也由小变大，在引起重视的同时，发现造成的原因并采取一定的措施加以预防显得尤为重要，以上分析和预防措施值得参考及借鉴。

参考文献

[1] 高速铁路桥涵工程施工技术指南铁建设[2010]241号

[2] 铁路混凝土工程施工技术指南铁建设[2010]241号