钻孔灌注桩施工中防止钢筋笼上浮措施探究

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1、钻孔灌注桩施工中防止钢筋笼上浮措施探究摘要：在钻孔灌注桩施工过程中，由于钢筋笼在桩孔内处于悬挂状态，浇灌水下混凝土时，经常会发生钢筋笼上浮，从而引起桩身配筋发生改变，影响成桩质量。因此，深入研究钢筋笼在混凝土灌注过程中的受力状态和上浮条件，对钻孔灌注桩施工的顺利进行和质量控制意义重大。本文详细分析了钢筋笼在钻孔灌注桩混凝土灌注过程中的受力情况、上浮条件以及产生钢筋笼上浮的原因，提出了钻孔灌注桩施工过程中控制钢筋笼上浮的具体措施。关键词：钻孔灌注桩；钢筋笼；上浮；预防措施中图分类号：TD214+.4文献标识码：B文章编号：1009-9166(2009)0

2、17(c)-0108-02在钻孔灌注桩的工程设计中，往往采用非全配筋桩型。这样，既可满足桩身受力的要求，又能节省钢材。然而，在混凝土灌注过程中，由于钢筋笼在桩孔内处于悬挂状态，浇灌水下混凝土时，经常会发生钢筋笼上浮，从而使桩身配筋发生改变，影响成桩质量。因此，对钢筋笼在混凝土灌注过程中的受力状态和上浮条件进行深入研究，进而提出能够有效防止钢筋笼上浮的具体措施，在钻孔灌注桩施工中显得尤为重要[1-2]o一、钢筋笼在混凝土灌注过程中的受力状况(%1)混凝土面在钢筋笼底部以下(图la)此时，钢筋笼受到合力作用，包括重力G、吊筋悬挂力N、泥浆浮力F1和泥浆上返

3、作用力F2。G二N+F1+F2(1)在正常情况下，若泥浆密度满足规范和设计要求，且没有泥团色裹钢筋笼，上式可简化为。(%1)导管底端在钢筋笼底端以下，混凝土面刚进入钢筋笼(图lb)混凝土从导管底端向上返，由于其密度较高，容重较大,当钢筋笼被埋超过一定深度时，混凝土上返就产生一个很大的携带力F3(动态浮力)，使钢筋笼上浮。其上浮大都发生在下面受力条件下：GG时，吊筋拉力N=0时，钢筋开始上浮。(1)钢筋笼重量G的计算G=G1+G2(8)式中：G1—主筋重量(kg)；G2—箍筋、加劲箍总重量(kg)o由于钢筋笼主筋重量一般占总重量的80%-90%,因此上式

4、可简化为：G=l.2nLj(9)式中：n—主筋根数；L—笼长度(m)；j—公称直径钢筋的公称质量(kg/m)o(2)钢筋笼上浮临界条件的确定F3=G为钢筋上浮的临界条件，统一单位后可得：Crcsv2/2g=9.8G(10)将(9)式代入(10)式可得：hv2=(19.6g/口)nLJA/Ddychmaxv加ax=3.6X103X61.14nLJZWDdrcC(11)从(11)式可以看出，钢筋笼长度L、箍筋间距增大或钢筋笼直径D、钢筋直径减小，就会使钢筋笼不易上浮；论容重rc和阻力系数C减小，也会使钢筋笼不易上浮。对于同一种桩型，钢筋笼是确定的，阻力系数

5、是确定的(当钢筋笼刚刚开始上浮时，测出h和v并代入(11)式即可算得)，(11)式右边为常数，即hmaxVmax=常数。在碗灌注中，控制导管、钢筋笼的公共埋深和観上返速度，可使钢筋笼不上浮。三、钢筋笼上浮的其他原因分析(%1)操作不当。1、钢筋笼的上端吊筋在孔口未固定牢，当提升导管时容易被导管挂住而一同提起，从而导致钢筋笼上浮。2、在混凝土灌注过程中，当混凝土面上返到达钢筋笼底端时，由于导管埋深较浅，混凝土灌注量相对过大,导致混凝土上返速度过大，产生很大的上冲力，从而托起导管和钢筋笼上浮。3、当混凝土面和导管底端都进入钢筋笼内之后，如果导管埋深过大，将

6、很容易造成钢筋笼上浮。(%1)混凝土品质差。由于初灌混凝土一直处于钻孔内已灌注混凝土的上部，一旦混凝土出现易离析、初凝时间短、坍落度损失大等质量问题，时间稍长就会导致混凝土流动性变差，使上部的初灌混凝土出现凝固的趋势。当流动性差甚至凝结的混凝土面接触钢筋笼底端时，极易托起钢筋笼上浮。（三）地层条件不利。当地层中存在粉细砂层时，若泥浆密度偏小，塌落的粉细砂则会铺在混凝土面上，从而形成具有一定厚度的垫层，垫住钢筋笼。随着混凝土面的上升，同样会托起钢筋笼一起上浮。四、防止钢筋笼上浮的具体措施根据混凝土灌注过程中钢筋笼的受力状态和上浮原因的综合分析，结合工程实

7、践，采用下述措施可有效防止钢筋笼上浮。（一）机具控制。1、用活动刚性压杆固定钢筋笼。施工前，用直径为d、长度为L、上端以钢筋焊接成长度为a且均分为若干小段的'‘笼头形”距离调节段的钢管制成压杆（见图2）。在混凝土灌注过程中，首先将两根钢管对称地下到钢筋笼顶的预留筋中，随同钢筋笼和吊筋一同下入钻孔内。当钢筋笼下放到位时，根据控制标高的要求，另用一根直径较小的钢管穿过压杆上端的调节段，并将其两端在孔口固定。当混凝土灌注使钢筋笼上浮时，钢管就会通过笼顶的“笼头形”距离调节段向钢筋笼提供下压力（人为加压），使钢筋笼处于受力平衡的状态，从而使钢筋笼无法上浮。2、

8、从（11）式可以看出，当钢筋笼的直径减小时，会降低钢筋笼的上浮速度，使其不易发生上返。但是，混