钻孔灌注桩施工钢筋笼上浮原因研究和对策

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1、钻孔灌注桩施工钢筋笼上浮原因研究和对策　　摘要：在钻孔灌注桩设计时，往往采用非全配筋桩型，这样既可满足桩身受力要求，又节约了钢材用量。然而半截笼经常会发生上浮现象，严重影响成桩质量。通过对青荣城际铁路桩基施工经验总结，对钻孔灌注桩施工钢筋笼上浮原因进行分析，并提出预防及补救对策。关键词：钻孔灌注桩；钢筋笼；上浮；对策中图分类号：U443.15+4文献标识码：A1、引言青荣城际铁路位于胶东半岛,连接了青岛、烟台、威海地区的主要城市,是半岛城市群的重要联络通道。保证工程质量零缺陷是建设高标准现代化城际铁路的根本，施工中按照青荣城际标准化管理严把质量关，确保工程验收

2、合格率100%。根据设计图纸，钻孔灌注桩基础大部分设计为半截钢筋笼，在桩基施工初期，极易发生钢筋笼浮笼现象，通过对钻孔灌注桩钢筋笼上浮原因进行分析，总结经验，制定一系列防止钢筋笼上浮对策，良好地解决了钢筋笼上浮这一棘手问题。2、钢筋笼上浮现象9针对本地区砂层较厚（约5～15m）、岩层坚硬（约600KPa～1200KPa）特殊地质情况，采用旋挖钻和冲击钻两种钻孔施工工艺，在施工过程中，都发生不同程度钢筋笼上浮现象，以冲击钻施工工艺居多。以某特大桥为例，钻孔灌注桩平均桩长30m，桩径均1m，钢筋笼长均为16.239m，混凝土面灌注至钢筋笼底以上0.5m～6m时发生

3、钢筋笼上浮现象，混凝土面超过钢筋笼6m以后浮笼现象消失，此时钢筋笼悬浮在混凝土中，吊筋不受力直至灌注结束。3、浮笼现象原因分析钢筋笼发生浮笼现象后，项目工程技术部立即组织钢筋笼上浮技术分析，根据施工经验总结为以下几点。3.1操作不当钢筋笼一般由吊筋悬吊在横向支撑上，吊机可上下吊动，当混凝土进入钢筋笼以后，钢筋笼在混凝土中处于悬浮状态，吊机拆卸导管时，由于钢筋笼直径较小（为83cm），导管直径相对较大（为30cm），当导管偏离孔位中心，提升导管极易发生导管挂笼现象，钢筋被吊起后难以恢复原位。3.2混凝土灌注速度影响混凝土灌注至钢筋笼底部时，若仍按照正常灌注速度（

4、约0.03m3/s）灌注混凝土，导致混凝土在导管口上返速度过快，产生向上冲击力，进而带动钢筋笼一起上浮。3.3导管埋深影响91）导管埋深一般宜控制在2～6m，实际灌注混凝土过程中，作业人员未按要求拆卸导管，导致导管埋深超过6m。2）混凝土面进入钢筋笼后，若导管底口仍在钢筋笼底以下，这样会使得进入钢筋笼段混凝土带动钢筋笼一起向上浮动。3）当混凝土面和导管底口都进入钢筋笼内以后，如果导管埋深过大，将很容易造成钢筋笼上浮。3.4混凝土质量影响钻孔灌注桩灌注是否顺利，主要由混凝土质量决定，混凝土塌落度、和易性、流动性是决定混凝土在灌注过程中是否会发生浮笼的主要原因。根

5、据对发生钢筋笼浮笼现象的桩基混凝土质量数据统计发现，90%钢筋笼发生上浮是由于混凝土品质影响，混凝土塌落度偏小，在灌注过程中混凝土翻滚困难，带动钢筋笼一起向上浮起。混凝土塌落度偏大易产生离析，混凝土粗骨料聚集，产生“垫层”，拖动钢筋笼上浮。混凝土和易性是混凝土配合比是否合理的良好体现，和易性差的混凝土导致流动性变差，使得钻孔桩灌注困难。3.5灌注时间影响9钻孔灌注桩灌注时间越短，桩身完整性越好，设计灌注混凝土方量25m3的桩基在1h～2h灌注完成为宜，混凝土罐车在运输过程中混凝土精神损失较大，随着灌注时间增长，首灌混凝土接近初凝，在混凝土面形成硬壳，与钢筋笼有

6、一定的握裹力，混凝土面上升带动钢筋笼上浮。由于旋挖钻采用吊车作业，灌注效率显著高于冲击钻机采用的钻机作业，导管易拆卸，灌注时间接近冲击钻机灌注时间一半，因而在灌注过程中出现浮笼现象较少。3.6泥浆比重影响孔内泥浆比重是钢筋笼上浮一个影响因素，泥浆比重与钢筋笼相对密度影响着钢筋笼在泥浆中浮力，同时泥浆比重影响着混凝土上返难易程度。灌注桩虽然经二次清孔后保证了孔底泥浆比重，但是在混凝土灌注过程中，随着泥浆沉淀使得混凝土面的泥浆比重增大，与钢筋笼接触面摩擦力增大，使得钢筋笼有向上运动趋势。3.7孔内沉渣影响孔内沉渣清除不到位也影响钢筋笼在孔内受力情况，首灌后虚渣漂浮

7、在混凝土面，同沉淀的泥浆一起带动钢筋笼向上运动。3.8地质条件影响沿海地区砂层较厚，清孔时粉细砂悬浮在泥浆中，含砂率难以降到规范要求的2%，同时按规范要求泥浆比重降到1.1g/cm3以下，在灌注过程中粉细砂沉淀在混凝土面上，形成一定厚度的垫层，随着混凝土上升，托起钢筋笼浮起。4、钢筋笼上浮预防措施4.1减少人为操作失误9由于导管挂笼使钢筋笼上浮现象完全可以避免，吊车提升导管过程中应缓慢提升，遇到障碍及时停止提升，用钢管撬动钢丝绳旋转导管使导管离开钢筋笼，继续提升导管。4.2控制混凝土灌注速率灌注前计算好混凝土面位置，在钻孔桩灌注过程中预估混凝土面进入导管时间，

8、提前做好准备，混凝土面接近钢筋笼底时减