鉆孔灌注樁中鋼筋籠上浮的原因及預(yù)防措施

在鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工過程中，灌注混凝土?xí)r鋼筋籠上浮現(xiàn)象時有發(fā)生，少則上浮幾厘米至十幾厘米，多則上浮幾十厘米甚至過米，迄今為止很少有一個工程的全部工程的樁從未發(fā)生過鋼筋籠上浮事故的。鋼筋籠上浮程度的大小對樁的使用價值影響不同。輕微上浮一般不影響樁的使用價值,但鋼筋籠上浮過大會影響樁的使用價值。灌注中一旦發(fā)生鋼筋籠上浮,一般是不能糾正的,所以應(yīng)當(dāng)了解鋼筋籠上浮的原因。多年來，大量的工程實踐積累了許防止鉆孔灌注樁中鋼筋籠上浮方面的經(jīng)驗，所以在施工中盡量減少和避免鋼筋籠上浮事故。

一、鋼筋籠上浮的原因

在鉆孔灌注樁施工過程中，鋼筋籠上浮是鉆孔灌注樁常見質(zhì)量問題之一。但造成鋼筋籠上浮的原因有很多（1）混凝土灌注速度和間歇時間

在混凝土灌注初期應(yīng)盡量放慢灌注速度,因為混凝土拌合物具有典型的流變特性,如果灌注速度過快,混凝土在孔內(nèi)上升時對鋼筋籠產(chǎn)生的摩擦力會大大增加,同時井孔內(nèi)泥漿向上流動時對鋼筋籠的摩擦力也會大大增加,而此時鋼筋籠在導(dǎo)管底口以下混凝土內(nèi)還沒有足夠的埋深,容易造成鋼筋籠上浮。當(dāng)鋼筋籠在導(dǎo)口以下有足夠埋深后,應(yīng)適當(dāng)加快混凝土灌注速度,因為如果灌注時間過長,首批灌注的混凝土流動性降低,對鋼筋籠的摩擦力增加。如果超過混凝土的初凝時間,混凝土則會逐漸失去塑性,并且與鋼筋籠之間產(chǎn)生一定的粘結(jié)力,在后續(xù)混凝土灌注時,鋼筋籠就有可能隨這部分混凝土一起上升。如果間歇時間過長,同樣會使混凝土流動性降低,粘聚力增加,對鋼筋籠的摩擦力增加,引起鋼筋籠上浮。

（2）鉆孔后清孔方面的問題

成孔后為保證混凝土的灌注質(zhì)量,必須進(jìn)行清孔,以降低泥漿稠度和清除孔底沉淀層。如果孔底沉淀層厚度過大,則鋼筋籠不能下達(dá)到設(shè)計高程。在首批混凝土灌注時,如果混凝土下灌過快,導(dǎo)管內(nèi)泥漿會沖擊孔底使沉渣上翻,對鋼筋籠產(chǎn)生較大的沖出浮托作用;如果孔內(nèi)的泥漿稠度較大,流速較大的泥漿在孔內(nèi)向上流動時對鋼筋籠的摩擦力大,極易造成鋼筋籠上浮

（3）孔斜原因造成鋼筋籠上浮

在成孔過程中，鉆機的擺放、地盤的堅實度、鉆頭連接的松緊度、地層（土層中夾有大孤石等）等原因都可以造成鉆孔偏斜。由于鉆孔偏斜，鋼筋籠下放時，掛在孔壁上，下放不到位。另外，由于鉆孔的偏斜，在起拔導(dǎo)管時，導(dǎo)管很容易掛著鋼筋籠，使鋼筋籠向上產(chǎn)生了位移，造成鋼筋籠上浮。

（4）孔口基礎(chǔ)設(shè)置造成鋼筋籠上浮

孔口基礎(chǔ)設(shè)置，往往在不經(jīng)意間，造成了鋼筋籠的錯位。不是上浮就是下沉。各種標(biāo)高計算后，包括鋼筋籠的吊筋、穿吊筋的橫桿、放橫桿的枕木，這些硬件設(shè)施具備后，還有一些是我們不能忽略的：枕木放置位置，它是放在地面，而不是放在護(hù)筒上（以護(hù)筒上邊緣作基準(zhǔn)面），這個高差一定要計算，枕木萬萬不能放在護(hù)筒上，因有的鋼筋籠重達(dá)數(shù)噸，放在護(hù)筒上，一定會產(chǎn)生位移變化。即使枕木放在地面，也得考慮孔口地表的堅實度，重達(dá)數(shù)噸的鋼筋籠同樣能使軟基下沉。有的，由于考慮了軟基因素，而沒有采取好措施，理想化的加高軟基，結(jié)果加的過高，人為的造成了鋼筋籠上浮。

（5）灌注過程中導(dǎo)管底口位置不當(dāng)造成

鋼筋籠上浮在灌注混凝土過程中，當(dāng)混凝土面到達(dá)鋼筋籠底部附近時，此時導(dǎo)管的埋深控制很關(guān)鍵，其實，也就是導(dǎo)管底口距鋼筋籠底部的距離，該距離在一米左右時，由于澆筑的混凝土自導(dǎo)管流出后沖擊力很大，并以一定的速度向上頂升，推動鋼筋籠上浮。

（6）灌注導(dǎo)管埋深過大造成鋼筋籠上浮

在混凝土灌注過程中，如果導(dǎo)管起拔不及時，埋深過大，其上層混凝土因澆筑時間較長，就接近初凝，開始硬化。這樣，在混凝土表面就形成了和易性極差的一層硬殼，表面形成的硬殼混凝土對鋼筋籠有相當(dāng)大的握裹力，新灌注的混凝土自導(dǎo)管中流出后，將以一定的速度向上頂升，推動鋼筋籠上浮。

（7）混凝土質(zhì)量不合格造成鋼筋籠上浮

灌注混凝土質(zhì)量差，對于易離析、坍落度偏差過大的混凝土，很容易造成鋼筋籠上浮。其原因是，混凝土離析層和易性極差，形成一層石塊堆積層，它裹卡著鋼筋籠，新灌注的混凝土自導(dǎo)管中流出后，同樣以一定的速度向上頂升，帶動鋼筋籠上浮。

（8）鋼筋籠及導(dǎo)管下放偏位造成鋼筋籠

上浮無論是鋼筋籠或?qū)Ч埽�向孔�?nèi)下放時，位置都不能發(fā)生偏差，一旦發(fā)生偏差，在灌注混凝土過程中，起拔導(dǎo)管時，很容易發(fā)生導(dǎo)管掛鋼筋籠的情況，從而造成鋼筋籠上浮。

二、鋼筋籠產(chǎn)生上浮的后果

根據(jù)鉆孔灌注樁的施工實踐證明,鋼筋籠產(chǎn)生上浮一般出現(xiàn)在混凝土灌注初期,如果這段時間不出現(xiàn)此種現(xiàn)象,隨著鋼筋籠在混凝土中埋深增加,再出現(xiàn)此種質(zhì)量問題的可能性很小。因此,在混凝土灌注初期應(yīng)特別注意。如果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了鋼筋籠上浮問題,應(yīng)立即采取相應(yīng)措施,否則將會造成嚴(yán)重的后果。

鋼筋籠上浮所產(chǎn)生的嚴(yán)重后果主要有以下幾種:

（1)鋼筋籠上浮影響鉆孔灌注樁的整體承載能力,不能安全承受設(shè)計荷載,必然造成返工,否則將存在質(zhì)量隱患。

2)鋼筋籠上浮過程中可能會碰撞孔壁,嚴(yán)重者造成塌孔,較輕者出現(xiàn)斷樁或縮頸質(zhì)量問題,大幅度降低樁的承載力。造成鋼筋籠上浮的原因往往是多方面的,具體問題應(yīng)具體分析。但無論什么原因造成的鋼筋籠上浮,都會給施工帶來很大麻煩。因此,事先對可能引起鋼筋籠上浮的原因進(jìn)行充分分析論證,排除一切可能因素,必要時應(yīng)首先進(jìn)行驗樁然后進(jìn)行混凝土灌注施工,以取得經(jīng)驗,

三、預(yù)防鋼筋籠上浮的具體措施

針對以上分析的原因，在鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工過程中，可以采取以下預(yù)防措施：

（1）在鋼筋籠的制作中，將對稱的4根主筋的下部各加長3～4m,延長至孔底，并將加長鋼筋末端彎起或加工成圈狀，加強混凝土灌注初期對鋼筋籠下部的握裹力。在設(shè)計要求允許范圍內(nèi)，適當(dāng)減少鋼筋籠下部的箍筋和加強筋的數(shù)量。鋼筋籠就位后，在鋼筋籠頂部用鋼筋或鋼管將上部主筋與鉆臺架連接頂牢，或?qū)�鋼筋籠頂部固定在鋼護(hù)筒上，防止鋼筋籠上浮。

（2）在清孔和混凝土灌注之前把泥漿的比重控制適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，在1.5～2.0之間，要求作泥漿用的粘土塑性指數(shù)不小于15。且清孔應(yīng)盡量徹底。在混凝土灌注過程中，防止混凝土拌合物從漏斗頂溢出落入孔中，使泥漿內(nèi)含有水泥而變稠凝結(jié)，加大泥漿比重。泥漿比重過大，孔中液體對鋼筋籠浮力增大，而且在混凝土面上形成較厚的浮漿，使孔內(nèi)混凝土頂面標(biāo)高探測不準(zhǔn)確，并在混凝土上升時浮漿會裹著鋼筋籠上升。

（3）混凝土配制時嚴(yán)格控制其流動性（坍落度）和初凝時間，選用初凝時間較長的水泥品種，適當(dāng)加大混凝土的水灰比，水灰比采用0.5～0.6，含砂率采用40%一50%，而且粗骨料的最大粒徑應(yīng)不大于40mm，保證混凝土的坍落度達(dá)到18～22cm范圍之間，使混凝土拌合物具有較好的流動性（和易性）�；炷�土灌注前嚴(yán)格檢查混凝土拌合物的均勻性和坍落度等，如不符合要求進(jìn)行第二次拌和，嚴(yán)禁不合格的混凝土灌入孔內(nèi)。盡量縮短混凝土總的灌注時間，防止頂層混凝土進(jìn)入鋼筋籠時其流動性變小，在不利的施工條件下，推廣用緩凝劑，以推遲混凝土的凝結(jié)過程，增加其和易性。

（4）按照施工規(guī)范要求，合理計算確定首批混凝土數(shù)量和漏斗的高度，要求導(dǎo)管底口埋入首批混凝土的深度不小于1m，在灌注￠1.5m樁時保證有2.7m3的蓄料斗；灌注￠1.2m樁時保證有2.0m3的蓄料斗，及采取下料后導(dǎo)管回插10cm的方法來保證埋管深度，防止混凝土流出導(dǎo)管底口時流速過快導(dǎo)致鋼筋籠上浮。灌注開始后，應(yīng)緊湊連續(xù)地不斷進(jìn)行，每斗混凝土灌注間隔時間盡量縮短，嚴(yán)格限制拆除導(dǎo)管所耗時間，一般不超過去時15s，灌注中途不得停工。

（5）當(dāng)鉆孔內(nèi)混凝土頂面上升到接近鋼筋籠下端時，是比較容易產(chǎn)生鋼筋籠上浮的階段，為防止鋼筋籠被混凝土頂托上升，除保證首層混凝土進(jìn)入鋼筋籠時有足夠的流動性外，采取以下措施：1.當(dāng)混凝土面接近鋼筋籠底面時，應(yīng)保證導(dǎo)管有較大的埋深，但一般不得大于6m，使導(dǎo)管底口與鋼筋籠底端保持較大距離，最好有3m以上并放慢混凝土灌注速度，減小混凝土的沖擊力，以降低混凝土從導(dǎo)管底口出來后向上翻升時鋼筋籠所受到的頂托力。2.當(dāng)孔內(nèi)混凝土面進(jìn)入鋼筋籠3～4cm時，提升導(dǎo)管，并保證導(dǎo)管在混凝土內(nèi)的埋深在1.5m以上，鋼筋籠被該段非流動混凝土壓持住（混凝土對鋼筋籠骨架的握裹力）。在繼續(xù)灌注混凝土?xí)r，隨著混凝土面的上升，導(dǎo)管底口以下鋼筋籠受到混凝土的握裹力也隨之增大。一般情況下，有了這段安全埋置距離，鋼筋籠便不會上浮。

（6）在混凝土灌注過程中，用測繩經(jīng)常測量孔內(nèi)混凝土頂面標(biāo)高并做好記錄，據(jù)此確定導(dǎo)管已埋深多少，及時提升并拆除導(dǎo)管，控制混凝土灌注速度，及時調(diào)整導(dǎo)管的埋深，控制灌注速度，以控制混凝土向上翻升速度，減少其對鋼筋籠的攜帶能力�？紤]到灌注中后期混凝土的流動性降低，與鋼筋籠及導(dǎo)管壁的摩阻力大為增加，應(yīng)嚴(yán)格控制導(dǎo)管與鋼筋籠在混凝土中的公共埋深，一般不少于2m。導(dǎo)管提升時應(yīng)保持軸線豎直和位置居中，逐步提升；如導(dǎo)管的法蘭盤卡掛鋼筋籠，可轉(zhuǎn)動導(dǎo)管，使其脫開鋼筋籠后，移到鉆孔中心。

四、結(jié)語

在多次的實踐中證明，鉆孔灌注樁在混凝土灌注過程中，只要控制好混凝土的流動性和上翻速度，控制好導(dǎo)管底口和鋼筋籠底端的相互位置及導(dǎo)管與鋼筋籠在混凝土中的公共埋深，鋼筋籠上浮的事故是可以避免的�？刂坪媚酀{的比重，將鋼筋籠主筋延長到孔底，把鋼筋籠固定在平臺或護(hù)筒上，也是一種有效的輔助方法，能夠解決灌注時鋼筋籠上浮的問題。在鉆孔樁混凝土灌注過程中,非全配筋鋼筋籠發(fā)生上浮的現(xiàn)象并不少見。在正確分析混凝土灌注時鋼筋籠受力狀態(tài)的基礎(chǔ)上,我認(rèn)為造成鋼筋籠上浮的主要原因包括固定不牢、技術(shù)操作不當(dāng)、混凝土和易性差、灌注速度及導(dǎo)管埋深掌握不準(zhǔn)等因素,以及地質(zhì)條件不利等方面。具體實踐過程中,要做到超前預(yù)防,發(fā)生問題后,快速組織技術(shù)人員分析論證,找出鋼筋籠上浮的主要原因,制定切實可行的措施,避免造成大的質(zhì)量事故.