钻孔灌注桩施工中出现钢筋笼上浮(灌注桩钢筋笼上浮的原因)
导语：钻孔灌注桩中钢筋笼上浮原因和解决办法
钻孔灌注桩中钢筋笼上浮原因和解决办法在公路桥梁基础钻孔灌注桩施工过程中，混凝土灌注桩出现钢筋笼上浮现象时有发生，轻者上浮几厘米至十几厘米，重者上浮达几米。如在中郝高速公路二合同段工程中，桥梁基础基本采用钻孔灌注桩，钻孔桩施工中出现了混凝土灌注时钢筋笼上浮的现象，因采取措施及时，控制了钢筋笼的上浮。
在钻孔灌注桩施工中已上升的钢筋笼是不可逆转的，即使用较大的重力加压也不可能恢复到原来的位置。目前，施工单位在防止钻孔灌注桩时钢筋笼上浮方面已积累了许多经验，如在混凝土进入钢筋笼后严格控制导管埋深；钢筋笼就位后，在孔口端设井字架、将钢筋笼固定在井字架上或钢护筒上口；还有些施工单位在钢筋笼底部铺设混凝土预制块等。在某种程度上，虽然这些措施控制了钢筋笼的上浮，但未从根本上解决问题。其原因是，普遍认为导管埋深是影响钢筋笼上浮的主要原因。
一、钢筋笼上浮的原因
浮力
钢筋笼在泥浆和混凝土中受到浮力作用，浮力的大小与混凝土泥浆比重、含砂率等有关。
摩擦力
在混凝土灌注过程中，随灌注高度的增加而上升的混凝土对钢筋笼的粘附力（摩擦力）是导致钢筋笼上浮的一个因素。它的大小主要取决于混凝土的初凝时间、流动性（和易性）、灌注时的温度、混凝土总灌注时间以及导管与钢筋笼在混凝土中的公共埋深等。
顶托力
顶托力主要来自混凝土从漏斗向下灌注时的位能而产生的冲击力，混凝土从导管底口流出来向上升起时，向下的冲击力转变为向上的顶托力。顶托力是导致钢筋笼上浮的主要因素。钢筋笼所受到的顶托力的大小与混凝土灌注时的位能、灌注速度、开始混凝土的流动性、导管底口标高、开始混凝土表面标高、钢筋笼底端标高等因素有关。
混凝土在钢筋笼中上翻速度的影响。
在钻孔桩混凝土灌注过程中不难发现，如果混凝土灌注速度过快，将会使向上的顶托力增大，造成钢筋笼被顶拖上升。
导管底口标高、混凝土表面标高、钢筋笼底端标高间的关系。
当导管底口在钢筋笼底端下面，混凝土从钢筋笼下口往上翻升，钢筋笼很容易上浮。反之，导管底口在钢筋笼底端上面，混凝土从钢筋笼底上部往上翻升，钢筋笼一般情况下不会上浮。
二、预防钢筋笼上浮的具体措施
在钻孔灌注桩基础施工过程中相应地采取了以下预防措施：
将钢筋笼的四根主筋下部各加长4m，延长至孔底，并在加长钢筋末端起弯钩，加强混凝土灌注初期对钢筋笼下部的握裹力。在钢筋笼顶部用钢筋或钢管将上部主筋与钻台架连接顶牢，防止钢筋笼上浮。
在清孔和混凝土灌注之前把泥浆的比重控制在1：1.5―1：2.0之间，要求作泥浆用的粘土塑性指数不小于15。在混凝土灌注过程中，防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗处掉入孔中，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，加大泥浆比重。泥浆比重过大，过钢筋笼的液体浮力增大，而且在混凝土面上形成较厚的浮浆，使孔内混凝土顶面标高探测不准确，并在混凝土上升时，浮浆会裹着钢筋笼上升。
混凝土配制时严格控制其流动性（坍落度）和初凝时间，适当加大混凝土的含砂率和水灰比，含砂率采用40~50%，水灰比采用0.5~0.6，保证混凝土的坍落度达到18~22cm之间，使混凝土拌和物具有较好的流动性（和易性）。灌注前严格检查混凝土拌和物的均匀性和坍落度等，如不符合要求进行第二次拌和，严禁不合格的混凝土灌入孔内。尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋笼时其流动性变小，必要时使用缓凝剂。
按照施工规范要求，合理计算确定首批混凝土数量和漏斗的高度，要求导管底口埋入首批混凝土的深度不小于1m，灌注开始后，应即紧凑连续地不断进行，每斗混凝土灌注间隔时间尽量缩短，严格限制拆除导管所耗时间，一般不超过15s，严禁中途停工。
当井孔内混凝土面上升接近和初进入钢筋笼下端时，是比较容易产生钢筋笼上浮的阶段，为防止钢筋笼被混凝土顶托上升，除保证首层混凝土进入钢筋笼时有足够流动性外，采取以下措施：
a.当混凝土面接近和初进入钢筋笼底面时，应保持导管有较大的埋深，使导管底口与钢筋笼底端保持较大距离，并放慢混凝土灌注速度，减小混凝土的冲击力，以降低混凝土从导管底口出来后向上翻升时钢筋笼所受到的顶托力。
b.当孔内混凝土面进入钢筋笼底面3~4m左右时，提升导管，使导管底口提高到高于钢筋笼底面1.5m，使钢筋笼在导管下口的埋深在1.5m以上，钢筋笼被该段非流动混凝土压持住（混凝土对钢筋骨架的握裹力）。在继续灌注混凝土时，随着混凝土面的上升，导管底口以下钢筋笼受到混凝土的压持力（握裹力）也随之增大。一般情况下，有了这段安全埋置距离，钢筋笼便不会上浮。
在混凝土灌注过程中，用测绳经常测量孔内混凝土顶面标高并作好记录，据此确定导管已埋深多少，及时提升并拆除导管；控制混凝土灌注速度，以控制混凝土向上翻升速度，减少其对钢筋笼的携带能力。
考虑到灌注中后期混凝土的流动性降低，与钢筋笼及导管壁的摩阻力大为增加，应严格控制导管与钢筋笼在混凝土中的公共埋深，一般不超过6m。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升；如导管的法兰盘卡挂钢筋笼骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。
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