防止灌注桩钢筋笼上浮的技术措施要点探讨

防止灌注桩钢筋笼上浮的技术措施要点探讨
摘要：钻孔灌注桩具有穿越各类岩土、任意变化长度和断面、对周围环境无影
响和单桩承载力高等特点，目前广泛应用于各类建筑工程之中。

在钻孔灌注桩施
工过程中，钢筋笼上浮是影响成桩质量的重要因素，随着后注浆技术的推广应用
以及桩基检测要求的不断提高，压浆管、声测管或其他检测装置需和钢筋笼配合
安装至孔内预定位置，对钢筋笼在孔内定位提出更高要求。

基于此，本文主要对
防止灌注桩钢筋笼上浮的技术措施要点进行分析探讨。

关键词：灌注桩钢筋笼；防止上浮；技术措施；要点探讨
1、前言
灌注桩施工中出现钢筋笼上浮现象很常见，是最令施工单位感到棘手的问题之一。

钢筋
笼上浮现象轻者上浮几厘米到几十厘米，重者上浮数米，甚至全部浮起。

由于钢筋笼上浮后
很难通过后续补救措施使其恢复原位，这就造成桩基钢筋笼有效长度缩短，从而降低了桩的
承载能力，轻则影响使用效果，重则整桩报废，对工程造成极为严重的后果和经济损失。

在
水下混凝土灌注中运用合理的措施控制钢筋笼上浮以确保工程质量显得十分重要。

2、钢筋笼上浮的影响因素分析
造成灌注桩钢筋笼上浮的因素是多方面的，但究其原因，主要是由于在灌注混凝土时对
钢筋笼产生向上的合力大于向下的合力，从而导致钢筋笼上浮。

在施工过程中，钢筋笼所受
向上的力主要有泥浆和混凝土拌和物的浮力及其向上运动时产生的摩擦力、混凝土向上运动
产生的动能传递给钢筋笼而表现为向上的顶托力、施工操作不当而产生的其它外力等。

向下
的力主要有钢筋笼自身的重力以及对钢筋笼采取的一些固定措施而产生的反力。

（1）混凝土坍落度偏小、和易性差时，钢筋笼容易上浮。

（2）浇注混凝土过慢、混凝土初凝过快以及混凝土浇注期间停顿时间太长。

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现象。

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。

（3）在混凝土灌注过程中，当混凝土面上返到达钢筋笼底端时，由于混凝土注入过快，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，从而托起钢筋笼上
浮
（4）当提升导管时钢筋笼被导管磕挂住而一同提起，从而导致钢筋笼上浮，尤其是小
直径的桩。

（5）桩底沉渣过厚尤其块状粘土，在和混凝土一起上升的过程中，非常容易使钢筋笼
上浮。

3、防止钢筋笼上浮的对策
通过以上对灌注桩钢筋笼上浮影响因素的分析，可在施工中有针对性地采取相应的预防
措施，从而避免出现钢筋笼上浮的现象。

3.1施工构造要求
在制作钢筋笼时，采取一些必要的构造措施，可以有效预防灌注混凝土时钢筋笼上浮。

一些常见的防止钢筋笼上浮所采取的构造措施有：
（１）避免钢筋笼使用过多的钢筋接头，主筋也尽可能顺直，以减小混凝土上升时对钢筋笼的顶托作用。

（２）钢筋笼底端尽可能靠近桩孔底部，必要时可将部分钢筋笼主筋延伸至桩孔底部，并在钢筋末端设置弯钩，利用初期灌注的桩底混凝土来锚住钢筋笼。

（３）在孔口处利用重物反压钢筋笼，或采取其他有效的固定措施，当钢筋笼出现上浮的趋势时就可以提供向下的反力以抵消上浮力。

（４）在钢筋笼底端设置混凝土预制块。

（５）导管表面应尽可能光滑，且尽量不要使用法兰盘接头。

3.2泥浆和混凝土材料技术要求
控制好混凝土混浆的技术指标对减小浮力和摩擦力，防止钢筋笼上浮有着至关重要的作用。

在灌注混凝土前，应先通过置换孔内的泥浆来进行清孔作业，将孔内残留的岩粉和钻渣尽量排出孔外。

置换的泥浆中粘土塑性指数应≥１５，清孔后孔内泥浆的相对密度应控制在１．０３～１．１０之间。

灌注混凝土时应避免发生掉块或孔壁坍塌等现象，以防止泥浆变稠凝结而加大泥浆的密度从而导致浮力增大。

对于混凝土，要严格控制其初凝时间，必要时可掺加适量缓凝剂。

同时要求混凝土具有良好的和易性，以保证混凝土灌注时具有足够的流动性，减小滑动摩擦系数，降低摩擦力。

一般情况下，桩径＜１．５ｍ时，混凝土坍落度宜为１８～２２ｃｍ；桩径＞１．５ｍ时，混凝土坍落度宜为１６～２０ｃｍ。

混凝土的初凝时间和坍落度应综合考虑气温、运距及灌注时间长短等因素的影响。

混凝土运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度，如不符合要求不得使用。

3.3混凝土灌注速度的要求
混凝土灌注速度是影响顶托力大小的主要因素，灌注速度过快会产生过大的顶托力而导致钢筋笼上浮，但如果灌注速度过慢，随着时间的增加，首批混凝土流动性降低也会导致摩擦力增大，特别是如果超过了首批混凝土的初凝时间，首批混凝土具有一定的强度而与钢筋笼粘结在一起，随着首批混凝土的上升，钢筋笼也被携带着一起上浮。

因此合理控制混凝土灌注速度是解决钢筋笼上浮现象的重要对策之一。

（１）由于当上升的混凝土接触到钢筋笼底端时，钢筋笼受力面积最大，因此在初期灌注的混凝土时应尽量降低灌注速度，减小混凝土上升时产生的动能，进而减小传递给钢筋笼的能量，起到减小顶托力的作用。

（２）当钢筋笼底端在导管底口以下有了足够的埋深后（一般为２ｍ左右），可以适当加快混凝土的灌注速度。

应当注意的是在控制混凝土灌注速度以减小动能传递的同时，不得使灌注时间超过首批混凝土的初凝时间。

3.4灌注混凝土操作技术要求
灌注混凝土施工操作方法对顶托力的大小有着决定性的作用，操作得当就可以有效减小混凝土对钢筋笼的顶托作用，避免钢筋笼上浮。

（１）在灌注首批混凝土时，要求导管底口埋入混凝土的深度≥１ｍ，且灌注工作应紧凑，连续不断地进行，每斗混凝土灌注时间间隔尽量缩短，严禁中途停工。

（２）当灌注的混凝土顶面上升至距钢筋笼底端１ｍ左右时，减少混凝土出料量，尽量
降低混凝土的灌注速度。

（３）当混凝土顶面上升到距钢筋笼底端４ｍ以上时，将导管底口提升至高于钢筋笼底
端２ｍ以上，使钢筋笼在导管底口以下的埋深≥２ｍ。

此时从导管底口流出的混凝土不再对
钢筋笼底端产生顶托作用，反而因流出的混凝土的冲击而产生向下的压持力，随着混凝土的
持续灌入，压持力继续增大，对防止钢筋笼出现上浮现象更为有利。

最后，后续的灌注工作
可按常规方法操作，但要合理控制灌注速度，并及时提升和拆除导管，严格控制导管在混凝
土中的埋深，一般≤６ｍ。

此外还要注意使导管尽量位于钢筋笼正中心，防止在提升导管时
出现挂笼现象。

3.5钢护筒吊点定位杆法
根据施工现场实际情况，就地取材（钢筋、钢管、钢矩管等均可）制作完成定位杆。

在
混凝土导管插入桩内前，先用定位杆的底端顶住钢筋笼最上面一圈加劲箍，然后利用钢护筒
吊点作为支点，根据桩内钢筋笼最上面一圈加劲箍与钢护筒支点的距离，上下调节定位杆上
端的活动卡将定位杆固定到钢护筒的支点上，此时便完成钢筋笼的固定工作。

然后插入混凝
土导管至桩底开始正常浇筑混凝土。

混凝土浇筑完成后，移除导管，松动定位杆上的活动卡，将定位杆与钢护筒支点分开，拔出定位杆，护筒吊点定位法操作完成。

此护筒吊点定位方法
相比其他的（对钢筋笼的焊接固定、加重下压、采用“倒剌”方法和专用吊钩等预防措施）简
便可靠。

4、结语
总之，只要严格地执行钻孔灌注桩钢筋笼上浮防治措施，严格管理，科学组织，可以有
效避免钢筋笼在混凝土灌注过程中出现上浮事故。

参考文献：
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［2］罗健翔．钻孔灌注桩钢筋笼上浮原因分析与措施［J］．山西建筑，2008，34（24）：144-145．
［3］昌钰，刘耀峰．岩溶地区钻孔灌注桩施工质量分析与对策［J］．工业建筑，2013（S1）：670-674．。