浅谈冲孔灌注桩钢筋笼上浮原因及控制措施.doc

浅谈冲孔灌注桩钢筋笼上浮原因及控制措施【摘要】简要介绍了钢筋笼的作用以及常规的钢筋笼对中技术，并对于施工中的上浮问题从几个影响灌注钢筋笼的因素，分析施工中钢筋笼上浮的原因以及控制措施。 【关键词】冲孔灌注桩；钢筋笼；上浮 冲孔灌注桩钢筋笼对中技术主要是采用外拨钢筋笼锚固筋，在主筋上绑扎砼垫块来达到 设计目的。然而，该技术对于一些复杂工况，存在着较大的局限性。同时在浇灌施工中也存在着上浮问题。 1 钢筋笼常规对中技术 1.1 操作工艺 冲孔灌注桩桩体位于地下土层中,地下水往往对混凝土和钢筋笼具有一定的腐蚀性,为了保证钢筋的受力性能,规范和设计上特规定桩基钢筋保护层厚度应达到70 mm。施工上一般采取钢筋笼顶端锚固筋顶撑钢护筒、绑扎混凝土垫块等对中施工技术,具体做法:安装钢筋笼之前,先在其主筋上绑扎70 mm厚的混凝土垫块,安装过程中,要求钢筋笼尽可能对准桩孔中心,缓慢沉入,当笼长约剩下1m时暂停下沉,将顶端锚固筋向四周均匀拨开,形成喇叭口,其直径约比护筒直径大100 mm,继续缓慢下沉直至孔底,完成钢筋笼安装工序,此时,向四周张开的锚固筋顶撑孔口钢护筒,混凝土垫块顶撑孔周土壁,钢筋笼对中(桩孔中心)情况一般良好。 1.2 适用范围 此项施工技术简便易行,适用于空孔长度小于2 m的工况。 1.3 局限性及原因分析 外拨钢筋笼锚固筋技术措施的分析。一般情况下,桩孔不可能完全垂直,在桩孔断面,土层可能出现软硬不均、探头孤石或孤石面倾斜、存在树头等埋藏物等情况,冲孔时桩锤向相对软柔方向冲进,造成桩孔倾斜;冲孔进入基岩后,由于岩面不平,也会造成桩孔倾斜。因此,在钢筋笼沉入桩孔过程中,如果桩孔倾斜度太大,或入岩过程中桩锤磨损造成孔径变小,钢筋笼则难以沉至孔底。这时必须吊离钢筋笼,重新处理桩孔。在提吊过程中,顶端撑开的锚固筋将会刺入土中,导致钢筋笼很难吊离桩孔,即使勉强吊离,也会变形损坏,造成经济损失,并对吊装作业构成安全威胁,故外拨钢筋笼锚固筋技术措施不适用于上述工况,必须进行技术改进方可保证安全和质量。 2 浇灌所用泥浆的要求 泥浆方面的原因。孔内泥浆的作用主要是护壁，以保持孔壁在砼灌注前及灌注过程中不出现坍塌。但如果清孔后泥浆比重过大，或清孔时间较短、清孔不彻底，则孔底比重较大、多呈团块状的泥浆不能被换出。一方面，较大比重泥浆对钢筋笼的浮力较比重小的泥浆的浮力大；另一方面，在水下砼灌注过程中，孔底呈团块状的泥浆刚接触到钢筋笼时，对钢筋笼向上的冲击力也很大，往往导致钢筋笼上浮。 3 对于钢筋笼的要求 钢筋笼的作用：冲孔灌注桩基础在两侧土压力的作用下受到剪切力及弯矩的作用，混凝土抗压能力强而抗拉能力不足，尤其是桩基础桩身较长的情况，这一不足更加明显。钢筋笼的作用就是通过纵筋来加强桩身的抗弯能力，通过箍筋来加强抗剪能力，从而保证桩的强度和刚度。 钢筋笼过轻，而没有采取防上浮措施，如压笼管。这样大的桩孔中，下入一个较小直径的钢筋笼，在过快的混凝土浇注过程中，主筋及箍筋受到上浮的混凝土的顶托作用，必然上浮。有效的控制方法是减缓浇注速度，每灌混凝土的量不要过大（不超过2方）并适当间隔停顿几秒，以利钢筋笼的固定。 4 混凝土塌落度的适度 混凝土塌落度偏小也是造成钢筋笼上浮的原因。首先，混凝土拌合物的流动性（坍落度）与钢筋笼的上浮力（摩擦力）成反比，特别是首批灌注的混凝土始终处于后灌混凝土之顶层，应从灌注开始至灌注完成始终保持必要的塑性和流动性，否则混凝土的流动性变小摩阻力增大而粘附于钢筋笼上致使钢筋笼上浮，因此要求混凝土拌合物要有足够的流动性和初凝时间，保证首批灌注的混凝土的初凝时间不得早于灌注桩全部混凝土灌注完成时间。而影响混凝土初凝时间和流动性的因素有以下几点：a.气温：气温越高，混凝土凝结时间越快；b.水泥品种：掺有混合料的水泥凝结时间较长；c.混凝土的标号：其它条件相同时，混凝土凝结时间随着标号的提高而缩短；d.混凝土的水灰比：随着水灰比的增高而混凝土的凝结时间延长；e.混凝土坍落度：一般混凝土坍落度增加，凝结时间可以延长；f.外加剂：掺入少量缓凝剂可以延长混凝土初凝时间和终凝时间。 其次，冲孔桩混凝土灌注时间的温度和总的灌注时间与摩擦力的关系 。灌注桩全部混凝土灌注完成及提升并拆除导管所耗总的时间越长，灌注混凝土时温度越高，导致钢筋笼上升的摩阻力就越大，因为混凝土的流动性（坍落度）降低率与时间、温度成正比，与拌合物原有坍落度的大小成反比，特别是在混凝土灌注的中、后期，混凝土的流动性降低，与钢筋笼的摩阻力大为增加。 当冲孔灌注桩直径较大，桩身较长，所需灌注时间较长时，或混凝土拌和机与灌注地点距离较远、运输时间较长时，灌注温度较高时，配制混凝土混合物须增加其坍落度或掺入缓凝剂。 5 浇灌速度的控制 浇筑速度过快同样使钢筋笼上浮。在水下混凝土灌注过程中，特别是混凝土面刚要接触钢筋笼底端时，混凝土灌注速度如果过快，则自导管不断涌出的混凝土来不及布满全孔，钢筋笼与孔壁形不成摩擦力，急剧上升的混凝土对钢筋笼产生向上的冲力使其上浮。 6 钢筋笼上浮的预防措施 6.1 对于清孔后的孔内泥浆，应分别自孔顶部、中部、底部提出泥浆试样，测其各项性能指标，三个部位的泥浆比重均应在 1.031.10 范围内方可灌注水下混凝土。 6.2 用于灌注桩的混凝土在灌注时应保持足够的流动性，坍落度宜为180220mm，混凝土拌合物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度。如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。 6.3 为防止钢筋笼上浮，水下混凝土灌注应采取适当的、比较均匀的速度，特别是在灌注的混凝土顶面距钢筋笼底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度，当混凝土拌和物上升到钢筋骨架底口4m 以上时，提升导管，使其底口高于钢筋笼底部2m 以上，才能恢复正常灌注速度。 6.4 在灌注过程中，导管的埋深宜控制在 26m。 6.5 除了严格控制以上几项指标外，还可以把钢筋笼加以固定，以积极的态度预防其在混凝土灌注过程中的上浮。在上城的建设中，对所有冲孔灌注桩的钢筋笼都进行了固定，其方法是，在下放钢筋笼的过程中，用4根钢管探在钢筋笼最顶上的一个箍筋上，钢管对称分布，下端焊接倒钩，直接撑在箍筋上，钢筋笼下到底后，将钢管顶焊接在护筒上，灌注桩灌注完成后，把4 根钢管拔出，可重复利用。由于护筒上面的导管卡座及漏斗的重力，抵消混凝土灌注过程中钢筋笼的上浮力，从而消除了钢筋笼上浮的隐患。 7 结语 根据多年来从事冲孔灌注桩施工，对施工过程中的一些问题的认识，在该文中，特别对钢筋笼上浮问题，做了简单的分析，谈了一下浅显的自我认识，仅供同类施工参考。在冲孔灌注桩这一领域，科学技术的不断发展和施工方法、施工管理的不断完善，以及不同情况下的不同问题，都需我们努力学习，不断的去挖掘、分析、认识，才能做好我们的工作，推动冲孔灌注桩行业的飞速发展。 参考文献: 1现行建筑结构规范大全M.北京:中国建筑工业出版社, 2005. 2现行建筑施工规范大全M.北京:中国建筑工业出版社, 2002. 3刘占良,张文君.建筑工程技术交底记录M.北京:经济科学出版社, 2005. 转载请注明来源。原文地址： 水下混凝土灌注中钢筋笼上浮原因及预防处理方法摘要:水下混凝土灌注过程中经常发生钢筋笼上浮的现象,这对成桩具有非常大的危害,也是较难处理的事故。通过施工中长期积累的经验进行针对性的分析,并采取相应积极的预防措施。 关键词:水下混凝土;钢筋笼;上浮;原因;预防处理。 中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号： 随着近几年珠三角经济的高速增长，高层建筑和桥梁也逐渐增多,大直径、超长钻孔灌注桩随之得到广泛应用。灌注桩施工中最后一道,也是最重要一道工序是浇注水下混凝土。常见混凝土灌注方法是导管隔离水下回顶法,若由于操作不当,经常出现钢筋笼上浮现象,致使水下混凝土不能顺利灌注,影响成桩质量,对工程造成严重的安全质量隐患,因此必须从理论中分析其产生的原因并结合工程实践来预防和处理。 1、钢筋笼上浮的原因分析 1.1钢筋笼的上端吊筋在孔口未固定牢，或者是导管法兰盘容易扣住笼子，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。 1.2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。 1.3、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，将很容易造成钢筋笼上浮。 1.4、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。 1.5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。 2、钢筋笼上浮的预防及处理方法 2.1、在浇筑桩基混凝土时格外注意观察悬吊钢筋笼子的吊筋变化情况，如果看到吊筋有一点儿向上“撺”时，就已经表明钢筋笼子已经上浮了，此时要立即采取措施，放慢混凝土的浇筑速度，反复的用钻机上的卷扬机“慢提快落”导管，即慢慢的将浮出的钢筋笼子带回浇筑的混凝土中。 2.2当混凝土进入钢筋笼时，要求严格控制导管与钢筋笼的公共埋深，最深不超过6m。当导管底端提到安全距离以上时要适当控制导管埋深，这时只要混凝土流动性好，钢筋笼一般不会上浮。 2.3灌注混凝土时随时测量孔内混凝土面高度，严格控制混凝土灌注速度，以控制混凝土上返的速度，减小其对钢筋笼的携带能力。 2.4、调整好混凝土的塌落度。一般浇注水下混凝土塌落度应控制在1822cm，浇筑桩基的混凝土都要求有很好的和易性与流动性，以此来保证混凝土在浇注的过程中能有很好的“泛浆”转载请注明来源。原文地址： 浅谈水下浇注混凝土灌注桩事故成因及预防方法摘要：本文论述了水下浇注混凝土灌注桩事故成因及预防方法。关键词：灌注桩 事故预防预防 一、水下浇注混凝土施工的重要性 水下浇注混凝土是用混凝土从孔底开始灌注，将孔内泥浆置换出来，成为混凝土桩；浇注过程中，应及时掌握孔内混凝土面上升的高度及导管插入深度，测定每个混凝土面位置应取两个以上的测点，测绳受拉伸、湿度等因素影响，所标长度变化较大，须经常校正。 浇注混凝土必须连续进行，否则先浇灌进去的混凝土达到初凝，将阻止后浇灌的混凝土从导管中流出。施工中，混凝土浇注速度应尽可能地快一些，终止浇注混凝土前，须确定混凝土面真实高度，以见混凝土中粗骨料为准。 二、事故原因及预防 对于诱发灌注事故的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。水下浇注混凝土经常遇到的几个工程事故原因预防及处理： （1）初灌未封底：桩底沉渣量过大，使初灌不能正常反浆，或导管距孔底太远，初灌量不够没有埋住导管。造成这种原因是检查不够认真，清孔不干净或没有进行二次清孔。认真检查，采用正确的测绳与测锤；一次清孔后，不符合要求时，要采取措施：如改善泥浆性能，延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔。导管底端距孔底高度依据桩径、隔水阀种类、大小而定，最高不超过0.5m. （2）导管堵塞：灌注时间过长，而上部砼已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注极为困难，造成堵管，尽可能提高混凝土浇注速度，开始浇砼时尽量积累大量砼，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。快速连续浇注，使砼和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞；浇注混凝土过程中，应匀速向导管料斗内灌注，如突然灌注大量的混凝土导管内空气不能马上排出，可能导致堵管，若管内空气从导管底端排出，可能带动导管拔出混凝土面。混凝土的质量是堵塞导管的主要原因，必须把好质量，混凝土和易性不好或离析使石子聚集在一起流动性差，导致堵管。导管使用后应及时冲洗，保证导管内壁干净光滑。如发生堵管在导管上部可用钢筋疏通，在下部提取导管上下振击， （3）导管漏水：导管使用前须做密封试验，灌注前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。在灌注过程中发现漏水应加快灌注速度，并加大混凝土埋深，使管内混凝土超出漏水处。 （4）导管拔出混凝土面：导管提漏有两种原因：a.当导管堵塞时，一般采用上下提振法，使混凝土强行流出，但如果此时导管埋深很少，极易提漏。b.因泥浆过稠，在测量导管埋深时，对砼浇注高度判断错误，而在卸管时多提，使导管提离砼面，也就产生提漏。灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏。特别是灌注后期，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此，必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。如误将导管拔出混凝土面，必须及时处理。孔内混凝土面高度较小时，终止浇注，重新成孔；孔内混凝土面高度较高时，可以用二次导管插入法，其一是导管底端加底盖阀，插入混凝土面1.0m左右，导管料斗内注满混凝土时，将导管提起约0.5m，底盖阀脱掉，即可继续进行水下浇注混凝土施工。由于要克服泥浆对导管的浮力，混凝土面较深时，不宜采用；此方法使用时，必须由有经验的工程师现场指导，导管长度、吊预制混凝土球阀铁丝长度、铁丝抗拉强度、混凝土面实际位置等数据，必须在事先正确确定。 （5）导管被混凝土埋住、卡死：在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大，以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。导管插入混凝土中的深度应根据搅拌混凝土的质量、供应速度、浇注速度、孔内护壁泥浆状态来决定，一般情况下，以26m为宜。 如果导管插入混凝土中的深度较大，供应混凝土间隔时间较长，且混凝土和易性稍差，极易发生“埋管”事故。 如果预料到不能及时供应混凝土（超过1h），混凝土运输距离远，交通堵塞等因素时，除混凝土中加缓凝剂外，导管插入混凝土中的深度不宜太小，据已往经验，以56m为宜，每隔15min左右，将导管上下活动几次，幅度以2.0m左右为宜，以免使混凝土产生初凝假象。浇注混凝土中断超过2h，应判为断桩。卡管现象是混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故。 （6）钢筋笼上浮：当灌注到钢筋笼底部时，应缓慢放料，尽量减小埋深，减小对导管的冲力。 （7）混凝土拌制不符合要求：混凝土配合比中水灰比控制在0.50.6，砂率应在40%50%，粗骨料最大粒径应小于40mm，混凝土坍落度控制在1820cm，要有良好的流动性、和易性，用料上优先采用中粗沙，级配较好的卵石，矿渣硅酸盐水泥，避免使用普通硅酸盐水泥。 混凝土和易性与水泥品种、砂率有极大的关系，砂率小、粗骨料级配不好，搅拌出的混凝土极易离析，影响水下浇注混凝土质量。 在灌注中出现的种种事故有很多都和混凝土质量有关，所以一定要把好混凝土的质量关。 （8）桩顶空心：产生桩顶空心的因素有：导管插入混凝土中的深度较大，混凝土坍落度小，桩顶空心呈不规则漏斗形，其深度、位置与导管拔出时的位置、桩顶混凝土状态有关。导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔上后砼不能及时冲填，造成泥浆填入。 防止桩顶空心灌注结束前导管插入混凝土中深度不超过6.0m；灌注结束后，导管拔出混凝土之前，导管上下活动几次，幅度不超过50cm，或者用机械、人工振捣桩顶混凝土，时间不超过20s.尽可能缩短灌注时间，避免使桩顶混凝土产生假凝现象、降低桩顶混凝土的流动性。 （9）桩身有夹渣、夹泥、蜂窝：浇注过程中，须不断测定混凝土面上升高度，并根据混凝土供应情况来确定拆卸导管的时间、长度，以免发生桩身夹渣、夹泥、蜂窝事故。 泥浆过稠，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，增加了浇注砼的阻力，因此，在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量砼，一旦流出其势甚猛，在砼流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层； 灌注砼过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层的原因。 使砼面处于垂直顶升状，不使浮浆、泥浆卷入砼是防治夹渣、夹泥、蜂窝的关键。 转载请注明来源。原文地址：