混凝土灌注樁浮籠預(yù)防及處理淺談

董國(guó)軍

【摘 要】本文介紹了預(yù)防和控制鋼筋籠上浮的重要意義，并通過(guò)分析鋼筋籠上浮的原因，提出了鋼筋籠上浮的處理方法與預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】灌注樁；鋼筋籠上??；控制意義；處理及預(yù)防

1.緒論

近年來(lái)隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷推進(jìn)，土地逐漸趨于緊張，這就迫使建筑物不得不向立體空間發(fā)展，于是便出現(xiàn)了大量的高層建筑。在工程地質(zhì)條件較差的地區(qū)，由于選擇混凝土灌注樁作為建筑基礎(chǔ)較為經(jīng)濟(jì)合理，因此混凝土灌注樁在高層建筑中得到廣泛應(yīng)用。那么控制好混凝土灌注樁質(zhì)量，特別是防止樁體中的鋼筋籠上浮，確?？v向受力鋼筋的正確位置就顯得尤為重要。

2.預(yù)防和控制鋼筋籠上浮的重要意義

混凝土灌注樁具有豎向承載能力高、對(duì)軟土地區(qū)適應(yīng)性好的優(yōu)點(diǎn)。灌注樁中鋼筋籠對(duì)于灌注樁抗拉、抗彎、土層差異較大時(shí)承受地震波速差異引起的水平荷載、樁身的裂縫控制等起到至關(guān)重要的作用。鋼筋籠的長(zhǎng)度則是根據(jù)荷載特征（如豎向荷載的大小和偏心距、水平荷載的大小及其變化特征、拔荷載的大小）和彎矩的大小、樁周土物理力學(xué)性質(zhì)、建筑物抗震設(shè)防烈度以及側(cè)阻、端阻承載性狀等綜合因素，按照有關(guān)規(guī)范計(jì)算確定的。如果鋼筋籠長(zhǎng)度不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，將導(dǎo)致樁身不能滿(mǎn)足其承受設(shè)計(jì)荷載的要求。從而嚴(yán)重影響樁基的承載力、穩(wěn)定性和抗震性能，使建筑物安全性降低甚至破壞。特別是在地震荷載或其它水平荷載作用下，會(huì)使樁體混凝土一側(cè)受拉一側(cè)受壓。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)樁體混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時(shí)，受拉一側(cè)混凝土將導(dǎo)致拉裂破壞，并且裂縫不斷向受壓一側(cè)發(fā)展。由于樁體受力截面的減小，將導(dǎo)致樁體的豎向受力重心向受壓一側(cè)混凝土偏移，受壓區(qū)混凝土承受的壓應(yīng)力急劇增大，當(dāng)壓應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時(shí)，受壓側(cè)混凝土將被壓碎，此時(shí)整個(gè)樁體將完全破壞。輕者建筑物發(fā)生沉降，重者則會(huì)導(dǎo)致整棟建筑物的整體傾覆。如果能夠確保鋼筋籠不上浮，則實(shí)現(xiàn)了樁體縱向鋼筋的正確設(shè)計(jì)位置。這時(shí)當(dāng)?shù)卣鸷奢d或其它水平荷載作用時(shí)，縱向鋼筋就會(huì)參與受拉，從而確保了樁體的承載力能力，達(dá)到了建筑基礎(chǔ)安全可靠的目的。

3.鋼筋籠上浮原因分析

3.1.混凝土向下灌注時(shí)產(chǎn)生的沖擊力

在樁體灌注混凝土過(guò)程中，鋼筋籠被混凝土的沖擊力頂托上升，是受到比鋼筋籠重力大的頂托力的影響。頂托力主要來(lái)自于混凝土從漏斗向下灌注時(shí)位能產(chǎn)生的沖擊力。鋼筋籠所受頂托力的大小與混凝土灌注時(shí)的位能、速度、首批混凝土的流動(dòng)度、導(dǎo)管底口標(biāo)高、首批混凝土面標(biāo)高、鋼筋籠底標(biāo)高等因素有關(guān)。混凝土的落差越大、灌注速度越快、流動(dòng)度越差，則產(chǎn)生的頂托力就越大。

3.2.導(dǎo)管偏心

導(dǎo)管在孔內(nèi)不垂直、偏心，導(dǎo)管接頭鉤掛鋼筋籠導(dǎo)致其上升。

3.3.混凝土質(zhì)量差

混凝土品質(zhì)差易離析、初凝時(shí)間不夠、坍落度損失大的混凝土，會(huì)使鋼筋籠難以插入而造成上浮。有時(shí)混凝土已升至鋼筋籠內(nèi)一定高度時(shí)，表面混凝土開(kāi)始初凝硬結(jié)，也能攜帶鋼筋籠上升。

3.4.孔內(nèi)沉渣

孔內(nèi)沉渣過(guò)厚會(huì)導(dǎo)致難以測(cè)準(zhǔn)混凝土表面，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土進(jìn)入鋼筋籠一定高度后導(dǎo)管埋深過(guò)大，造成浮籠。

4.處理方法

一般認(rèn)為：已上升的鋼筋籠是不可逆轉(zhuǎn)的，用很大的力也不可能恢復(fù)到原來(lái)的位置，只能針對(duì)上升的原因采取預(yù)防措施。但在施工中發(fā)現(xiàn)，采取改變籠底以下混凝土的體積，使混凝土攜帶鋼筋籠反復(fù)振蕩的辦法，可使已上升的鋼筋籠下沉至設(shè)計(jì)位置。利用該方法可以處理浮籠事故。

原理及具體操作：

未凝結(jié)的混凝土具有一定的流動(dòng)性，若使已沒(méi)入混凝土一定深度的鋼筋籠上下抖動(dòng)，鋼筋籠會(huì)越陷越深。使鋼筋籠上下抖動(dòng)有兩個(gè)辦法：一種是自上而下施加一個(gè)外力使之抖動(dòng)，但這容易使鋼筋籠產(chǎn)生變形，影響樁體質(zhì)量，而且需要的外加力較大，不易實(shí)現(xiàn)。另一種辦法是從鋼筋籠底施加一個(gè)向上的力，使鋼筋籠上下抖動(dòng)。這種辦法不易使鋼筋籠產(chǎn)生變形，能保證樁質(zhì)量。給鋼筋籠施加一個(gè)自下而上的力，最簡(jiǎn)易的辦法是利用灌漿時(shí)導(dǎo)管的運(yùn)動(dòng)。浮籠后，在漏斗內(nèi)已無(wú)混凝土?xí)r，使導(dǎo)管上下串動(dòng)且導(dǎo)管底口始終處于籠底以下，可使混凝土攜帶鋼筋籠反復(fù)振蕩。當(dāng)導(dǎo)管向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于導(dǎo)管自身的體積及導(dǎo)管內(nèi)混凝土的作用，孔內(nèi)混凝土面會(huì)上升，鋼筋籠也會(huì)隨之上升，由于自重作用力，上升的同時(shí)籠子進(jìn)入混凝土的深度會(huì)加大。當(dāng)導(dǎo)管向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，混凝土表面隨之下降，鋼筋籠也會(huì)隨之下降。當(dāng)這種運(yùn)動(dòng)停止時(shí)，由于籠子的自重和慣性作用，其埋入混凝土的深度將進(jìn)一步加大。就這樣多次快速上下串動(dòng)導(dǎo)管，使鋼筋籠埋入混凝土的深度不斷加大，最終使已上升的鋼筋籠子下沉至設(shè)計(jì)位置。

利用這種方法處理浮籠事故時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）、要確保導(dǎo)管埋深始終大于2米。

（2）、處理時(shí)要使導(dǎo)管底口始終處于籠子底以下。導(dǎo)管底口處于鋼筋籠底以上的運(yùn)動(dòng)不會(huì)導(dǎo)致籠底以下混凝土體積的增大或減少，也不會(huì)使鋼筋籠上下抖動(dòng)，不能達(dá)到使鋼筋籠下沉的目的。

（3）、浮籠往往是在混凝土面進(jìn)入籠底一定深度后才發(fā)生的。事故處理結(jié)束后應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確探測(cè)混凝土表面高度，并保證導(dǎo)管口處于籠底以上一定距離處灌注，否則，將導(dǎo)致再次浮籠。

（4）、浮籠事故應(yīng)及時(shí)處理，時(shí)間越長(zhǎng)越不利于鋼筋籠下沉。

（5）、導(dǎo)管自身體積對(duì)處理效果有一定影響。底管自身體積越大，其運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致混凝土面升降的幅度越大，處理效果越好。施工中可以采取一些增大底管自身體積的辦法。例如：在底管口及導(dǎo)管接頭處設(shè)置鼓形滑筒，既可以防止導(dǎo)管鉤掛鋼筋籠，也可以在處理浮籠事故時(shí)派上用場(chǎng)。

（6）、利用這種方法處理浮籠事故的效率較高，一般4～8分鐘即可使籠子下沉0.5～1.0m?；\子下沉?xí)r要注意吊筋等鉤掛鉆機(jī)平臺(tái)及護(hù)筒等，以免影響處理效果或出現(xiàn)新的事故。鋼筋籠下沉至初始位置前，應(yīng)注意調(diào)整吊筋位置，以防鋼筋籠偏心。

5.預(yù)防措施

鑒于鋼筋籠上浮對(duì)樁體質(zhì)量影響較大，且事故處理起來(lái)也較為困難，所以應(yīng)該做到事前控制，盡量避免該類(lèi)事故的發(fā)生。針對(duì)鋼筋籠上浮的原因采取一定的措施，可以有效地預(yù)防鋼筋籠上浮事故的發(fā)生。

（1）、將幾根主筋延長(zhǎng)至孔底，利用混凝土對(duì)鋼筋的握裹力抵消混凝土對(duì)籠子的向上頂托力。

（2）、鋼筋籠頂應(yīng)牢固固定于孔口?；\底在鉆機(jī)平臺(tái)以下的，采用鋼管等牢牢支撐于平臺(tái)底。

（3）、混凝土面剛進(jìn)入籠底時(shí)，放慢灌注速度。當(dāng)漏斗內(nèi)混凝土存量較多時(shí)，應(yīng)及時(shí)將漏斗內(nèi)混凝土抖盡，然后再加混凝土，以防一次性抖掉過(guò)多混凝土?xí)r產(chǎn)生持續(xù)的對(duì)籠子的頂托力。

（4）、混凝土面剛進(jìn)入鋼筋籠時(shí)，導(dǎo)管保持較大埋深，導(dǎo)管底口與鋼筋籠底端保持較大距離。

（5）、混凝土表面進(jìn)入鋼筋籠一定深度后，提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管底口高于鋼筋籠底一定距離，但應(yīng)保持其埋深符合規(guī)范要求。提升時(shí)動(dòng)作要平穩(wěn)，避免出料沖擊力過(guò)大或?qū)Ч茔^帶鋼筋籠。

（6）、導(dǎo)管鉤帶鋼筋籠時(shí)，要緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管，使其脫開(kāi)鋼筋籠。切記強(qiáng)行提管，以防鋼筋籠被勾起。

（7）、由于混凝土表面初凝引起的鋼筋籠上浮，要通過(guò)配制混凝土和加快灌注速度予以避免。

（8）、針對(duì)工程具體情況，制定科學(xué)的操作規(guī)程，預(yù)防由于操作不當(dāng)?shù)热藶橐蛩匾鸬母』\事故。

6.結(jié)束語(yǔ)

鑒于混凝土灌注樁中鋼筋籠上浮，對(duì)樁體質(zhì)量及承載力影響較大，且一旦發(fā)生浮籠事故后處理起來(lái)較為困難。所以我們?cè)诠こ讨袘?yīng)本著預(yù)防為主的方針，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕M織施工，避免浮籠事故的發(fā)生。

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