簡(jiǎn)析鉆孔灌注樁水下澆筑混凝土?xí)r鋼筋籠上浮的原因和解決措施

曾憲軍

0 引言

鉆孔灌注樁在進(jìn)行水下混凝土澆筑前，都需要提前安裝鋼筋籠。鋼筋籠安裝在鉆孔的泥漿內(nèi)，人既看不見也摸不著，在澆注樁基混凝土?xí)r，如果操作不當(dāng)，很容易引起鋼筋籠上浮，造成工程質(zhì)量事故。以下是筆者在多年實(shí)踐中總結(jié)出的幾種鋼筋籠上浮的可能原因以及對(duì)應(yīng)的解決辦法。

1 引起鋼筋籠上浮的原因分析及相應(yīng)的處置措施

1.1 鉆孔底部沉渣清理不合格

當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，如果孔內(nèi)沉渣過(guò)厚，孔底的泥塊和碎巖沒(méi)有完全攪碎并被泥漿帶出孔外，就將鉆頭、鉆桿卸掉，安裝灌漿導(dǎo)管。在澆注水下混凝土?xí)r，沉渣、泥塊一起被混凝土向上頂起，在混凝土的沖擊作用下將鋼筋籠子整體托起，造成鋼筋籠子的上浮。

對(duì)應(yīng)的處置措施：除能自行造漿的黏性土層外，均應(yīng)制備泥漿。泥漿制備應(yīng)選用高塑性黏土或膨潤(rùn)土。泥漿應(yīng)根據(jù)施工機(jī)械、工藝及穿越土層情況進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，確保泥漿擁有足夠的護(hù)壁和攜帶碎塊沉渣的作用。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渣層。在清孔過(guò)程中，應(yīng)不斷置換泥漿，直至完成水下混凝土澆注。

1.2 鋼筋籠質(zhì)量不合格

鋼筋籠焊接時(shí)，未能保證鋼筋平順；分段焊接搭接時(shí)，主筋沒(méi)有保證同心，都容易導(dǎo)致鋼筋籠出現(xiàn)彎曲變形，下入井孔后，易發(fā)生偏向一邊的現(xiàn)象，混凝土灌注時(shí)，提升導(dǎo)管，容易造成導(dǎo)管掛住鋼筋籠，導(dǎo)致鋼筋籠上浮。

對(duì)應(yīng)的處置措施：鋼筋籠焊接時(shí)應(yīng)采取必要措施，保證鋼筋平順，盤繞箍筋時(shí)，拉緊貼平，保持在同一直線上，及時(shí)點(diǎn)焊到位；分段對(duì)接時(shí)，應(yīng)保證軸線一致；搬運(yùn)和吊裝鋼筋籠時(shí)，應(yīng)防止變形，安放應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位，孔口扶正；導(dǎo)管下入井孔應(yīng)緩慢進(jìn)行，保證居中，保證導(dǎo)管各節(jié)軸線一致。

1.3 混凝土灌注速度不合理

在混凝土灌注初期，如果灌注速度過(guò)快，混凝土在孔內(nèi)上升時(shí)對(duì)鋼筋籠產(chǎn)生的摩擦力會(huì)大大增加，同時(shí)孔內(nèi)泥漿向上流動(dòng)時(shí)對(duì)鋼筋籠的摩擦力也會(huì)大大增加，而此時(shí)鋼筋籠在導(dǎo)管底口以下混凝土內(nèi)還沒(méi)有足夠的埋深，容易造成鋼筋籠上浮。

當(dāng)鋼筋籠在導(dǎo)管口以下有足夠埋深后，如果灌注速度太慢，超過(guò)混凝土的初凝時(shí)間，混凝土則會(huì)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(shí)，鋼筋籠就有可能隨這部分混凝土一起上升。

對(duì)應(yīng)的處置措施：在混凝土灌注初期應(yīng)盡量放慢灌注速度，保持勻速灌注，確保能將孔底沉渣頂出孔底的同時(shí)，不對(duì)鋼筋籠造成過(guò)大的擾動(dòng)和沖擊；在一次灌注混凝土保證導(dǎo)管埋入混凝土灌注面以下不少于0.8m，混凝土埋住鋼筋籠時(shí)應(yīng)該加大放料速度，避免灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)混凝土初凝時(shí)間。同時(shí)，減少灌注時(shí)間，爭(zhēng)取在最短的時(shí)間灌注完混凝土，防止混凝土表面形成硬殼帶動(dòng)鋼筋籠上浮。

1.4 混凝土質(zhì)量不合格

當(dāng)混凝土坍落度偏小或和易性差時(shí)鋼筋籠易上浮，如果混凝土和易性差，會(huì)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(dòng)鋼筋籠上浮。

對(duì)應(yīng)的處置措施：混凝土配制時(shí)嚴(yán)格控制其流動(dòng)性（坍落度）和初凝時(shí)間，選用初凝時(shí)間較長(zhǎng)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40～50%，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(dòng)性（和易性）?；炷凉嘧⑶皣?yán)格檢查混凝土拌合物的均勻性和坍落度等，如不符合要求應(yīng)進(jìn)行第二次拌和，嚴(yán)禁不合格的混凝土灌入孔內(nèi)。

2 防止鋼筋籠上浮的解決辦法

在施工實(shí)踐中，筆者經(jīng)常遇到鋼筋籠上浮的問(wèn)題，除了以上四種情況，導(dǎo)致鋼筋籠上浮的原因還可能有鉆孔偏斜、灌注混凝土過(guò)程中導(dǎo)管底口位置不當(dāng)、灌注時(shí)導(dǎo)管埋深過(guò)大、采用法蘭盤式導(dǎo)管、孔口標(biāo)高計(jì)算不準(zhǔn)確、混凝土運(yùn)輸距離過(guò)長(zhǎng)等等。在分析現(xiàn)場(chǎng)具體情況，并采取對(duì)應(yīng)的解決措施后，大部分的上浮問(wèn)題都能得到有效解決。但在此過(guò)程中，解決問(wèn)題的時(shí)間也大大影響了施工的進(jìn)度和效率。筆者在參與過(guò)多個(gè)鉆孔灌注樁樁基項(xiàng)目后，在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，鋼筋籠上浮的情況比較普遍，但鋼筋籠上浮的力度大部分時(shí)候都不是很大。只要及時(shí)對(duì)其采用一定的力道進(jìn)行壓制，還是能夠比較容易將上浮問(wèn)題解決的。在通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)后，筆者發(fā)現(xiàn)一種較為簡(jiǎn)便的處置方法，可以極大減少處理鋼筋籠上浮問(wèn)題的時(shí)間，提高處理此類問(wèn)題的效率并減少損失。

筆者采用的方式操作起來(lái)十分簡(jiǎn)單便捷，可重復(fù)性強(qiáng)。就是在安裝鋼筋籠的同時(shí)，用兩個(gè)帶倒刺的鋼筋桿將鋼筋籠固定在一個(gè)穩(wěn)定的高度上（鋼筋桿結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示），鋼筋桿的上部與護(hù)筒進(jìn)行連接固定，這樣，即使遇到有可能導(dǎo)致鋼筋籠上浮的相關(guān)問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，因?yàn)殇摻顥U的固定作用，也能強(qiáng)行將鋼筋籠穩(wěn)定在一定的標(biāo)高位置，不至于出現(xiàn)上浮問(wèn)題。具體操作方法如圖2 所示。

圖1 鋼筋桿結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 安裝鋼筋桿示意圖

（1）鉆孔灌注樁樁基項(xiàng)目開工前，拿到設(shè)計(jì)圖紙后，根據(jù)樁基施工設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)地坪標(biāo)高，計(jì)算出護(hù)筒頂部距鋼筋籠第一層加強(qiáng)筋的長(zhǎng)度，加工出一組（2 個(gè)）帶斜角倒刺的鋼筋桿，倒刺之間的距離相差10cm 左右，根據(jù)本項(xiàng)目樁基設(shè)計(jì)圖紙中樁基不同樁頂標(biāo)高的數(shù)量來(lái)確定需要幾排倒刺，精度精確到厘米級(jí)。

（2）安裝鋼筋籠時(shí)，下放鋼筋桿。將鋼筋桿的倒刺頂住鋼筋籠第一層加強(qiáng)筋，鋼筋桿上部為吊環(huán)型，可以通過(guò)兩根短桿將鋼筋桿固定在護(hù)筒特意挖出的小孔內(nèi)。

（3）根據(jù)不同的灌注樁樁頂標(biāo)高，按照計(jì)算好的長(zhǎng)度，確定應(yīng)該安裝到哪一排倒刺位置。如果一個(gè)項(xiàng)目不同的樁頂標(biāo)高數(shù)量較多，可以同時(shí)多做幾組鋼筋桿，一般按照一個(gè)鋼筋桿上設(shè)置5 排倒刺為宜。

（4）同時(shí)，如果斜角倒刺焊接的時(shí)候成直角焊接，此鋼筋桿一定程度上能夠代替吊筋使用，穩(wěn)定鋼筋籠不上下浮動(dòng)。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)在多個(gè)項(xiàng)目上的實(shí)際使用情況，筆者發(fā)現(xiàn)采用鋼筋桿固定鋼筋籠的方式，能十分有效的防止出現(xiàn)鋼筋籠上浮問(wèn)題。根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)顯示，鋼筋籠上浮的高度一般都能限定在5 厘米以內(nèi)，完全滿足樁基施工規(guī)范中的樁頂標(biāo)高誤差在±50mm的要求。從多個(gè)項(xiàng)目的使用情況中，筆者總結(jié)出了以下幾個(gè)方面的優(yōu)缺點(diǎn)：

（1）此工具材料選用非常便利，一般采用施工現(xiàn)場(chǎng)常用的D20 熱軋螺紋鋼作為鋼筋桿的加工材料就可以。

（2）加工方便，鋼筋切割機(jī)和電焊機(jī)基本上就能滿足此工具的加工需求，非常適合樁基施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。

（3）安裝簡(jiǎn)單，在安裝鋼筋籠的同時(shí)，就可以將鋼筋桿安裝到位，只需要用鋼筋短桿將其固定在護(hù)筒上就能保證足夠的穩(wěn)定性。

（4）此工具在一個(gè)項(xiàng)目上可多次重復(fù)使用，非常節(jié)約材料。

（5）同時(shí)，筆者也清楚地認(rèn)識(shí)到，此工具加工還是過(guò)于粗糙，精度不夠準(zhǔn)確，在標(biāo)高精度要求較高的項(xiàng)目上，還是有其局限性的。另外，在樁頂標(biāo)高距地面較深時(shí)，采用此工具存在較大的安裝難度和誤差，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般不能超過(guò)3.5m，否則安裝難度和誤差都較大，難以滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。筆者將在此基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步加工完善，以期取得適用性更加全面、實(shí)用性更強(qiáng)。