摘要：钻孔灌注桩在土木工程施工中的应用也越来越广泛，钻孔灌注桩的存在钢筋笼上浮问题不容忽视。本文对钢筋笼上浮原因进行探讨并提出防浮笼措施，介绍了几种解决浮笼问题新的应用方法，具有一定的参考价值。
关键词：钻孔灌注桩、上浮、预防及处理措施
一、引言
在钻孔灌注桩灌注混凝土时，钢筋笼常会发生上浮现象，上浮过多会影响桩的使用价值。灌注中一旦发生钢筋笼上浮，一般是不能纠正的。总结多年来工程实践中积累的防止钢筋笼上浮的经验，尤其是推广应用，近年来施工单位应用了一些新的工艺和工器具，可以尽量减少和避免钢筋笼上浮事故。这些经验和应用具有较大的参考意义。
二、钢筋笼上浮原因分析
钢筋笼“浮笼”事故在钻孔灌注桩施工中很常见，产生的原因与混凝土的顶推力、泥浆比重、混凝土灌注速度等因素有关，具体表现为以下几个方面：
（一）孔底沉淀层厚度过大：钢筋笼不能下达到设计高程。在首罐混凝土灌注时，导管内泥浆会冲击孔底使沉渣上翻，对钢筋笼产生较大的冲出浮托作用；如果孔内的泥浆稠度较大，流速较大的泥浆在孔内向上流动时对钢筋笼的摩擦力大，极易造成钢筋笼上浮。
（二）混凝土灌注速度过快或灌注时间过长：混凝土灌注速度过快，混凝土在孔内上升时对钢筋笼产生的摩擦力会大大增加，如果灌注时间过长，首批灌注的混凝土流动性降低，对钢筋笼的摩擦力增加，粘聚力增加引起钢筋笼上浮。
（三）由于钻孔偏斜，钢筋笼下放时，挂蹭支于孔壁，下放不到位：另外，由于钻孔的偏斜，在起拔导管时，导管很容易挂着钢筋笼，使钢筋笼向上产生了位移，造成钢筋笼上浮。
（四）灌注过程中导管底口位置不当造成：当混凝土面到达钢筋笼底部附近时，此时导管的埋深控制很关键，其实，也就是导管底口距钢筋笼底部的距离，该距离在一米左右时，由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力很大，并以一定的速度向上顶升，推动钢筋笼上浮。
（五）灌注导管埋深过大造成钢筋笼上浮：在混凝土灌注过程中，如果导管起拔不及时，埋深过大，其上层混凝土因浇筑时间较长，就接近初凝，开始硬化。这样，在混凝土表面就形成了和易性极差的一层硬壳，表面形成的硬壳混凝土对钢筋笼有相当大的握裹力，新灌注的混凝土自导管中流出后，将以一定的速度向上顶升，推动钢筋笼上浮。
（六）混凝土质量不合格造成钢筋笼上浮：灌注混凝土质量差，对于易离析、坍落度偏差过大的混凝土，很容易造成钢筋笼上浮。其原因是，混凝土离析层和易性极差，形成一层石块堆积层，它裹卡着钢筋笼，新灌注的混凝土自导管中流出后，同样以一定的速度向上顶升，带动钢筋笼上浮。
（七）钢筋笼及导管下放偏位造成钢筋笼上浮：无论是钢筋笼或导管，向孔内下放时，位置都不能发生偏差，一旦发生偏差，在灌注混凝土过程中，起拔导管时，很容易发生导管挂钢筋笼的情况，从而造成钢筋笼上浮。
三、钢筋笼子上浮预防措施
针对以上分析的原因，在钻孔灌注桩基础施工过程中，可以采取以下预防措施：
（一）、保证钻孔灌注桩清孔到位：在清孔和混凝土灌注之前把泥浆的比重控制适当的范围内，在1.5～2.0?之间，要求作泥浆用的粘土塑性指数不小于15。且清孔应尽量彻底。泥浆比重过大，孔中液体对钢筋笼浮力增大，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。
（二）、严格控制混凝土质量：混凝土配制时严格控制其流动性（坍落度）和初凝时间，选用初凝时间较长的水泥品种，适当加大混凝土的水灰比，水灰比采用0.5～0.6，含砂率采用40%一50%，而且粗骨料的最大粒径应不大于40mm，保证混凝土的坍落度达到18～22cm?范围之间，使混凝土拌合物具有较好的流动性（和易性）。混凝土灌注前严格检查混凝土拌合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，在不利的施工条件下，推广用缓凝剂，以推迟混凝土的凝结过程，增加其和易性。
（三）、规范钻孔桩灌注要求：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，在灌注￠1.5m桩时保证有2.7m3?的蓄料斗；灌注￠1.2m?桩时保证有2.0m3?的蓄料斗，及采取下料后导管回插10cm?的方法来保证埋管深度，防止混凝土流出导管底口时流速过快导致钢筋笼上浮。灌注开始后，应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，一般不超过去时15s，灌注中途不得停工。
（四）、合理控制导管埋深：及时提升并拆除导管，控制混凝土灌注速度，及时调整导管的埋深，控制灌注速度，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，一般不少于2m。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。
四、预防钢筋笼上浮的实用新技术
在施工实践中，有施工单位探索应用了一些新方法新装置减少和消除除浮笼对钻孔灌注桩造成的质量问题和危害，介绍如下：
（一）浮笼报警器的应用：
实践中应用了一种钢筋笼浮笼报警器（图一）。该装置由报警装置、牵引装置和牵引绳等组成。使用时，牵引绳的端部与钢筋笼连接。当钢筋笼上升时，牵引绳在牵引装置的作用下回缩，然后出发报警器报警，可及时发现浮笼现象。一旦发现钢筋笼上浮，可采取以下措施：1，暂停浇筑，使钢筋笼回复静平衡状态。2，拆除部分导管减少混凝土对钢筋笼的向上摩擦推力。在实际施工中，使用该装置及时发现浮笼现象，并采取有效措施，可大幅度降低浮笼危害。3，减慢浇灌速度。
图一：浮笼报警器原理示意图
（二）防浮笼压力杆的应用：
实践中应用了一种防浮笼压力杆（实用新型、图二），能够有效抑制钢筋笼的轴向运动，防止钢筋笼上浮。该装置由压力杆、夹持固定器，连接器等组成：压力杆的长度可以根据钢筋笼的顶部埋深确定并固定。压力杆一端焊接有带一个反螺纹螺栓的连接器。连接器可与钢筋笼主筋上焊接的反螺纹螺母螺旋链接相连。另一端与夹持器相连，夹持器可固定于桩孔上方的护筒上。这个装置，可以限制钢筋笼向上浮动的趋势。使用钢筋笼在混凝土浇筑链过程中始终处于静平衡状态。确保钢筋笼不向上浮动。混凝土浇筑完毕后，正向转动压力杆可以方便地取出压力杆供循环用于下一条桩的混凝土浇灌。
图二、防浮笼压力杆示意图
（三）钢筋笼底部焊接混凝土抗浮板：
如图三，在钢筋笼的底部焊接上一个预制的带有预留钢筋的饼状混凝土抗浮板。浇灌混凝土时，混凝土对板体产生持续增加的向下压力，有效
消除了混凝土灌注过程中钢筋笼受到的混凝土浮力。施工操作简便，制作工艺简单，施工成本低，成桩效果好，保证了混凝土灌注桩施工质量，很好解决了钻孔桩在灌注过程中钢筋笼容易上浮的问题，形成了相应的施工新技术。
图三：钢筋笼底部焊接混凝土抗浮板
五、结语
在桩基施工中施工人员和技术人员往往对对钢筋笼上浮问题不太关注，存在不同程度的侥幸心理。浮笼超过一定长度后，处理起来就比较棘手，而其后果却是难以估量的。尤其是超深盲桩、桩身较长、桩径较小，钢筋笼采用的主筋直径较小的桩基础，钢筋笼上浮现象比较容易发生，产生较大的质量事故，应采取预防措施，防患于未然。对于屡次发生浮笼事故的工程，除采取一般预防措施外。还可以采取浮笼报警，压力杆限制、笼底焊接抗浮板等措施。
论文作者:彭富良,郭亮军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/13
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