浅谈钻孔灌注桩浮笼问题

随着我国经济的高速发展，高层建筑物和高架桥梁也随着增多。而混凝土灌注桩有着单桩承载力大等特点，在高层建筑物和高架桥梁的基础施工中得到广泛运用。

钻孔灌注桩有许多通病，例如：钢筋笼的上浮问题，此种现象必然给桩身质量带来巨大影响。基础乃整个建筑物稳固的重中之重，只有在施工当中加以预防和采取必要的技术措施手段才能避免浮笼现象的发生。

根据钻孔灌注桩施工工艺分析，施工过程中影响浮笼的主要因素有：①钻进成孔过程；②清孔；③钢筋笼制作与吊运；④混凝土质量；⑤灌注过程。控制钢筋笼上浮，主要从以上五大要素着手，充分考虑可能导致钢筋笼上浮的各个因素。

1 钻进成孔过程

桩身的垂直度，对钢筋笼上浮有着重大的影响。当垂直度不能满足设计、规范要求时，按放的钢筋笼也随之倾斜，很容易在提拔导管时，导管的法兰处挂住钢筋笼，把钢筋笼一并提出。

预防此现象的发生，要在成孔的全程加以预防：在钻机就位前应对场地进行平整，松软的地方进行回填石块土层并进行碾压，以防钻机就位后沉陷。当钻机就位后对钻机用水平尺进行找平，调整钻机臂使钻杆垂直，在成孔过程中用两台正交的经纬仪或全站仪不时的检查成孔的垂直度。特别是在土层和岩层的接触位置，应加大对垂直度的检查频率。及时的调整垂直度，确保桩身的垂直度保持在1%以内。

2 一次清孔和二次清孔

第一次清孔，桩孔成孔后，应进行第一次清孔，清孔时应将钻具提离孔底0.3～0.5米，缓慢回转，再加大泵量，每隔10分钟一次，将钻具提高3～5米来回串动几次，再开泵清孔，确保第一次清孔后孔内无泥块，返浆口比重应符合设计规范要求，若没有注明要求一般为1.22左右为宜。第二次清孔，钢筋笼、导管下好后，用导管进行第二次清孔，二次清孔时间不小于30分钟。确定孔底沉渣厚度小于50mm、孔底500mm以内泥浆比重、含砂率、粘度等均符合设计规范要求后，方可停止清孔。

如果清孔不彻底，不但会影响桩身的承载力，也会在导致钢筋笼上浮现象的发生。特别实在地质条件不良的区域，桩底含有大快的沉渣，在灌注翻浆时，大块的沉渣被夹杂在钢筋笼中，或泥浆比重过大等都会造成翻浆阻力大大增加，致使钢筋笼所受反作用力也随之增加，从而导致钢筋笼的上浮。

3 钢筋笼制作与吊运

钢筋笼上浮现象也于钢筋笼自身因素密切相关。在设计钢筋笼结构时也应注重浮笼问题：一般小直径钢筋笼的主筋应设置在加强筋的内侧，以防导管法兰与加强筋互挂；而大直径的钢筋笼为了焊接方便等因素，主筋设置在加强筋的外侧。钢筋笼整体结构在设计时疏密要合理，主筋、箍筋、加强筋之间的间距既不能过于密集，又要满足物理力学的要求。

钢筋笼的运输与安装：

3.1 发现弯曲、变形钢筋要作校直处理，制作钢筋笼时要用控制工具标定主筋间距，钢筋笼孔口对接时要保证整体垂直度。

3.2 钢筋笼在起吊时吊环设置的位置应满足以下要求

3.3 钢筋笼在运输过程中严禁高起高落，以防弯曲、扭曲变形。

3.4 钢筋笼入孔时应对准孔位徐徐轻放，避免碰撞孔壁，下笼中遇阻不得强行下放、晃动，应查明原因处理后再继续下笼。

4 混凝土的质量

混凝土的质量也是导致钢筋笼上浮的重要因素。无论自制混凝土还是商品混凝土都应符合《混凝土质量控制标准》（GB50164-2011）。首先混凝土当中不应有较大的杂物，对于水下灌注用混凝土坍落度要大一些，使之有合适的流动性以便翻浆，一般控制在180～220mm。特别是在夏季施工，温度较高，混凝土的初凝比较快，所以在灌注前要做坍落度试验，不能满足要求的严禁使用。粗骨料在选定时也应符合要求：最大粒径不得超过混凝土截面最小尺寸的1/4，并不得大于钢筋最小净距的3/4，泵送混凝土还应符合泵车的技术条件要求：碎石粒径不应超过输送管内径的1/3，卵石不应超过输送管的2/5。混凝土的坍落度偏小，石子过大，混凝土中含有较大杂物等都会导致在灌注时钢筋笼的反作用力加大，给钢筋笼上浮带来隐患。所以要严格控制混凝土的质量，消除因混凝土质量带来的隐患。

5 灌注过程

混凝土灌注过程导致钢筋笼上浮的因素众多，是防止钢筋笼上浮现象发生的重中之重。诸如：①停止清孔距开始灌注时间较长；②首灌量过多，过猛；③上提导管速度过快；④导管埋深过大； ⑤导管底口低于或等于钢筋笼底口的标高；⑥灌注间隔时间较长，混凝土发生初凝现象；⑦在灌注时不小心掉入较大物体（比如拆卸导管时掉入导管扳手）；⑧带有扩底形状的桩在翻浆时出现“酒瓶”现象（底部大，上部细）等等。要严格控制和预防每个因素。

5.1 停止清孔距开始灌注时间较长。停止清孔后泥浆会慢慢沉淀，桩身底部积聚的沉渣在首灌料的巨大冲击力下，迅速上涌，给予钢筋笼巨大上推力，导致钢筋笼上浮。所以在二清达到要求后，不要立即关闭泥浆泵，要使之不停的循环。在各项准备工作都完成后，方可关闭泥浆泵，上料斗灌注，尽量缩短停泵到灌注的时间。

5.2 首灌量过多，过猛。在初始灌注时要把料斗用封盖盖住，放入一定料后再提出封盖，目的是造成巨大的冲击力，把桩身底部的沉渣冲击到混凝土上部，且使导管底部埋于混凝土当中，导管内部与泥浆分割开。当导管直径较大，桩较深，首放料较多时，虽然有巨大的冲击力，很容易使沉渣上翻，但过大的冲击力也会使钢筋笼在翻浆时一并被顶出。所以在首灌料也不能过多过猛，一般达到首灌料保证导管埋入混凝土当中，且可将孔底沉渣冲出即可。

5.3 上提导管过快。在灌注过程中，一般采用钻机自身的卷扬或吊机来提拆导管。由于操作人员自身水平或注意力不集中等原因造成提升速度过快且提升垂入点偏离孔位中心，导管法兰可能挂住钢筋笼加强筋，一并将钢筋笼提出，所以要求要匀速提拔导管。

5.4 导管埋深过大。利用混凝土的比重比泥浆的比重大，灌注时混凝土的自然平面与灌注平面有一定压力差的原理，混凝土始终从导管底口向上翻浆，但若导管埋深过大，埋设导管部分混凝土在上翻时就加大了对钢筋笼的顶浮力，致使钢筋笼上浮。导管埋深过大也会形成在导管提升时，导管、钢筋笼、混凝土三者之间的摩擦力增加，很容易将钢筋笼一并提出。所以导管埋深一般2～5m为宜，灌注时及时准确的拆卸导管，切忌不能将导管提离混凝土面。

5.5 导管底口低于或等于钢筋笼底口的标高。有些桩在设计时为了合理的节约钢筋用量，采用安置半笼，这样就有可能使导管底口低于或等于钢筋笼底口的标高，当混凝土面达到钢筋笼底口时，对整个钢筋笼有个向上的冲击力。在灌注前应准确的计算出钢筋笼底口的标高，灌注时及时的测量混凝土面的标高，当混凝土面快要达到钢筋笼底口标高时减慢灌注速度，当钢筋笼被埋入一定深度后再恢复正常的灌注速度，并提升导管使导管底口标高高于钢筋笼的底口标高。倘若发生浮笼现象，应及时暂停灌注采取必要有效的补救措施，比如上下提动导管（慢慢下放，快速提升）增大混凝土的流动性，利用钢筋笼的自重下沉至设计标高，然后再恢复正常灌注工作。

5.6 灌注间隔时间较长，混凝土发生初凝现象。在灌注前应当统筹安排，如在闹市区采用商品混凝土，应考虑混凝土发出地点与施工现场的距离、上下班高峰期堵车等诸多因素。确保一根桩的灌注要连续进行，同一根桩的灌注间隔时间较长容易产生断桩废桩。轻者混凝土发生初凝，和易性大大降低，使导管、钢筋笼、混凝土三者之间的握裹力大大增加，即使可以缓慢翻浆，但也给钢筋笼上浮带来巨大隐患。

5.7 在灌注时不小心掉入较大物体。在灌注时要使用许多工具，在使用时要注意，用完后也要收好，以防掉入孔内，卡在钢筋笼上不仅会给混凝土的上翻带来难度，而且使钢筋笼受到混凝土在上翻时带来的反作用力增大，还会在提升导管挂住导管，这样都给钢筋笼上浮埋下了伏笔。

5.8 带有扩底形状的桩在翻浆时出现“酒瓶”现象：在一些工程当中为了减少桩长，同时又能保证原有的承载力，引入了桩底带有扩大头的桩种。此类桩有个共性，在收缩口处（下图箭头所指处）导致混凝土的上翻力猛增。由于该类桩的底部进行了扩大，相比一般的桩首灌料要多，冲击力要大才能满足冲击沉渣，埋设导管的要求。但混凝土面达到上图箭头所指处时对钢筋笼的上浮力非常巨大，很容易符笼。此类桩在清孔时也要比一般的桩时间长，才能达到清孔的质量要求。此类桩在施工时很容易产生浮笼，所以要采取一定的有效的预防措施，比如沿着钢筋笼主筋处绑扎一根钢管，直通桩底，在地面处用足够的重物压住钢管或用挖机等压住钢管，切忌不准直接压在钢筋笼，以防钢筋笼变形。或在钢筋笼底部用米字型钢筋焊死，用导管压住，当混凝土面超过桩身收缩口一定高度时，及时提升导管，使导管底部高于收缩口。

在整个施工过程中都要有必要的应急预案和预防措施，编制预防钢筋笼上浮的专项施工方案，对施工工人进行专项的钢筋笼上浮技术交底。在每个环节当中提前预防，消除隐患，在施工过程中多加注意导致钢筋笼上浮的因素，争取避免钢筋笼上浮现象的发生。一旦发生要立即采取有效可行的技术措施进行补救。