灌注桩钢筋笼防上浮装置研究设计

灌注桩钢筋笼防上浮装置研究设计

邓磊

中建铁路投资建设集团有限公司  济南  250000

摘要：本文针对灌注桩施工过程中钢筋笼上浮问题进行了研究，并提出了一种防上浮装置的设计方案。通过对不同装置结构、尺寸、材料等参数的试验和模拟分析，确定了一种适合实际施工条件的最优设计方案。该防上浮装置具有结构简单、安装方便、效果显著等优点，并经过实际施工验证，取得了良好的防上浮效果。使用该装置后，通过可移动限位插销与钢筋笼吊筋配合使用，当钢筋笼出现上浮情况时，限位插销通过限制钢筋笼圆形吊筋移动，从而防止钢筋笼出现上浮情况。本文对于灌注桩施工中的钢筋笼上浮问题的研究和解决具有一定的理论和实践意义，可为相关工程提供借鉴和参考。

关键词：钢筋笼上浮

1.概况

在灌注桩施工中，由于钢筋笼未按设计加工、混凝土浇筑速度过快等原因，钻孔灌注桩在浇筑混凝土时，钢筋笼都会有不同程度的上浮情况，这将会给桩身质量和工程安全性带来隐患，一旦出现不合格桩基，后续的处理会非常麻烦，将浪费巨大的人力和财力。如果钢筋笼出现浮动，将会给桩身质量和工程安全性带来隐患，具体表现如下：

1. 桩身质量下降：如果钢筋笼上浮导致混凝土未能充分地包覆钢筋，就会出现桩身质量下降、桩长不够的情况，导致桩在荷载作用下容易变形和破坏。

2. 桩身偏斜：如果钢筋笼上浮导致桩身偏斜，就会导致桩的整体强度下降，同时对接下来的桩端承载力和桩身腐蚀等问题会产生影响。

3. 施工风险增加：钢筋笼上浮会导致后续灌注桩施工过程中出现不确定的问题，如固结物进入桩内、桩身开裂、桩顶坍塌等风险都会增加。

因此，在灌注桩施工过程中，必须特别注意钢筋笼的制作、安装和固定，确保钢筋笼在浇筑混凝土时不出现浮动现象。一旦发现钢筋笼有浮动情况，应及时进行调整和修正，避免给工程质量和安全性带来不良影响。需要一个能够有效控制钢筋笼上浮的装置来有效地控制钢筋笼上浮情况，从而提高桩基施工效率和成桩质量。

2.几种常用的防止灌注桩钢筋笼上浮的方法

1. 加固钢筋笼：通过增加钢筋直径和数量、缩小钢筋间距和加装耳板等方式加固钢筋笼，提高其自重，以增加其抗浮力。优点是简单易行，施工操作方便；缺点是增加成本、增加工期。

2. 锚固方式：将钢筋笼与桩身紧密固定。常用方法有布设锚固钢筋、加装钢筋锚板、采用内挑式布置钢筋笼等。优点是可提高整体抗拔能力，适用于低于水位或水下深挖等高难度条件下的施工。缺点是较为复杂，需要预留锚固套筒，增加施工难度和成本。

3. 加固装置：采用绳索、横担等加固装置，以增强钢筋笼与桩身之间的摩擦力，也可采用锚杆等锚固装置辅助。优点是施工简单，易于操作；缺点是装置过程中需注意保护桩身，以免对桩身造成损伤。

4. 防浮器装置：采用塑料泡沫、发泡水泥等轻质材料制成防浮器，装置在钢筋笼外部以增加其抗浮力，并使其浮在混凝土中。优点是简单易行，施工成本低廉；缺点是在装置过程中需要注意预留防浮器空间，在混凝土浇筑后需要及时进行清理，以免阻碍混凝土的密实。

5. 钢套筒连接方式：采用钢套筒与桩身的连接方式，固定钢筋笼。常用的方式有焊接、卡环等。优点是可增加钢套筒的摩擦力，使钢筋笼与桩身紧密结合，提高抗拔能力。缺点是增加成本、增加工期。

需要根据具体的施工条件、工艺要求、安全保障等多方面综合考虑，选择适合的方法。

3.防上浮装置的总体设计方案

首先根据工程实际情况确定桩基护筒尺寸(以本工程护筒直径1m为例)，根据桩基护筒尺寸确定具体的方钢构件尺寸（方钢尺寸10×10cm，构件内正方形边1.1×1.1m，外正方形边长1.2×1.2m）。方钢构件为正方形，内正方形的边长大于桩基护筒的直径。在实际施工中，通过安装在方钢构件上的可移动限位插销(可移动限位插销)与钢筋笼吊筋配合使用，当钢筋笼出现上浮情况时，限位插销通过限制钢筋笼圆形吊筋移动，从而防止钢筋笼出现上浮情况。

防止灌注桩桩基钢筋笼上浮装置使用步骤如下：

1、首先根据测量放样，放样出桩基护筒埋设位置，埋设护筒。护筒位置采用十字护桩标记，护筒埋设回填密实后，沿十字护桩进行挂线，在与护筒相交处做好标记，量测出十字交点（钻孔桩中心）至护筒标记点的距离。防止护筒位置丢失。

2、灌注桩钻孔完毕后，整平护筒外围的地面，将钢筋笼防上浮装置防止护筒外侧，保持装置水平。确保可移动插销可以自由活动(可移动插销由H型钢制作，作用于吊筋的前端位置减小宽度，以便于更能方便地放入吊筋圆环内)。

3、吊装钢筋笼入孔，吊至最后一节钢筋笼末端时，调整方钢构件和可移动插销的位置，使可移动插销放入吊筋圆环内。

4、钢筋笼吊筋与钢筋笼防上浮装置组装完成后，再配合混凝土浇筑导管限位板使用，混凝土浇筑导管限位板放置方钢构件上，可防止其随钢筋笼一起上浮。

图1：防上浮装置平面图

图2：防上浮装置立面图

图3：防上浮装置工作状态平面图

4施工注意要点

1.防上浮装置在使用时，需计算好钢筋笼吊筋的长度，且焊接时应尽量使吊筋位置在同一水平面上。使吊筋圆环正好能和限位插销配合使用。如果吊筋过长，则会使钢筋笼伸入承台内的长度不足，如果吊筋长度过短，则会使钢筋笼下方长度不足。

2.防上浮装置放置时应尽量保持水平，防止钢筋笼上浮时，防上浮装置受力不均匀，从而使钢筋笼位置出现倾斜的情况。

参考文献

[1]陈明福. 小直径钻孔灌注桩钢筋笼上浮通病防治技术研究[J]. 工程质量,2022,40(5):88-91.

[2]景建敏,胡凯,聂伟平. 钻孔灌注桩施工中钢筋笼上浮原因及防治措施[J]. 中国科技信息,2010(4):63-64.