钢筋笼抗浮技术研究与应用

宋德新 邹红

摘要 随着国内经济水平的快速发展，城市用地面积急剧减少，越来越多的建筑对地下空间的开发和利用引起重视。为了抑制桩基混凝土浇筑中钢筋笼上浮现象，文章结合具体的工程实例进行分析，研究发展了一种钢筋笼下方固定一个“混凝土饼”的简易抗浮装置。现场制作与应用表明：抗浮装置具有制作便易、实操性强、抗浮效果好、抗压强度高、抗腐蚀性能好等优点，保证了桩基成型质量，造价低廉，在类似工程施工中存在使用与推广价值。

关键词 混凝土饼；钢筋笼抗浮；施工技术

中圖分类号 U445.551文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）14-0081-03

0 引言

桩基混凝土浇筑过程中，由于混凝土灌注速度过快，钢筋笼易受混凝土回顶作用，使钢筋笼上浮，影响钢筋混凝土桩质量以及后期凿桩处理等弊端[1]。技术工作者们采取了有效的施工技术抑制钢筋笼上浮[2-3]：如在钢筋笼下端减少部分箍筋，减少混凝土与钢筋接触面积，间接减少钢筋笼所受浮力；或用粗螺纹钢与主筋护筒一起焊接，将钢筋笼强制固定。而其存在桩身力学性能下降及螺纹钢拔出困难等弊端。鉴于此，传统钢筋笼抗浮工艺有待改善。

1 工程概况

陈家垅资水大桥，桥跨布置如下：[6×30+（71+2×125+

71）+10×30]m。上部构造主桥采用预应力混凝土变截面连续梁，引桥采用预应力混凝土（后张）T梁，先简支后连续；下部构造0号桥台采用柱式台，20号桥台采用一字台，7、8、9号桥墩采用矩形门式墩，其余桥墩采用柱式墩。运营实景如图1所示。

桩基均采用钻孔灌注桩基础。总共桩基数为104根，桩基直径为1.5 m，桩基设计直径为2.2 m、2.5 m、1.5 m、1.8 m四种，桩基平面布置如图2所示。

其中各工区桩基类型和特点如表1所示。

2 桩基施工难点与特点

在该项目中，桩基数104根，桩基施工中存在如下技术难点：

（1）大直径桩占绝大多数，桩基混凝土灌注工作量大。

（2）地下水位较高，大直径桩钢筋笼在混凝土反冲力以及水浮力耦合作用下上浮较明显，若不采取措施，容易造成返工。

（3）传统抑制钢筋笼上浮方法存在作业速度慢、抗浮效果欠佳等弊端，影响工程进度以及桩基成型整体质量。鉴于此，公司技术人员发展了一种简易钢筋笼抗浮施工技术。应用表明：抗浮施工技术简单、成本低、施工便易，在满足施工进度前提下，又保证了混凝土成型质量，在类似工程中存在使用与推广价值。

3 钢筋笼抗浮技术原理

在钢筋笼底部焊接一个圆形“混凝土饼”（混凝土标号与桩身混凝土设计标号一致），当混凝土灌入时，混凝土压力集中在混凝土饼上，如图3所示，恰当地避免了混凝土产生回顶力将钢筋笼上浮，在混凝土灌注量大、灌注速度快的桩基施工中，此抗浮技术存在推广与实用价值。

4 钢筋笼抗浮施工工艺流程（如图4）

4.1 操作要点

4.1.1 混凝土饼制作

据工程实际，混凝土饼与桩身混凝土标号一致，其厚为4～5 cm，直径比钢筋笼直径小5 cm。同时，内部做一个简易钢筋骨架，如图5～6所示。

4.1.2 混凝土饼焊接

将混凝土饼的预留钢筋与钢筋笼纵筋焊接，焊接长度与焊接质量遵循相应技术标准[4]。焊接前，注意检查清理焊接部位及钢筋与电极接触处表面的锈斑、油污、杂物等。

4.1.3 钢筋笼吊放

钢筋笼吊放之前必须验收钢筋笼加工质量[5]，如表2所示。

采用单机抬吊方式对钢筋笼吊放。吊装过程中保持吊钩中心线与钢筋笼重心重合，以免发生钢筋笼与吊车偏位晃动等，整个吊装工艺目前较为成熟，此处不再赘述（见图7～8）。

4.1.4 混凝土浇筑

采用导管法对桩基混凝土进行浇筑，在浇筑混凝土之前必须要开展塌落度及和易性检测等工作，执行“水下混凝土灌注桩塌落度为180～220 mm，旱桩混凝土塌落度为160～180 mm”规范标准[6]，确保混凝土流动性好、不卡管等特点。

导管在下放之前必须进行泌水实验，保证导管浇筑中不漏浆等。同时，以导管埋入混凝土深度为2～6 m以及导管底部距孔底距离300～500 mm为控制标准，对导管及时抽拔。

整个过程应该连续观测钢筋笼顶标高变化，若钢筋笼产生以往上浮现象，须及时停止灌注。

4.1.5 桩基验收检测

根据桩基检测规范[6]，采用低应变动力检测与声波投射法检测成型桩基的完整性与承载力（见图9～10），检测结果如表3所示。

由表3可知，此抗浮施工技术条件下成型的桩基均为Ⅰ类桩，抽检中桩基整体承载力与完整性全部满足设计规范要求，此抗浮技术应用效果较佳。

5 效益分析

（1）社会效益：应用表明抗浮装置较好地牵制了钢筋笼上浮现象，无另需大型机械设备出入场，整个施工过程简易。在后续桩基检测中亦无断桩、沉渣、钢筋笼倾斜等质量缺陷，存在使用与推广价值。

（2）经济效益：抗浮板制作原材料为铁皮、混凝土和钢筋，易于从施工现场剩余材料中获取，施工成本低。

（3）环境效益：从整个施工过程可得知现场无粉尘、水源污染，噪声控制在50分贝以内，满足《中华人民共和国环境噪声污染防治法》等相关标准。

6 结论

（1）最终桩基检测数据表明Ⅰ类桩与Ⅱ类桩总计为100%，此抗浮施工技术条件下的桩基完整性与承载力均满足设计与施工规范要求。

（2）整个施工过程操作便易，便于现场作业人员掌握。同时，对废旧钢筋与混凝土进行了有效的利用，符合节能、低碳、绿色施工的理念。

（3）减少由于钢筋笼上浮带来的桩基质量问题与返工处理，具备一定的推广与实用价值。

参考文献

[1]杨志. 桥梁钻孔灌注桩施工技术及质量控制分析[J]. 黑龙江交通科技， 2022（10）： 109-111.

[2]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（5）： 88-91.

[3]曾宪军. 简析钻孔灌注桩水下浇筑混凝土时钢筋笼上浮的原因和解决措施[J]. 中国建筑金属结构， 2022（2）： 48-49.

[4]中冶建筑研究总院有限公司， 中国二冶集团有限公司. 钢结构焊接规范： GB 50661—2011[S]. 北京：中国建筑工业出版社， 2011.

[5]上海市基础工程集团有限公司， 苏州嘉盛建设工程有限公司. 建筑地基基础工程施工质量验收规范： GB 50202—2018[S]. 北京：中国计划出版社出版， 2018.

[6]中国建筑科学研究院. 建筑桩基技术规范： JGJ 94—2008[S]. 北京：中国建筑工业出版社， 2008.

[7]中国建筑科学研究院. 建筑桩基检测技术规范： JGJ 106—2014[S]. 北京：中国建筑工业出版社， 2014.