鋼筋籠抗浮技術研究與應用

宋德新 鄒紅

摘要 隨著國內經濟水平的快速發展，城市用地面積急劇減少，越來越多的建筑對地下空間的開發和利用引起重視。為了抑制樁基混凝土澆筑中鋼筋籠上浮現象，文章結合具體的工程實例進行分析，研究發展了一種鋼筋籠下方固定一個“混凝土餅”的簡易抗浮裝置。現場制作與應用表明：抗浮裝置具有制作便易、實操性強、抗浮效果好、抗壓強度高、抗腐蝕性能好等優點，保證了樁基成型質量，造價低廉，在類似工程施工中存在使用與推廣價值。

關鍵詞 混凝土餅；鋼筋籠抗浮；施工技術

中圖分類號 U445.551文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）14-0081-03

0 引言

樁基混凝土澆筑過程中，由于混凝土灌注速度過快，鋼筋籠易受混凝土回頂作用，使鋼筋籠上浮，影響鋼筋混凝土樁質量以及后期鑿樁處理等弊端[1]。技術工作者們采取了有效的施工技術抑制鋼筋籠上浮[2-3]：如在鋼筋籠下端減少部分箍筋，減少混凝土與鋼筋接觸面積，間接減少鋼筋籠所受浮力；或用粗螺紋鋼與主筋護筒一起焊接，將鋼筋籠強制固定。而其存在樁身力學性能下降及螺紋鋼拔出困難等弊端。鑒于此，傳統鋼筋籠抗浮工藝有待改善。

1 工程概況

陳家垅資水大橋，橋跨布置如下：[6×30+（71+2×125+

71）+10×30]m。上部構造主橋采用預應力混凝土變截面連續梁，引橋采用預應力混凝土（后張）T梁，先簡支后連續；下部構造0號橋臺采用柱式臺，20號橋臺采用一字臺，7、8、9號橋墩采用矩形門式墩，其余橋墩采用柱式墩。運營實景如圖1所示。

樁基均采用鉆孔灌注樁基礎。總共樁基數為104根，樁基直徑為1.5 m，樁基設計直徑為2.2 m、2.5 m、1.5 m、1.8 m四種，樁基平面布置如圖2所示。

其中各工區樁基類型和特點如表1所示。

2 樁基施工難點與特點

在該項目中，樁基數104根，樁基施工中存在如下技術難點：

（1）大直徑樁占絕大多數，樁基混凝土灌注工作量大。

（2）地下水位較高，大直徑樁鋼筋籠在混凝土反沖力以及水浮力耦合作用下上浮較明顯，若不采取措施，容易造成返工。

（3）傳統抑制鋼筋籠上浮方法存在作業速度慢、抗浮效果欠佳等弊端，影響工程進度以及樁基成型整體質量。鑒于此，公司技術人員發展了一種簡易鋼筋籠抗浮施工技術。應用表明：抗浮施工技術簡單、成本低、施工便易，在滿足施工進度前提下，又保證了混凝土成型質量，在類似工程中存在使用與推廣價值。

3 鋼筋籠抗浮技術原理

在鋼筋籠底部焊接一個圓形“混凝土餅”（混凝土標號與樁身混凝土設計標號一致），當混凝土灌入時，混凝土壓力集中在混凝土餅上，如圖3所示，恰當地避免了混凝土產生回頂力將鋼筋籠上浮，在混凝土灌注量大、灌注速度快的樁基施工中，此抗浮技術存在推廣與實用價值。

4 鋼筋籠抗浮施工工藝流程（如圖4）

4.1 操作要點

4.1.1 混凝土餅制作

據工程實際，混凝土餅與樁身混凝土標號一致，其厚為4～5 cm，直徑比鋼筋籠直徑小5 cm。同時，內部做一個簡易鋼筋骨架，如圖5～6所示。

4.1.2 混凝土餅焊接

將混凝土餅的預留鋼筋與鋼筋籠縱筋焊接，焊接長度與焊接質量遵循相應技術標準[4]。焊接前，注意檢查清理焊接部位及鋼筋與電極接觸處表面的銹斑、油污、雜物等。

4.1.3 鋼筋籠吊放

鋼筋籠吊放之前必須驗收鋼筋籠加工質量[5]，如表2所示。

采用單機抬吊方式對鋼筋籠吊放。吊裝過程中保持吊鉤中心線與鋼筋籠重心重合，以免發生鋼筋籠與吊車偏位晃動等，整個吊裝工藝目前較為成熟，此處不再贅述（見圖7～8）。

4.1.4 混凝土澆筑

采用導管法對樁基混凝土進行澆筑，在澆筑混凝土之前必須要開展塌落度及和易性檢測等工作，執行“水下混凝土灌注樁塌落度為180～220 mm，旱樁混凝土塌落度為160～180 mm”規范標準[6]，確保混凝土流動性好、不卡管等特點。

導管在下放之前必須進行泌水實驗，保證導管澆筑中不漏漿等。同時，以導管埋入混凝土深度為2～6 m以及導管底部距孔底距離300～500 mm為控制標準，對導管及時抽拔。

整個過程應該連續觀測鋼筋籠頂標高變化，若鋼筋籠產生以往上浮現象，須及時停止灌注。

4.1.5 樁基驗收檢測

根據樁基檢測規范[6]，采用低應變動力檢測與聲波投射法檢測成型樁基的完整性與承載力（見圖9～10），檢測結果如表3所示。

由表3可知，此抗浮施工技術條件下成型的樁基均為Ⅰ類樁，抽檢中樁基整體承載力與完整性全部滿足設計規范要求，此抗浮技術應用效果較佳。

5 效益分析

（1）社會效益：應用表明抗浮裝置較好地牽制了鋼筋籠上浮現象，無另需大型機械設備出入場，整個施工過程簡易。在后續樁基檢測中亦無斷樁、沉渣、鋼筋籠傾斜等質量缺陷，存在使用與推廣價值。

（2）經濟效益：抗浮板制作原材料為鐵皮、混凝土和鋼筋，易于從施工現場剩余材料中獲取，施工成本低。

（3）環境效益：從整個施工過程可得知現場無粉塵、水源污染，噪聲控制在50分貝以內，滿足《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》等相關標準。

6 結論

（1）最終樁基檢測數據表明Ⅰ類樁與Ⅱ類樁總計為100%，此抗浮施工技術條件下的樁基完整性與承載力均滿足設計與施工規范要求。

（2）整個施工過程操作便易，便于現場作業人員掌握。同時，對廢舊鋼筋與混凝土進行了有效的利用，符合節能、低碳、綠色施工的理念。

（3）減少由于鋼筋籠上浮帶來的樁基質量問題與返工處理，具備一定的推廣與實用價值。

參考文獻

[1]楊志. 橋梁鉆孔灌注樁施工技術及質量控制分析[J]. 黑龍江交通科技， 2022（10）： 109-111.

[2]陳明福. 小直徑鉆孔灌注樁鋼筋籠上浮通病防治技術研究[J]. 工程質量， 2022（5）： 88-91.

[3]曾憲軍. 簡析鉆孔灌注樁水下澆筑混凝土時鋼筋籠上浮的原因和解決措施[J]. 中國建筑金屬結構， 2022（2）： 48-49.

[4]中冶建筑研究總院有限公司， 中國二冶集團有限公司. 鋼結構焊接規范： GB 50661—2011[S]. 北京：中國建筑工業出版社， 2011.

[5]上海市基礎工程集團有限公司， 蘇州嘉盛建設工程有限公司. 建筑地基基礎工程施工質量驗收規范： GB 50202—2018[S]. 北京：中國計劃出版社出版， 2018.

[6]中國建筑科學研究院. 建筑樁基技術規范： JGJ 94—2008[S]. 北京：中國建筑工業出版社， 2008.

[7]中國建筑科學研究院. 建筑樁基檢測技術規范： JGJ 106—2014[S]. 北京：中國建筑工業出版社， 2014.