随着公路桥梁技术的发展，大直径钻孔桩越来越多的应用于桥梁工程中，大直径(大于或等于2.5米)钻孔桩较一般直径钻孔桩有施工难度高、风险大、技术含量高等特点，如何很好的控制大直径桩的施工质量，是我们面临的难题，下面通过介绍浙江丽水紫金大桥主桥3米大直径钻孔桩的施工过程，为以后遇到同类型桩施工起到借鉴作用。
1.工程简介
紫金大桥工程起于丽水市规划中的南外环路与紫金路的交叉口，终点为紫金路与大猷路的交叉口，是未来城区车辆通过主干道紫金路出城的快速通道。工程全长736.7米，其中桥梁长526.7米，主桥为160+160米单塔花瓶型斜拉桥。其3号墩为主墩，位于大溪河内，共有钻孔桩8根，均为直径300cm的嵌岩桩，桩顶标高为36.82米，设计桩长为24米。
该区地处亚热带季风气候区，气候温暖湿润，四季分明，雨量充沛。3#墩桩位河床部分的地质大致情况：上部约为6米的卵石层，其下约为2.5米厚的含粘土中砂层，3.05米厚的含粘土砂砾层，1.95米厚的强风化角砾凝灰岩，4.5米厚的中等风化角砾凝灰岩，最后为弱风化角砾凝灰岩。从地质取样的资料可知，在F14，F15两处存在断裂破碎带，且断裂破碎带的连通性较好，具有一定的导水作用。
2.施工准备
2.1施工用电：在桥址附近架设了一台630KVA的变压器为施工供电，另备有一台200KW的发电机作为备用电。
2.2施工用水：制泥浆用水由现场大溪水提供。
2.3.施工临时道路、平台：由于该桥主墩位于大溪正中央，而且大溪每年有两大汛期，即5月份的端午雨及9月份潮汛。其中端午雨比较大，历史最高水位达到+48.2m，而承台顶标高只有+41.32m，该桥位处的河床标高为+38.3m左右。结合雨季影响、泄洪要求、冲刷影响和施工安全性、经济性等考虑，采用搭设钻孔平台施工，钻孔平台的顶面标高为47.5米。为了确保钻孔桩在洪水期间平稳度过，我们将护筒顶面标高定为48米。
2.4钻机类型的选择：根据桩位处地质情况，结合实际情况，选择了2台2-JK15型冲击钻机进行成孔，锤为?2.98m五翼型梅花锤，重达13t，采用冲击正循环施工工艺。
3.施工工艺
3.1平台的搭设
3.1.1为减小对河床的压缩，决定用钢管桩、贝雷搭设钻孔平台。根据孔深、桩径、钻机钻进过程中的稳定性要求，并考虑到钻孔施工过程中免受水浸泡等因素，确定平台顺桥向27m，横桥向12.8m，钻孔平台顶面标高定为47.5m(见下图)。
钻孔平台的上部承载按冲击2-JK15钻机考虑，基础采用直径426mm钢管桩。顶部标高定为47. 5米，平台的搭设采用50t履带吊配合135KW振桩锤进行。
3.1.2钢管桩定位
首先根据设计图纸，由测量人员算出钢管桩坐标，现场用一台经纬仪和一台全站仪采用前方交汇的方法进行定位。
3.1.3.安装钢管桩
由吊车吊放钢管桩就位，测量人员使用仪器监控其垂直度，
3.1.4布置剪刀撑
为了保证钢管桩的稳定性，在钢管桩顶部加设2I32的工字钢横梁，工字钢横梁与钢管桩采用点焊连接。钢管桩的四周焊接剪刀撑，剪刀撑
采用[20的槽钢，以此形成稳定的框架体系。
3.1.5.安放纵梁桥面系
纵梁由贝雷片组成，分次吊装。纵梁与横梁之间用U型卡固定，然后在纵梁上布置32工字钢梁，间距为0.5米。
3.2护筒的安放
护筒采用14mm厚钢板卷制而成。冲击钻护筒直径比设计桩径加大30厘米，护筒长度依据现场地质情况和击打的情况确定。为了便于护筒准确就位，在钢护筒的击打下沉过程中设立2层限位装置。钢护筒下沉采用50吨履带吊配合120KW的振拔锤打入。对于不能一次振沉到位的钢护筒采用冲抓钻掏空后再下沉。
3.3泥浆池的布设
考虑到钻孔平台施工的特殊性，我们将钻孔桩的护筒与附近的护筒串联起来作为泥浆沉淀池，沉淀池护筒的底部开一个排渣口，方便池中的沉渣满后及时排放。为防止护筒底部漏浆，开始造浆时在护筒的底部投掷大量的粘土造壁护浆。
3.4钻机就位及钻进
将组装好的钻机就位于钻机底座上，钻头精确对准放好的桩位。钻机摆放水平，钻机底盘的前后支腿下枕好枕木，并搁置水平尺，在钻进过程中随时观测，及时调平。钻机顶部的起吊滑轮缘、钻头中心和桩孔中心三者保持在同一铅垂线上。
钻机对正桩位后，根据设计的泥浆比重向孔内投掷造浆材料，通过钻机的反复冲击制备泥浆。
钻孔过程中随时进行桩位复测，检查孔径、倾斜度以及钻机平稳程度，防止孔位偏斜，并做好钻孔记录。钻孔时要高度重视泥浆护壁，适时测泥浆相对密度、粘度、含砂率等主要指标。
钻孔作业分班连续进行，注意土层变化。钻机钻进过程中每个台班由现场操作人员捞取一次钻渣并在记录表中做详细记录，以便与地质剖面核对。当钻至设计标高时，立即检孔，包括孔位、孔深、孔径、垂直度等。认可后方可进行清孔并进行灌注前的准备工作。
钻孔桩成孔检测采用钢筋笼检孔器检测，检孔器长度取12m，加上两断缩径各1m，实际检孔器长度达到14m、直径?2.96m(直径比钢筋笼大10cm)。检孔器制作精度要求比较高，否则达不到检测效果，而按照以往用钢筋做法保证不了刚度。在经过反复考虑及试验以后，将通常钢筋圈换成厚1.4cm宽30cm1.5m一道钢板圈(为外定尺加工)，相邻钢板圈用φ28钢筋交叉焊接，圈外设置24根φ28通长钢筋，检孔器重量达到3.1t，检孔器吊点与每根主筋均焊接牢固。事实证明，这种检孔器做法行之有效，检测效果很好。
为了避免或减少斜孔、塌孔、弯孔、扩孔现象，钻进时应注意：
①桩的开钻，只有在其相邻桩的混凝土浇注完24小时后才能进行。
②机架基础的安装要牢固，稳定，并经常用水平仪检测，及时调整。
③大直径钻孔桩要充分发挥泥浆的护壁、防坍孔和悬浮钻渣作用，并且要使钻渣在泥浆池中循环时能够迅速下沉。泥浆性能好，护壁效果好、孔壁泥皮薄而密，孔底沉淀少;泥浆性能差，孔壁会造成较厚而散的泥皮，并且在孔底形成很厚的沉淀。钻孔过程中控制泥浆的比重在1.20～1.40之间，粘度T=22～30秒，同时加强对现场泥浆比重、粘度的控制。
④在含粘土中砂、砂砾地层中，若发现泥浆漏失严重，冲击成孔时投入一定量粘土，借冲击钻头作用将粘土挤入砂、砂砾空隙中，并适当增大泥浆比重。
3.5清孔
采用换浆法进行初步清孔，要求用手摸泥浆中无2mm~3mm大的颗粒为止，并使泥浆比重减小到1.15左右。清孔后用测绳配合标准锤测孔底沉淀厚度，用仪器测泥浆指标。清孔时，注意始终保持孔内水位高出地下水位1.5~2.0m，以防止塌孔。不得用加深成孔深度的方法代替清孔。为了保证清孔彻底，在浇注混凝土前，对孔底进行射风处理。
3.6安放钢筋笼
钢筋笼制作及起吊也是一个比较大的难题。根据原施工图设计钢筋笼为60根φ28钢筋，笼长25.32m，其中30根25.32m，30根15.42m。钢筋笼原设计符合一般钻孔桩常规，但对于? 3.0钻孔桩而言，则设计不具有可操作性：加强钢筋为单根φ25钢筋(每2m一道)，刚度不够，钢筋笼呈鸭蛋形;定位钢筋为每道加强钢筋设4个，相邻呈梅花型布置,数量严重偏少，起不到定位作用。后加强钢筋变更为φ25双圈，每道加强钢筋设10个定位钢筋，这从理论上确保了钢筋笼制作的可行性。钢筋笼虽然只有25.32m，但重量却达到8.2t，钢筋笼事先分两节预制，起吊采用两台吊车三个吊点扁担吊装法。将扁担吊钢筋笼上口，其吊点间距恰为钢筋笼直径(预防孔口钢筋笼呈鸭蛋形)，吊点处主筋与加强钢筋用? 8盘条圆环加强连接，这避免主筋与加强钢筋脱焊;同时也有利于钢筋笼定位及预防钢筋笼保护层不均的可能性。钢筋笼吊装时应防止钢筋笼变形。钢筋笼的起吊采用二点吊，第一吊点设在骨架顶部，第二吊点设在骨架上三分之二处。待骨架离开地面后，停止第二吊点，直到骨架垂直后再移入桩孔内。钢筋笼按设计要求设置定位筋以保证钢筋笼四周有足够的保护层厚度，竖向每隔两米设一圈。
清孔达到要求经合格后，下放钢筋笼。现场在孔口接长下放，分节制作的钢筋笼下放到上端离钻孔口0.8~1.0m时，暂停下放，待焊接好上一节钢筋笼且经检查合格后再继续下放。钢筋笼的接长时间尽量缩短，以避免操作时间过长，造成塌孔。检测管每节长度一般为8米，接头处用φ70mm的钢套管焊接检测管，下端伸至桩底并用钢板焊牢，所有焊接接头要求不漏水。检测管等间距布置，绑扎在加劲箍筋上。
3.7灌注水下混凝土
砼灌注是钻孔桩最重要环节，而往往在施工中难以做到位，关键是出现问题后的处理方法。?3.0m钻孔桩灌注在做到普通小桩径灌注的同时，重点防范以下几点：
(1)钢筋笼下放后，下放射风管，在灌注前开动空压机，利用气流扰动孔底沉渣，使之悬浮于泥浆中，以减少沉淀物。本桥钻孔桩为嵌岩桩，桩底沉渣厚度不大于5cm。、
(2)首批砼方量确保，其考虑有以下因素：《规范》要求、砼剪球完后不是呈绝对水平而可能呈锥体、扩孔、适当增加安全系数。施工前加工7.0m3 储料斗，剪球采用盖板皮球法，剪球时先将储料斗储满，两辆罐车就位后，剪球的瞬间，罐车加大马力放灰，这首先在方量上确保成功。
(3)孔深测定：由于孔断面积7.1m3，砼可能出现凸凹不平，测孔深取四个直角点，测绳紧靠钢筋笼，且取最不利值。
(4)砼灌注大约需要6h，在灌注接近尾声的时候，砼表面积有大量淤泥，这给测量带来误区，将淤泥或夹砼淤泥当成砼，其通过测绳凭手感没有把握。而用事先准备竹竿能精确判断，甚至能测出砼面平整情况，这提供了准确的原始数据。
(5)导管用内径Φ300mm的无缝钢管，拼接时，对导管进行编号，并对管的长度进行记录，另外务必使导管轴线顺直，内壁光滑。施工前导管必须通过水密试验检测。
在灌注混凝土时应注意：
①导管的接头要严密，必须每次逐个检查，以防漏水。导管位于孔中央，并在灌注混凝土前进行升降试验。安放时一定要保证导管的长度，灌注时记录管拆除后的长度，作好灌注记录。
②混凝土原材料拌和必须均匀，杜绝运输过程中的离析。每车混凝土均检测坍落度、和易性，达不到要求的砼坚决不用。
③为了确保浇筑过程的连续性，我们将采用部分商品砼，为了确保商品砼与自拌砼的同一性、均匀性，我们自拌砼与商品砼采用相同的砼配合比，并在水泥、外加剂等原材料上采用了同一来源。
④制备砼的原材料必须符合技术规范及施工规范的要求。在施工过程中砼坍落度控制在18~22cm。
⑤灌注工作须连续进行，尽量避免任何原因的中断灌桩，由于混凝土数量大，灌注需要时间较长，通过在混凝土中掺入缓凝剂，以延迟其凝结时间。
⑥灌注首批混凝土时应注意，导管下口离桩底一般为20~40cm。
⑦灌注过程中随时检查混凝土顶面标高，作好灌注记录。推算导管的埋深并及时拆除导管，一般控制导管埋深2~6米。在最后灌注时导管不要急于拆短，而要加大高度，增加混凝土压力，提高混凝土密实性。砼浇筑的终止高度应超出设计桩顶高程至少不小于1米。
⑧在灌注过程中，将孔内溢出的泥浆引流到相邻的护筒内，以防止污染环境。灌注的桩顶标高应比设计标高高出1.0m，此范围内的泥浆和混凝土及时清除并注意防止损坏桩身。当砼达到一定强度时开挖基坑，清理桩头进行桩基检测，检测率及检测方法应满足设计要求。
⑨浇筑砼前，将声测管上端用塞子堵死，待桩检工作完成后，用水泥砂浆将声测管灌满且密实。
4.施工中特别注意的问题。
4.1钻机就位后，要固定牢固，防止由于在提锤和落锤时的冲击，使钻机移位，导致偏孔。
4.2 开孔时，不要很快进尺，要加强造浆，使护筒底部孔壁稳定。
4.3在进入岩层后，要经常检查钻头的直径尺寸，主要是钻头在岩层中磨损严重，如不及时补焊钻头，将导致孔缩径，检孔器下不去。
4.4每次砼灌注前，必须进行导管压水实验。检查导管接头连接是否牢固，有无漏水现象。
4.5 灌注快到桩顶时，由于上面的泥浆比重大，应多测几次砼面的标高，确保超灌桩顶1米。
5结束语
通过采用上述的大直径桩施工工艺，使钻孔桩的质量得到保证，成桩后的超声波无破损检测全部为A类桩，也为以后施工同类型桩积累了经验。
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