陕西高速公路工程咨询有限公司
摘要：随着经济快速发展以及科技进步，土建施工规模越来越大，桥梁桩基直径也越来越大，而对于嵌岩桩尤其中微风化嵌岩桩施工难度也越来越大，本次通过对陕西合铜高速王家河特大桥桩基施工进行研究，为今后施工设计中遇到的类似情况提供参考。
关键词：嵌岩桩；大直径桩基；施工
1、工程概况
王家河特大桥位于陕西省铜川市境内，为连续刚构+矮塔斜拉组合式桥梁，桥跨分布为35+8x50m+（125m+4x230m+125m）+8x50m，桩基础为钻孔灌注桩，桩径1.3m～2.5m，桩长28m～66m。
桥址区地层在钻孔揭示深度范围内由第四系全新统人工堆积耕植土、坡积黄土状土、冲洪积黄土状土、卵石；上更新统马兰黄土及古土壤；中更新统离石黄土及古土壤；二叠系石千峰组泥岩、沙质泥岩、泥质砂岩、砂岩组成。桩基进入中风化砂岩及泥质砂岩最大40m。
2、施工说明
由于桩基进入中微风化岩层较厚，施工中使用400KW以上大功率旋挖钻机配备高强合金钻头，采用分阶段扩孔的钻孔方式，完成直径2.5m、中微风化砂岩最大入岩深度40m的混凝土灌注桩。
3、钻孔
本桥陆上桩基采用旋挖钻钻进成孔。
旋挖钻机施工初期，提升钻斗时，避免因筒斗下部产生较大的负压力作用产生“吸钻”现象而造成孔壁缩颈，须对筒式钻斗的筒壁对称加焊护壁钢板（或增设导流槽）进行改进，以减少钻孔缩颈现象的发生。
钻孔作业时先慢后快，开始每次进尺宜为400～500mm，确认地下是否有不利地层，进尺5m后如钻进正常，可适当加大尺度，每次控制在700～900mm。
钻斗升降速度过快时，易造成孔壁缩颈、坍塌事故。钻斗升降速度宜控制在0.75～0.80m/s，在粉砂层或亚砂土层时，钻斗升降速度应更加缓慢。
泥浆初次注入时，应垂直向桩孔中间进行注浆，避免泥浆沿护筒壁冲刷孔壁使其底部孔壁松散坍塌；钢筋骨架和检探孔器应使用吊机垂直、平稳放入孔内，避免破坏孔壁，造成废桩事故。
在旋挖钻钻进过程中应该注意以下几点：
（1）钻头下降时不宜过快，特别是在到底前1-2米时，必须切换到自由降落，不允许卷扬下降，防止速度过快造成主卷扬钢丝绳紊乱。
（2）切削旋转（正转）达到预定进尺后，钻斗必须反转若干圈，一是关闭斗门，二是分离各节钻杆，防止卡钻杆。三是减少提升阻力。
（3）听声
钻机在钻进时，动力头会发出不同的声音，一般空转时声音比较尖细，发“飘”，阻力大时比较沉闷，正常情况下声音稍低沉但均匀。
（4）观察
一是深度仪，是否正常显示进尺，是否有突变的情况。二是钻杆是否摆动，正常情况不应发生摆动。
三是要注意观察机器各部件、仪表，特别是液压部分，是否有漏油等非正常情况发生。四是要注意观察垂直度是否在仪表中心位置。五是观察井口及周围是否有塌孔迹象。在正常钻进但进尺明显缓慢或无进尺时，很有可能是井底发生坍塌应停止继续钻进，待采取措施（如加大泥浆比重），观察一定时间，小进尺钻进。
（5）清底
孔深达到规定值后，停机等待30分钟左右，然后，缓慢下钻头，不加压，将底部沉渣捞出，注意在提升时速度一定要慢，否则，沉渣可能又重新被冲涮回井内。
（6）钻进过程中，做好钻孔记录，记录中须准确记录入岩标高、成孔桩底标高，以及岩性。
4、成孔
当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径和孔形等进行检查，经检符合要求后，向驻地监理进行报检，待监理检验合格后进行清孔。孔深采用带刻度的测绳及测锤进行检测；孔径和孔形采用测孔仪进行检测。未经确认不得进行下道工序施工。
5、清孔
钻孔达到设计深度后采用灌注桩孔径检测系统进行检查，各项指标符合要求后立即进行清孔。
6、钢筋笼制作、声测管安装和钢筋笼吊装
本桥桩基础钢筋笼主筋采用机械连接接头，其他采用焊接或绑扎。
7、安装导管
导管采用φ300钢管，中间节长为2m、2.5m、3m三种，底节长为4m，并配1～2节0.5～1.5m的短管。导管吊装前先试拼，并进行水密性试验，试验压力不小于孔底静水压力的1.3倍。
8、二次清孔
在第一次清孔达到要求后，由于要安放钢筋笼及导管，至浇注混凝土的时间间隙较长，孔底又会产生沉碴，所以待安放钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行二次清孔。
9、混凝土灌注
（1）首批封底混凝土
首批封底混凝土计算和控制首批封底混凝土数量，下落时混凝土应有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深，足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。
（2）水下混凝土灌注
在灌注过程中导管埋深控制在2～6m。灌注开始后，应紧凑、连续地进行施工，严禁中途停工，详细记录混凝土灌注起讫时间，确保在混凝土初凝时段内完成，在灌注过程中，及时测量孔内混凝土面的高度，指挥导管的提升和拆除。
有关混凝土灌注情况，在灌注前应进行坍落度等检测，当桩孔直径小于1.5米时坍落度宜为200±20mm；在各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，应指定专人进行记录，并及时汇报。
10、结束语
使用400KW以上大功率旋挖钻机配备高强合金钻头，采用分阶段扩孔的钻孔方式，在最短时间内完成了直径2.5m、中微风化砂岩最大入岩深度40m的混凝土灌注桩135根。在有限的作业空间内，通过合理安排钻孔顺序在同一墩位布置2台钻机同时施工，并且桩身垂直度、灌注质量均效果良好。