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摘要：某在建机场高架桥地质情况复杂，桥梁桩基中下部以砂岩和泥岩为主，中等风化砂岩、中等风化泥质砂岩、中等风化泥岩、中等风化砂质泥岩呈层交错分布。上部为软土和高回填土，回填土区域高度高达18米，夏季施工桩基时，丰水期水位高至回填土区域，极易造成塌孔，增加施工难度。本文以该机场高架桥实体为依托，论述多变复杂地层大直径桥梁桩基施工方法。
关键词：大直径桩基;多变复杂地层;循环套打
1.工程概况
该高架桥桥梁最宽鱼腹式箱梁为45.5米，体量大，对桥梁桩基的承载力要求极高，整个高架桥的桩基54%为大直径桩基。最大桩径为2.5米，最长设计桩长为45米，钻孔最大深度为50米，分别穿过高回填区、软土层、岩层。
2.施工工艺研究
2.1 旋挖钻机成孔原理概述
旋挖成孔首先是通过底部带有活门的简式钻头或平底钻头回转并利用截齿将岩土破碎,并直接将其 装人钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土、卸土,直至钻至设计深度。
2.2 传统成孔方法弊端
1、地质坚硬情况进尺缓慢
采用旋挖钻机钻孔施工大直径桩基过程中，当遇到地质条件较复杂、较坚硬时，如果采用与设计孔径匹配的大钻头持续钻进，因钻头与岩石表面接触面积较大，从而有效接触面积相对较小，钻进过程中进尺速率十分缓慢。根据现场施工实际观察和统计，当遇到砂岩或泥岩时，如果采用大钻头持续钻进，每小时进尺仅10~20cm，施工效率极低，且钻渣被磨成粉末状，十分污染环境和极容易损坏截齿，如果遇到地下水，还极易造成截齿打滑现象，更容易造成钻进效率缓慢。
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截齿磨损
2、深回填区域极易塌孔
在高回填区采用旋挖钻机钻孔施工大直径桩基，当遇见地下水时，极易出现塌孔现象，传统的处理办法通常是直接回灌低标号素混凝土或下永久性钢护筒。结合本工程的施工环境和施工特点，因回填土高度大，如果采用直接回灌低标号素混凝土，在二次钻孔时，混凝土仅承受土的垂直重力起到支撑作用，不能承受土的侧压力起到护壁作用，当回填土部分遇水时还是会造成二次塌孔。如果采用下永久性钢护筒的处理办法，因是大直径桩基，所需的钢护筒直径也相对较大，加工制作周期长，运输难度大，钢护筒自身较重且与桩间土摩阻力较大使用大功率振动锤配合都不能下放钢护筒，钢护筒直径较大，极易发生变形。
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高回填区塌孔
2.3 新工艺成孔方法
针对以上施工难点，项目通过施工过程中的技术攻关，采用循环套打钻孔施工方法和扩大孔径后回灌低标号素混凝土的施工方法提高施工速率、减少机械磨损、减少环境污染、降低了施工成本。
循环套打钻孔施工工艺流程：钻孔遇硬质岩层→采用直径小于1/2设计孔径的小钻头取芯→采用直径小于设计孔径的筒钻钻进→采用直径等于设计孔径的平底钻捞碴→反复循环直至设计孔底标高。
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循环套打钻孔示意图 实例图
扩大孔径后回灌低标号素混凝土的施工工艺流程：高回填区钻孔出现塌孔→采用扩孔器将设计孔径扩大20cm→回灌C15素混凝土→24小时后采用直径等于设计孔径的钻头钻进。
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扩大孔径后回灌低标号素混凝土示意图 实例图
结束语
该机场高架桥大直径桩基通过采用循环套打处理硬质岩层的施工方法和扩大孔径后回灌低标号素混凝土处理高回填区塌孔的施工方法，成功克服了本工程在多变复杂地层下大直径桩基施工中的困难，提高了施工速率，加快了施工进度，为类似工程提供了借鉴。
参考文献
[1]王晓乾，刘元良，杜清，青岛海湾大桥海上大直径桩基旋挖钻施工成孔工艺介绍，施工技术，2006
[2]戴广军，桥梁大直径超长钻孔灌注桩基础施工，施工技术，2014
[3]朱海燕，陈环宇，浅析大直径桩基础施工技术，2013