在房屋和桥梁施工中广泛应用的大直径灌注桩以成孔分类可划分为人工成孔和机械成孔。人工成孔一般用于少水或无水且土层较坚实的岩层或卵石层，在施工中通常采用深埋约20米，人工成孔通常具有质量可靠及经济优势明显的特点[1]。
1.大直径灌注桩的施工特点
大直径灌注桩具有极高的承载力且施工相对简单，同时其还有施工设备简单、适应土质条件多的优点[2]。采用大直径灌注桩施工对临近建筑影响较小，施工过程相对安静。大直径灌注桩与预制桩相同，将地上结构的荷载转至具有完善持力层的桩基础，但与预制桩的区别有以下两点：①大直径灌注桩是通过先挖好孔，之后在孔内灌注混凝土，而预制桩则是将桩打入土中使地基土压实；②灌注桩在埋深较浅时为桩端主承受压力，而埋藏较深时则为摩擦力和压力共同承重，预制桩则全部为摩擦力承重。
初期国内外的灌注桩在成孔过程均采用人工方式，通过深挖软土层至持力土层，同时根据实际需求进行加设挡土以完成支撑，从而避免土体塌方或者有地下水渗入。但是随着机械制造业的发展，现阶段成孔一般采用机械方式，机械成孔能够完成深距和大直径成孔，一般直径可达2米以上，深度能够达到40～50米。
大直径灌注桩的优点除了上述几点之外，还有以下5个方面：①肉眼能够直接观察或可进行触探检验，这就能够更加具体的了解井壁及井底的持力能力，使桩的设计具有保障性；②对临近桩干扰较小，采用大直径灌注桩对周围的土体不会产生挤压，若新建墩台与原有墩台之间距离较近或所建墩台群较密集时则不会互相干扰，影响安全性；③适应重型墩台；④在受力不均的湿性黄土地区，灌注桩能够将荷载转至地基，避免因黄土湿陷而造成建筑损坏；⑤采用人工和机械同时作业能够有效缩短工期[3]。
2.桩柱的设计
在设计过程中一般采用单排桩形式，但是当跨径超过40米的时候则一般采用双排桩，并通过承台保证桩柱的支撑力。其中地基土层的强度与桩身的直径与埋深有直接关系，其计算公式为：
Pa=1/2ma（πd∑Lifi+ARj）≥P+Q
其中上式中的ma为质量修正系数，d为桩身的直径，Li为桩周围第i层的土层厚度，fi则为该土层的摩擦阻力，A为桩端的横截面积，Rj为调整后的土层承载能力，P+Q则分别代表桩的荷载和桩身重量之和。
虽然大直径灌注桩具有以上的几种有点，但其并不具备完美的特质，其自身仍存在着许多的缺点。
3.大直径灌注桩存在的缺陷
大直径灌注桩在成孔过程中通常会因为塌孔而导致施工困难，同时由于成孔后卸荷量过大会导致孔壁土层松弛，进而改变土层强度，在施工中同样有可能出现柱身强度不够等质量问题，目前大直径灌注桩的设计缺陷一般表现在以下三个方面：
3.1 柱身问题
在施工中最易导致柱身出现问题的便是混凝土的拌和问题，一般较易出现问题的是拌和物不良或拌和程度不够，这两种问题均会导致柱身质量出现严重问题；孔壁塌陷以及拔管速度过快也会导致灌注桩的柱身出现蜂窝、孔洞以及缩颈现象，同时由于操作问题还会导致柱身折断，这些全部都是大直径灌注桩易出现的缺陷[4]。
3.2 柱底沉渣
柱底沉渣一般产生于成孔后的排土过程，在这一过程中会造成柱底部出现浮土，这些沉渣的存在会使浇筑后的柱身不能完全发挥持力层的作用，导致柱身荷载浮空，严重降低其承载能力。另外由于沉渣的存在会造成建筑物的总沉降量增大，收敛速度慢，并且其还会严重影响附近土层对桩体的摩擦力发挥，降低桩体的承载能力。
3.3 柱侧摩擦力改变
在灌注桩成孔后进行排土的过程中必然会导致应力释放，这时便会导致孔壁的自由面朝向临空面进行变形，若持续曝孔则会导致应力过度释放，进而严重影响土层的摩擦力。同时曝孔时间过长还会导致塌孔，由于地下水的渗入则会增加孔内泥浆比例，这样的情况下虽然泥浆的比例增加平衡了孔壁的压力，但其会导致泥皮厚度的增加，进而影响土层的摩擦力，结合柱底沉渣造成的摩擦力影响，将会严重影响灌注桩的承重。
4.大直径灌注桩的缺陷解决措施 4.1 添加外加剂
通过在灌注中添加优质高效的外加剂能够满足在不同气候条件下的施工要求，采用外加剂能够有效改善混凝土的缓凝和早强等性能要求，尤其是在雨季施工，对灌注桩的强度改善具有极其明显的效果[5]。
4.2 提高配合比设计强度
在浇注过程中由于受施工地条件的影响，会导致灌注桩的强度遭受不同程度的损失，特别是在膨胀土泥浆中更会降低灌注桩的强度。因此在配合比设计强度中要充分考虑混凝土强度问题。
4.3 采用后压浆加固技术
在灌注桩后采用压浆处理能够有效处理包括桩端压力和柱身缺陷。该技术通过预埋注浆管于柱身或后期钻孔，再以压力作用将能够固化的浆液均匀的注入，这样能够有效提高桩体的强度。若采用预埋管的方式进行注浆则需要在沉放钢筋笼期间将注浆管固定于钢筋笼上，或者采用特殊的注浆装置在沉放钢筋笼之后将注浆管沉放于孔底。根据注浆管位置的不同则可分为顶部预埋管和侧部预埋管。而钻孔埋管注浆同样分为两种，一种是在桩顶进行钻孔，另一种则是在桩的侧部进行钻孔。一般桩顶钻孔埋管是在处理桩质量事故中进行，这样能够使桩身满足最初设计的荷载能力，在成桩后于桩顶钻数量不等的孔，之后通过压力进行注浆。而外侧钻孔埋管注浆一般用于处理桩身本身质量不存在问题但需要提高承载能力的情况，通过在侧部钻孔进行压力注浆。后压浆工艺的处理过程一般分为：设计加固方案、钻孔、清洗泥渣、注浆、检测。一般可采用钻芯验证孔作为通道进行压力注浆，注浆系统由储浆筒、压浆泵、压力表、压浆筒和单向阀组成。
结论：综上所述，大直径灌注桩包括人工挖孔桩和机械钻孔桩两大类，至今已有100多年的历史。本文通过对混凝土施工配合比设计、混凝土强度影响因素及施工应对措施的介绍，力求能为确保大直径灌注桩的安全提供一些参考。相信随着新材料、新工艺的不断发展，有关大直径灌注桩的设计及施工理论会不断得到丰富、完善。
参考文献：
[1]卓琼琼.桩端后注浆大直径钻孔灌注桩承载力及工程特性的研究[D].杭州：浙江大学，2012.
[2]何正杰，柏耘.论大直径灌注桩的设计、施工[J].筑路机械与施工机械化，2012，04（05）：1039-1042.
[3]韩晋华，张俊宝，薛跃军.浅谈大直径灌注桩的设计[J].科技情报开发与经济，2012，04（03）：1000-1082.
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