CCMG砂浆桩桥头软基处理中的应用

李炎军

（江苏开通建设工程有限公司，江苏 淮安 223001）

CCMG砂浆桩桥头软基处理中的应用

李炎军

（江苏开通建设工程有限公司，江苏 淮安 223001）

CCMG砂浆桩作为新型桥头软基处理形式，近年来不断地在上海及周边地区公路工程上应用。通过工程实践范例，简要介绍该工艺的特点、操作流程、质量标准、施工质量控制措施以及该工艺的初期检测成果与效果。

工程技术；CCMG砂浆桩；桥头软基处理

1 工程概况

桥梁与道路沉降差异引起的桥头跳车是公路工程的通病，尤其是地处长江入海口地区的上海市，由于其特殊的地理位置和地质情况，在早期已建成的公路均不同程度存在跳车现象。目前国内在处理台后路基段软土地基采用的方式普遍是堆载预压、水泥土搅拌桩、粉喷桩、高压旋喷桩和PTC预应力薄壁管桩等。崇明岛位于长江入海口，是个典型的河口泥沙淤积形成的沙岛土质。本次借鉴已施工的上海地区长江隧桥、A15公路、A16公路、嘉闵通道部分桥头路段的CCMG砂浆桩施工经验，在崇启通道（上海段）向化互通桥梁桥头路段采用了CCMG砂浆桩工艺处理。

2 施工方法

2.1 工艺特点

CCMG砂浆桩是一种新型软基处理形式，其原理主要是利用钻孔机械钻至设计深度 （钻孔直径Φ100），然后用大型压注钻机就位插入专用注砂浆管道，通过专用高压压注设备将已搅拌均匀的水泥砂浆体压入孔底，并逐步慢速提升注浆管，砂浆由下向上逐步压入土体。由于其压注料为水泥、砂、粉煤灰和水按一定比例混合而成的浓浆体，在高压压入后很快产生泌水，使得其流动性变差无法渗入土体孔隙，而只能挤压原位周围土体变形，连续不断压入的高压浆体对周围土体产生持续推挤形成一定空间，形成球串状或圆柱状类似“糖葫芦串”桩体。高压砂浆推挤桩周土体，使得桩间土体挤压密实，从而实现以桩体为点结合桩周挤密土体面形成整体加固效果。

挤压砂浆桩与土体构成的复合地基的特点：桩间土体被挤密，承载力有所提高，压缩性有所下降，砂浆桩自身具有较高的抗压强度和变形模量，桩-土之间能够有效共同作用，提高复合地基的承载力和变形模量，并能更有效地将地面荷载分散传至较深的土体，从而减小工后深层软基地层的沉降影响。与其他软基处理方式相比，其特点在于：采用低流动性砂浆，高压泌水后的浆体自身具有较高的抗压强度和变形模量；桩间土体未参与置换而是被挤密压缩，提高了复合地基承载力；相对于常规注浆的浆体流动性不可控的特点有了很大改善；常规水泥搅拌桩只能利用水泥，而砂浆桩可以利用当地现有的砂和粉煤灰资源。

2.2 施工技术参数（表1）

表1 施工技术参数

3 工艺流程

3.1 施工准备

CCMG砂浆桩所用材料基本上可以就地取材，主要材料水泥为P32.5普通硅酸盐水泥，细砂和中砂可以利用岛内砂，粉煤灰为热电厂灰。材料进场按批次要求进场复检合格方可使用，材料进场后分类堆放、袋装水泥要设临时库房进行存放保管。主要设备投入为开孔、压注砂浆钻机、搅拌机、高压压注砂浆泵和轮式装载机等。对进场设备进场安装检测和运转调试。

3.2 操作流程

（1）测量放线定位

在已整平后的场地上按平面布桩图测放桩位。采用全站仪测放出边线点，用50 m钢卷尺拉线定出各桩位，并撒灰做好标志。

（2）钻机就位

将钻机安放就位，使钻头对准桩位点，同时将桩架平台调平，保证钻杆轴线垂直对准桩位点。

（3）水泥浆制备

水泥浆采用水泥：砂：粉煤灰：水=1:5~6:2~4:1~1.5进行，水泥可采用P32.5以上等级普通硅酸盐水泥。Φ600 mm桩其它材料按配合比。搅拌机采用350 L强制自落式，每盘0.35 m3，充分搅拌均匀，稠度一致。水泥砂浆稠度控制在70~90 s，随着深度增加而适当增高。考虑到现场损耗，施工中控制基本原则为：Φ600 mm水泥用量50 kg/m，1盘/m即0.35 m3/m，Φ800 mm扩大头部位水泥用量75 kg/m，1.5盘/m，即0.525 m3/m。

（4）钻孔插管

利用钻机造浆护壁钻孔至设计深度后，直接利用钻杆充当压浆管边旋转提升边压浆。

（5）分层注浆

通过专用挤压砂浆-旋喷联合台车，将搅拌均匀的水泥砂浆从钻杆底端压出，慢速提升钻杆，砂浆由下向上逐步压入土体，形成连续的砂浆桩体。施工中高压泵控制在8 MPa的恒压状态。注浆过程采用间隔提升的方法，以形成葫芦串型的桩体，提升间隔为0.3 m，提升速度控制在0.8 m/min以内，注浆流量50~80 L/min，在桩顶扩大头部位速度较底部桩身适当放慢。施工中注意观察场地及周围隆起现场，并控制好标高。

（6）冲洗

压浆到设计停浆面时，记录下压浆量和隆起顶标高，清洗钻机注浆管。

(7）机具移位进行下一循环。

4 质量标准与质量控制措施

4.1 质量标准

（1）桩位平面：控制在±50 mm；

（2）桩顶高程：不低于设计高程；

（3）桩底高程：不高于设计高程；

（4）桩倾斜度：不大于1%；

（5）单桩水泥量：根据设计要求，结合配合比计算出单桩水泥用量，施工时实际用量不得低于理论值，现场计量。

（6）28 d无侧限抗压强度：CCMG浆体2~3 MPa，桩体：淤泥质土层中不小于1.5 MPa；

（7）单桩竖向抗压静荷载试验：不小于450 kN。

4.2 质量控制措施

4.2.1 施工机具检查

施工前应认真检查相关设备及管路系统。设备性能应满足设计要求。管路系统的密封必须检查以确保运行良好、通畅。钻机桩架稳固、就位正确，其对中点位偏差不得大于50 mm，钻杆垂直度偏差不得大于1%，开钻前现场技术员必须进行仔细检查核对。

4.2.2 施工顺序

布桩图按正方形布置，布桩范围为路基坡脚线边，施工严格按布桩图进行，顺序原则为“先外围后中间”，在具体施工操作时可以根据现场场地情况适当调整施工（图1、图2）。

图1 CCMG砂浆桩处理段立面图

图2 CCMG砂浆桩处理段平面图

4.2.3 原材料控制

水泥作为关键主材，采用P32.5普通硅酸盐水泥，进场水泥要有质保书并进场见证取样复检，其性能指标均需符合要求。砂的含泥量、细度模数等指标要符合要求。粉煤灰为辅材，同样要有质保书，其细度和烧失量等满足标准要求。

4.2.4 配合比控制

严格按照设计配合比水泥：砂：粉煤灰：水=1: 5~6:2~4:1~1.5范围掺配施工配合比,其中砂又分为细砂（海砂）：中砂=7:3。

4.2.5 注入量控制与记录

为便于计量，标准直径Φ600桩水泥用量为50 kg，其他材料按配合比，拌料每盘0.35 m3，考虑现场施工损耗，施工控制1盘/m，即0.35 m3/m，实际搅拌压注量控制大于设计量。直径Φ800桩头部分为1.5盘/m，即0.525 m3/m。同时做好注浆压力、注浆流速、注浆管提升速度和每根桩总压浆量的控制与现场记录。

4.2.6 隆起记录

观测记录施工场地内桩位点和周边的隆起现象，测量桩位隆起点标高，推算出隆起值。

5 结语

通过成桩28 d钻芯检测CCMG砂浆桩无侧限抗压强度值为2.47~2.63 MPa，满足设计要求。在成桩28 d后，在桩身强度满足荷载试验条件时，进行了单桩静载试验验证单桩极限承载力均不小于450 kN。成桩检测结果分析、已建立的沉降观测记录数据、现场施工工后情况显示，利用CCMG砂浆桩处理桥头路基效果满足设计要求，是一种有效提高软基承载力和减少沉降值的方法。

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作者：李炎军（1983-），男，本科，工程师，主要从事公路、桥梁和市政工程等方面工作。

As a new treatment of soft foundation at bridge head,in recent years,CCMG mortar piles have been applied continually in Shanghai and the surrounding highway engineerins.Through the example of engineering practice,a brief introduction is made to the characteristics of the process,operating procedures,quality standards and the construction quality control measures,and early detection results and effects.

engineering technology;CCMG mortar pile;soft foundation treatment at bridge head

蔚清）（

2015-7-28）