預(yù)拌流態(tài)固化土填筑施工技術(shù)的實(shí)踐與應(yīng)用

摘要：成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)基坑肥槽空間狹小，采用了一種預(yù)拌流態(tài)固化土代替?zhèn)鹘y(tǒng)回填材料；結(jié)合應(yīng)用工程基槽填筑特點(diǎn)，介紹了預(yù)拌流態(tài)固化土技術(shù)原理，闡述了預(yù)拌流態(tài)固化土填筑工藝及其施工質(zhì)量控制要點(diǎn)。工程應(yīng)用實(shí)踐證明，采用預(yù)拌流態(tài)固化土填筑技術(shù)，有效解決了有限空間內(nèi)的填筑難題，在保證工程質(zhì)量穩(wěn)定的情況下有效地提高了施工效率。

關(guān)鍵詞：預(yù)拌流態(tài)固化土； 基槽； 回填質(zhì)量

中國(guó)分類號(hào)：TU5B

［定稿日期］2022-11-01

［作者簡(jiǎn)介］李曉亮（1990—），男，碩士，工程師，從事建設(shè)工程管理工作；李鵬（1975—），男，碩士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)楣こ淌┕ぜ夹g(shù)；吳東陽(yáng)（1992—），男，本科，工程師，研究方向?yàn)榻ㄖ┕ぃ粡垊P（1986—），男，本科，工程師，從事建筑施工技術(shù)管理工作。

0 引言

隨著基建工程的發(fā)展，深基坑的體量和種類繁多，在工程基坑回填施工中，經(jīng)常會(huì)遇到基坑回填空間狹小且回填較深的情況，容易出現(xiàn)回填區(qū)域夯實(shí)質(zhì)量不穩(wěn)定等問題；因回填的狹小區(qū)域不密實(shí)容易造成建筑物周邊的散水、管道等部位沉降不均勻而損壞相關(guān)設(shè)施、影響使用功能。常規(guī)的回填施工多采用素土或灰土采用大型機(jī)械壓實(shí)，在狹小空間和邊角區(qū)域使用小型夯實(shí)設(shè)備分層回填并使用手工制作小型夯實(shí)工具補(bǔ)夯邊角，這樣不僅施工難度大，而且回填工期長(zhǎng)且回填質(zhì)量不穩(wěn)定，如果采用混凝土回填雖然能達(dá)到理想效果，但造價(jià)較高且強(qiáng)度較大，不利于后期維修和維護(hù)。而采用預(yù)拌流態(tài)固化土，能很好解決受限空間基槽回填難題。

1 工程概況

成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)GTC標(biāo)段包含代建大鐵、代建地鐵、綜合管廊、穿場(chǎng)隧道、停車樓等多個(gè)單體工程，各單體基坑綜合交錯(cuò)，形成聯(lián)合基坑，標(biāo)高不一，基坑最深達(dá)25 m，最大落差18.6 m。基坑支護(hù)形式有放坡錨噴支護(hù)、排樁支護(hù)兩大類。土方開挖量近350萬(wàn)m3，回填量110萬(wàn)m3（圖1）。

2 工程重難點(diǎn)分析與對(duì)策

（1）部分基坑為超長(zhǎng)線性基坑，肥槽寬度800～1 000 mm，回填空間狹窄，回填深度較大。狹小區(qū)域基坑回填會(huì)因人、機(jī)、料等不穩(wěn)定因素，難以保證回填質(zhì)量。

（2）部分回填區(qū)域位于結(jié)構(gòu)內(nèi)部，運(yùn)輸通道受限，土方車輛難以到達(dá)，受回填條件、空間等因素限制無(wú)法采用普通土方回填。

針對(duì)成都天府國(guó)際機(jī)場(chǎng)GTC標(biāo)段基坑肥槽回填具有工作面狹窄、回填要求較高、工期緊等特點(diǎn)，經(jīng)多方論證采用新型材料預(yù)拌流態(tài)固化土進(jìn)行填筑，以解決受限空間的填筑難題。經(jīng)綜合考慮，對(duì)肥槽寬度小于2.5 m的區(qū)域采用預(yù)拌流態(tài)固化土進(jìn)行回填。回填固化土28天設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到0.8 MPa（圖2）。

3 預(yù)拌流態(tài)固化土填筑技術(shù)的特點(diǎn)

3.1 預(yù)拌流態(tài)固化土填筑技術(shù)的特點(diǎn)

該技術(shù)利用固化土密實(shí)性好、強(qiáng)度高、流動(dòng)性強(qiáng)、抗?jié)B性能好、壓縮性低的特點(diǎn)，有效解決受限空間的回填質(zhì)量問題。該工藝主要原材料為素土，易于就地取材，經(jīng)添加專用外加劑攪拌后，可直接使用泵車或溜槽澆筑回填，提高了回填施工進(jìn)度，保證了回填質(zhì)量，回填后成型好、強(qiáng)度高。與普通混凝土相比，采用預(yù)拌流態(tài)固化土填筑，造價(jià)節(jié)省50%以上。

3.1.1 顯著提高回填質(zhì)量

流態(tài)固化土具有可泵性、流動(dòng)性強(qiáng)和自密實(shí)性的特點(diǎn)可應(yīng)用于各種大體量和狹小、異性等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的基坑，可避免傳統(tǒng)基坑回填方式的不穩(wěn)定性，確保基坑的回填施工質(zhì)量；施工過程中不需要采用壓路機(jī)等大型夯實(shí)設(shè)備，減小了施工外力對(duì)結(jié)構(gòu)的影響甚至破壞。同時(shí)預(yù)拌流態(tài)固化土采用就地取材、原地建站、集中攪拌、連續(xù)澆筑的施工方法，預(yù)拌流態(tài)固化土質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)澆筑條件要求較低。

3.1.2 明顯縮短回填工期

針對(duì)大規(guī)模回填，采用現(xiàn)場(chǎng)建站集生產(chǎn)、施工一體化有效縮短材料的運(yùn)距降低其在運(yùn)輸過程受到的影響，在確保施工質(zhì)量的同時(shí)有效地節(jié)約了工期。在施工過程中可采用溜槽、泵送等方式澆筑縮短施工間隙、提高施工效率。流態(tài)固化土的凝結(jié)時(shí)間短、前期強(qiáng)度上升較快，12 h就能達(dá)到終凝并開始上層施工回填；與常規(guī)的素土分層夯實(shí)回填相比，該技術(shù)可有效提高施工效率，節(jié)約大量工期［2］。

3.1.3 提高了回填層的自防水性

將土體流化后的固化是利用了固化劑對(duì)土顆粒進(jìn)行填充和固結(jié)的原理使其具備較好的自密實(shí)性，使其具有一定的抗?jié)B性。此特性既可將地下水排斥在外避免其對(duì)墊層的侵蝕，同時(shí)還能與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)緊密結(jié)合，防止地表水滲透軟化基底。

3.1.4 節(jié)約資源、綠色施工

工程基坑土方經(jīng)土石分離后的土與現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)使用的水經(jīng)封閉式攪拌技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了工程的土方和水再利用至原工程。

4 關(guān)鍵施工技術(shù)

4.1 工藝原理

大面積、大規(guī)模預(yù)拌流態(tài)固化土生產(chǎn)、施工一體化綜合應(yīng)用工法是利用基坑開挖后或者廢棄的地基土、渣土或尾礦等材料，將骨料分離后的土在工程現(xiàn)場(chǎng)封閉的攪拌機(jī)內(nèi)摻入一定比例的流化劑、固化劑和工程循環(huán)水之后，形成強(qiáng)度在0.5～10 MPa范圍內(nèi)可調(diào)整、坍落度在80～200 mm的流動(dòng)性好可泵送和自密實(shí)的回填材料，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械泵送和物理自流等方式將回填材料用于大面積或復(fù)雜部位的基礎(chǔ)回填施工。本工藝具有流程簡(jiǎn)單、施工便捷和易于保證質(zhì)量的特點(diǎn)，使用該工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)土方回填工藝，可極大改善傳統(tǒng)土方回填的不均勻性和自防水性能，適用范圍廣，質(zhì)量、工期和安全均能得到保證。

4.2 固化土配合比設(shè)計(jì)

固化土性能基本控制目標(biāo)：3天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于0.3 MPa，7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于0.5 MPa，28天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于0.8 MPa［1］。

考慮現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量波動(dòng)性，設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)為基本控制目標(biāo)乘以系數(shù)1.5。基本控制參數(shù)：灰土比（固化劑：干土質(zhì)量）不低于0.10，水灰比（水：固化劑質(zhì)量）不超過3.5，拌合物濕容重不低于1 650 kg/m3［1］。按該配合比，實(shí)際強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)如表1所示。

4.3 預(yù)拌流態(tài)固化土拌和

4.3.1 拌和流程

預(yù)拌流態(tài)固化土采用就地取材的形式在施工區(qū)域附近建站。拌和過程：先將固化劑與水按試驗(yàn)配合比調(diào)制成均勻漿料，再逐步將粉碎土塊投入攪拌罐內(nèi)使其與漿料充分混合從而拌和成固化土混合料［2］。

4.3.2 預(yù)拌流態(tài)固化土拌和系統(tǒng)

預(yù)拌流態(tài)固化土拌和系統(tǒng)利用專用固化土攪拌器，將投入的固化劑水體漿料和土塊均勻拌和成半成品固化土（圖3）［2］。

施工技術(shù)與測(cè)量技術(shù)李曉亮， 李鵬， 吳東陽(yáng)， 等： 預(yù)拌流態(tài)固化土填筑施工技術(shù)的實(shí)踐與應(yīng)用

（1）水輸送及計(jì)量：采用清水泵抽送拌合用水，流量計(jì)計(jì)量、時(shí)間繼電器控制。

（2）固化劑分存儲(chǔ)輸送及計(jì)量：本系統(tǒng)主要控制固化劑的投入量按照試配數(shù)據(jù)設(shè)置配合比投入對(duì)應(yīng)的攪拌罐內(nèi)，并儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。將固化劑投送至漿液攪拌器使其與水體充分拌勻，計(jì)量控制采用時(shí)間繼電器控制。

（3）土體輸送及計(jì)量：采用配料機(jī)及輸送帶將篩選好的土體送至固化土攪拌罐。稱重計(jì)量。

（4）漿液拌和及輸送計(jì)量：將清水與固化劑拌和成均勻的固化劑漿料，攪拌設(shè)備具備良好的密閉性。漿液輸送采用泵送，電磁流量計(jì)量。

4.3.3 拌合要求

（1）拌制固化土混合料時(shí)，各種計(jì)量器械應(yīng)保持精確計(jì)量，對(duì)堆土場(chǎng)土體的含水率應(yīng)根據(jù)天氣狀況分層進(jìn)行檢測(cè)，以此調(diào)整固化劑和水的配比。

（2）混固化土合料應(yīng)使用專用機(jī)械攪拌，要求攪拌均勻，其和易性和流動(dòng)性滿足要求為準(zhǔn)，最低拌和時(shí)間不低于2 min（圖4）。

4.4 預(yù)拌流態(tài)固化土回填施工

（1）預(yù)拌流態(tài)固化土從拌和站運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)可采用干凈的商混罐車運(yùn)輸，如果運(yùn)距較短也可采用無(wú)滲漏的自卸貨車運(yùn)輸。

（2）固化土流動(dòng)性較好，當(dāng)涉及大規(guī)模、大方量、超長(zhǎng)回填時(shí)，需對(duì)作業(yè)面進(jìn)行分倉(cāng)分塊施工。對(duì)于超長(zhǎng)作業(yè)區(qū)域可按照50 m一段進(jìn)行分倉(cāng)錯(cuò)臺(tái)對(duì)稱澆筑。作業(yè)面的分倉(cāng)采用木模板搭配鋼管體系職稱分隔，模板拼縫應(yīng)嚴(yán)密，防止漏漿［2］。

（3）回填施工可采用溜槽、泵送、自卸等多方面進(jìn)行。選擇泵送澆筑其土塊應(yīng)粉碎成顆粒狀，并過篩使其最大粒徑小于泵管直徑的30%；選擇溜槽澆筑時(shí)，其最大土塊直徑不能超過100 mm；如作業(yè)條件寬松滿足自卸時(shí)無(wú)對(duì)土質(zhì)要求較低，拌和均勻即可。

（4）固化土施工如涉及大面積回填應(yīng)有計(jì)劃地連續(xù)施工，施工過程需避免地表水流入基坑內(nèi)，對(duì)正在施工的基坑上口周邊設(shè)置擋（排）水措施。對(duì)剛施工完畢的區(qū)域，如突遇大雨天氣使其遭受雨水浸泡，在上層作業(yè)施工前應(yīng)先將積水及浸泡的松軟土取出，如因取出松軟土量較多導(dǎo)致完成面標(biāo)高差異較大可先對(duì)其補(bǔ)填。

（5）固化土應(yīng)分倉(cāng)分層澆筑。其初凝和終凝時(shí)間分別為6 h、12 h，分層回填厚度每層不超過1.2m，待下層固化土完成終凝后再施工上一層［3］。

（6）在預(yù)拌流態(tài)固化土回填過程中要隨時(shí)檢查施工分層高度控制線，保證每一層的澆注水平無(wú)太大的高差變化，澆筑需保證基坑四周的回填高度勻稱。

（7）如已澆筑入坑的固化土坍落度小于150 mm，固化土的自密實(shí)性能會(huì)降低，可采用50 mm振動(dòng)棒振搗使其密實(shí)。

（8）基坑回填澆筑完待其初凝后，應(yīng)在表面覆蓋塑土工布或者塑料薄膜灑水保濕養(yǎng)護(hù)，其養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天。

4.5 質(zhì)量控制及標(biāo)準(zhǔn)

（1）嚴(yán)格把控固化劑等原材檢驗(yàn)，由質(zhì)量部門對(duì)原材料進(jìn)場(chǎng)、土質(zhì)篩選、拌和過程進(jìn)行跟蹤檢查，固化土強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)材料進(jìn)行合理搭配和選擇并進(jìn)行提前試配，試配滿足要求后再進(jìn)行大面積施工。

（2）固化土回填施工時(shí)，應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)取樣制作試件。試件采用70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的立方體試模。

（3）加強(qiáng)施工過程控制，做好跟蹤檢查。如回填期間在雨季，施工的工作面不宜開得過多，應(yīng)有組織、有邏輯地按照施工順序逐一完成，固化土的拌和、運(yùn)輸、回填等工序應(yīng)連續(xù)不間斷進(jìn)行［3］，并在施工過程中根據(jù)天氣的變化合理地調(diào)整施工作業(yè)面。

（4）固化土回填完成應(yīng)及時(shí)覆蓋，在其終凝前防止淋雨和過度暴曬。

（5）雨期施工，應(yīng)先對(duì)槽底雜物、積水清理干凈，必要時(shí)可相應(yīng)增加排水措施，以確保排水暢通現(xiàn)場(chǎng)能按時(shí)完工。

5 施工技術(shù)應(yīng)用效果分析

采用預(yù)拌流態(tài)固化土回填成都天府機(jī)場(chǎng)基槽，我們歷經(jīng)試驗(yàn)段到全面展開應(yīng)用，從固化劑的選擇、摻量、固化土配合比，到固化土的拌制、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)等一系列施工工藝方法和控制標(biāo)準(zhǔn)，取得了寶貴的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，工程應(yīng)用效果好（圖5）。

（1）預(yù)拌流態(tài)固化土施工質(zhì)量可控。預(yù)拌流態(tài)固化土具有極強(qiáng)的自密實(shí)性和流動(dòng)性，這樣在施工時(shí)無(wú)需采用大型夯實(shí)和碾壓設(shè)備即可保證回填夯實(shí)質(zhì)量。預(yù)拌流態(tài)固化土具有較好的抗?jié)B性，此特性既可將地下水排斥在外避免其對(duì)墊層的侵蝕，同時(shí)還能與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)緊密結(jié)合，防止地表水下滲軟化基底。

（2）預(yù)拌流態(tài)固化土能滿足狹小或受限空間的回填，既保證了施工質(zhì)量，又能有效地提高施工效率。

（3）與回填素混凝土相比，節(jié)省工程造價(jià)50%以上，同時(shí)預(yù)拌流態(tài)固化土填筑就地取材，減少環(huán)境污染，具有良好的環(huán)保效益和社會(huì)效益。

6 總結(jié)

本工程受限空間填筑應(yīng)用預(yù)拌固化土共6.4萬(wàn)m3，有效保證了工程質(zhì)量，節(jié)省了工程工期，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；本施工方法適用于施工空間狹窄或結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及異形結(jié)構(gòu)、工期短、質(zhì)量要求高和環(huán)境保護(hù)要求高等基礎(chǔ)的回填施工。

為進(jìn)一步提高預(yù)拌流態(tài)固化土的使用范圍，應(yīng)進(jìn)一步對(duì)預(yù)拌流態(tài)固化的配合比做研究，配制生產(chǎn)出成本低且可滿足多種設(shè)計(jì)強(qiáng)度需要的固化土。同時(shí)，在固化土生產(chǎn)過程中，需采取可靠措施進(jìn)行揚(yáng)塵控制。

參考文獻(xiàn)

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