自密實水泥土在陽澄西湖南隧道中的運用

戴 剛

（蘇州市相城區通標交通工程維運有限公司，江蘇 蘇州 215131）

為了有效解決項目中由于施工空間限制[1]，一般基坑回填[2]時機械無作業空間而引起的施工質量無法保證的問題[3]，文章介紹了一種新的回填方法，即自密實水泥土回填工藝，并通過現場試驗確定其性能適用于基坑回填。此方法可以有效解決基坑回填空間狹小等問題引起的施工質量無法保證的問題，為其他工程項目提供方案建議。

1 工程概況

蘇州國際快速物流通道二期工程——春申湖路快速化改造工程西起S228春申湖路立交預留高架，沿線依次以高架橋梁、隧道形式完成快速化改造總長14.3km。該項目隧道主線按雙向六車道城市快速路標準設計，線路在經過教育組團地段時，基坑開挖寬度僅為32.4m。由于道路紅線局限導致隧道結構堆疊布置，加上支撐多，導致回填時空間狹小?；踊靥瞵F場環境如圖1所示。

圖1 基坑回填現場環境

2 自密實水泥土

該項目中，針對空間狹小處采用自密實水泥土方案進行基坑回填。自密實水泥土是充分利用溝槽、基坑開挖產生或者廢棄的地基土，摻入一定比例的固化劑和水，用特殊機械充分拌和后形成的具有一定流動性的加固材料[4]。經高效攪拌后可以達到較高的拌和均勻性，可實現泵送施工及高效施工。在自重作用下可以將狹窄空間和異形結構空間的所有空隙填實，具有自密性，施工中無需碾壓[5]。澆筑過后的水泥土會在很短的時間內固化，其早期強度高，強度可根據需要進行調節，固化后具有較高的承載力和抗變形能力。

由于自密實水泥土的主要材料為現場開挖的棄土，因此可以減少土方外運量，減少砂石等資源的消耗，造價低、經濟性能優越。此外，自密實水泥土還具有很好的自密性、抗滲性、結構穩定性及以強度高、施工質量控制簡單等特性。自密實水泥土如圖2所示。

圖2 自密實水泥土

3 現場回填加固試驗

在該項目工程中選取了一段試驗段，該隧道暗埋段南北長約183m，隧道寬18.4m，擬在隧道頂板及兩側頂部區域填筑自密實水泥土。頂板上部填筑厚度為30cm，兩側填筑深度為1.5m，寬度為2～2.5m，呈倒U形蓋在隧道頂部，合計填筑方量約為2500m3。

現場采用研發的水泥土攪拌系統進行水泥土的量產實驗，攪拌系統中的土料輸入由挖機和進料系統完成，進料系統由進料斗和計量回轉裝置組成。通過控制進料斗底部的葉片結構的轉速實現對土料輸送速度的控制，近而達到調節拌和土量目的。水泥土攪拌系統如圖3所示。

圖3 水泥土攪拌系統

現場試驗時，針對棄土進行篩分，剔除塊狀直徑大于20cm的塊石得到制備水泥土的原料土，然后通過挖機將原料土輸送至攪拌設備中，使用全自動攪拌控制系統，設置對應配合比實現自動精準加注水泥與水等，經過雙向強制式攪拌裝置進行水泥土的拌和，保證水泥土攪拌均勻，使產出的水泥土強度滿足要求。

由于試驗場地被一供水管道分成南北兩塊，北側場地擬采用10%水泥摻量，南側場地采用8%和10%兩種水泥摻量，每種水泥摻量分別按70～90mm、90～120mm兩種坍落度進行填筑試驗。坍落度試驗如圖4所示。

圖4 現場坍落度測試試驗

施工過程中每填筑約400m3進行一次坍落度測試、留置試塊一組。待水泥土初凝后選取試驗點進行不同齡期、不同摻量、不同坍落度的輕型動力觸探試驗，以定性了解水泥土強度增長情況。現場取樣如圖5所示。

圖5 取樣及無側限抗壓強度試驗

現場試驗無側限抗壓強度結果如表1所示，變形模量結果如表2所示。

表1 現場試驗無側限抗壓強度

表2 現場試驗變形模量

經過現場實驗可知如下結論：

（1）經過抽芯檢測發現，水泥土攪拌均勻性很好，澆筑密實，沒有空洞和裂隙現象。

（2）通過分析無側限抗壓強度結果可以發現，現有攪拌裝置在現場條件下，采用8%～10%的水泥摻量，在90mm左右的坍落度下7d的無側限抗壓強度基本可達到0.35MPa左右，28d無側限抗壓強度可達到0.5～0.67MPa左右，滿足設計要求強度0.4～0.5MPa的要求。

4 結論

通過自密實水泥土在該工程現場試驗的成功應用，得出如下結論：

（1）自密實水泥土在基坑回填時通過其自密性能達到較好的回填效果，可以有效應用于工程中，并且可以滿足質量控制要求。

（2）現有攪拌裝置可以達到較好的攪拌效果，制成的水泥土均勻性好，具備量產的條件。

（3）自密實水泥土原料為基坑開挖棄土，因此可有效利用資源，降低工程經濟成本，并且由于其流動性較高，可采用泵送施工方法有效提高施工效率，有較大的推廣價值。