液態粉煤灰在雨水管道基坑回填中的應用

李鑫

（中鐵十五局集團第一工程有限公司，甘肅 蘭州 730000）

引言

雨水管道基坑斷面尺寸一般較小，當雨水管道安裝完成后，管道兩側回填時壓實機械就難以發揮作用，基坑回填工作就會有很大困難，通過使用液態粉煤灰進行基坑回填，既能滿足強度要求，保證了工程質量，還可以縮短工期，在實際工程應用中起到了積極的作用。但是，液態粉煤灰也存在一定的問題，必須要根據實際情況合理的進行選擇。

一、工程概況

S104 線蘭州(沈家坡)至東崗公路沈家坡至阿干鎮段工程，位于七里河區八里鎮和阿干鎮境內，起止里程樁號為K0+000-K23+045，線路全長23.04km。路面排水采用暗挖式排水管，管材采用（HDPE）高密度聚乙烯雙壁波紋管（管材為環剛度SN ≥8 級），管道埋深2m，雨水最終流入雷壇河，排水管采用電熱熔帶接口。路基填筑至管頂50cm以上時反挖雨水管道基坑，待管道鋪設施工完成后采用液態粉煤灰回填基坑。

二、施工工藝及控制要點

（一）主要施工工藝

1.施工準備

在液態粉煤灰施工前，有必要對基坑進行清理。采用人工清理基坑內的廢渣、浮土、雜物及積水，并用小型夯實機具將基底夯實，滿足設計及規范要求的壓實度。必須將側壁上的松軟部分必須徹底鏟除，然后按照報驗流程報請監理工程師對基坑尺寸及處理情況進行檢驗，合格后方可進行混合料回填；還需要對工作人員進行技術與安全培訓，根據需求安排工作人員；對于施工時會使用到的主要機械設備，拌和樓和砼罐車，都需要在施工前將其狀態調整至最佳；使用的拌和料也要經檢驗合格后才能使用。

2.模板安裝

雨水管道工程每隔40 米設混凝土矩形檢查井1 座，因此按40m 長度一個施工段支模，利用基坑側壁作為側模，僅需在端頭支設模板。模板與基坑側壁之間的間隙用砂漿密封，防止滲漏。

3.液態粉煤灰混合料拌和

施工之前，應對液態粉煤灰的配合比進行設計，因可參考規范較少，根據設計院提供的各項材料參考用量水泥：粉煤灰為5:95～10:90，稠度控制在13s～15s，具體材料的用量應以液態粉煤灰的試驗強度確定，強度應滿足7d 達到0.4MPa，28d 強度達到0.6MPa，液態粉煤灰含水量控制在40%～55%。為了避免因受潮導致粉煤灰變質，需要使用密封罐進行保存。另外，對水泥也同樣適用密封罐保存，防止受潮。在水的選擇上，必須要對水進行化驗，避免因為水不合格導致液態粉煤灰的質量不過關，一般會選擇飲用水進行攪拌。S104 蘭阿公路建設項目雨水管道基坑回填液態粉煤灰每立方配合比經試驗確定如下：水泥：粉煤灰：水=66（Kg）:1189（Kg）:495（Kg）。

液態粉煤灰可采用現場拌和或者使用拌和樓進行拌和，我項目采用拌和站集中拌和，保證拌和工作能夠滿足相關的施工標準要求，提升液態粉煤灰的質量。在拌和之前，需要確定拌和機的計量系統是合格的，避免因為計量系統的問題造成配合比出現問題。為了能夠提升成品拌和的均勻程度，一般會將拌和時間設定在3min 左右[3]。

4.液態粉煤灰混合料運輸

拌和結束后，必須要避免液態粉煤灰出現沉淀等問題，導致其工作性能下降，這就必須要在運輸的過程中也不斷地進行攪拌和滾動，為此，必須要選擇砼攪拌運輸車進行運輸工作。

5.液態粉煤灰混合料澆筑

液態粉煤灰混合料運輸就位后通過自制溜槽注入基坑內，從管道兩側分層均勻對稱澆筑。澆筑時，自由傾落高度一般不宜大于2m，澆筑過程中應由人工輔助刮平，合理配備施工機械與人員，混合料的拌和及運輸能力應保證現場澆筑過程連續，并應在下層混合料初凝或者重塑之前澆筑完成上層混合料。在斜面上澆筑混合料時，應從低處開始逐層升高，保持水平分層施工。

6.養生

每次澆筑完成待初凝后，用土工布進行覆蓋養生不少于7d，以保證強度的提高。強度增長過程中由于混合料的收縮作用會出現表面開裂現象，可用1:2 的水泥漿進行灌縫處理。養護期間嚴禁車輛及行人通過，保證混合料在強度增長期不受到擾動。當氣溫低于5℃時，應根據混凝土冬季施工要求進行養護。

（二）液態粉煤灰施工控制要點

1.必須保證基底壓實度達到規范和設計指標的要求，否則依然會發生沉降或變形。

2.液態粉煤灰回填基坑時必須從雨水管道兩側對稱同時進行，防止管道偏位，并采取有效的辦法防止管道上浮。

3.在施工過程中嚴格控制混合料配合比，填寫澆筑記錄，并及時建立臺賬。

4.液態粉煤灰含水量應控制在40%～55%之間，稠度控制在13s～15s，既可保證混合料的流動性和強度，又可以減少產生干縮裂縫。

三、液態粉煤灰的性質特征

（一）充盈性

液態粉煤灰在經過良好的攪拌之后，會有很好的流動性，可以完美的填充管道與基坑兩側的空隙當中，而且能夠消除回填過程中因為機械和人工夯實不足以及管道底部圓弧段無法夯實帶來的隱患，提高工程的施工質量，滿足施工要求。

（二）比重輕

液態粉煤灰屬于輕質材料，比重在1500Kg/m3左右，和同體積的石灰土比起來液態粉煤灰的密度要輕出很多，由于重量大大降低，因此地基承載的應力也明顯減少。

（三）易操作性

由于液態粉煤灰有很強的流動性，可以在施工現場中，用中小型強制攪拌機拌和，拌和操作非常簡單，而且回填速度非常快，能夠有效縮短結構物和路基的通車時間，讓后續的工作能夠流暢的展開[1]。并且，液態粉煤灰受天氣的影響非常小，在潮濕和有滲水的情況下，也能繼續施工。

（四）工期短

液態粉煤灰在拌和后一小時之內為流動狀態，基坑的邊邊角角均能浸入，使管道基坑達到均勻密實。而本項目雨水管道最大直徑為80cm，可一次性將液態粉煤灰澆筑至管頂高程，3 天后即可進行下道工序的施工，在滿足了工程質量需求的同時，也保障了施工工期的要求。

（五）節能環保

粉煤灰為火力發電廠的廢棄物，好多地方原料充足，合理利用就會有效減輕城市的環境污染，且用于本項目液態粉煤灰的粉煤灰原料達到二級即可滿足要求。

四、液態粉煤灰的經濟效益與工期分析

（一）經濟效益分析

液態粉煤灰成本由水泥、粉煤灰、水決定。同時，由于液態粉煤灰的施工需要使用到大量的機械和運輸車輛，以及養護過程中會使用到養生膜、養生用水，以及相關的模板和支架的使用費。由此可見，影響液態粉煤灰費用的因素是有很多的。現對液態粉煤灰進行造價分析，詳細情況見表1。

表1 液態粉煤灰造價分析表（每m3）

從表1 可以看出，液態粉煤灰的綜合單價299.4 元/m3，這其中的水泥、粉煤灰對成本的影響比較大，也就是材料的單價對液態粉煤灰的最終成本影響是最大的，相對于項目清單中填筑6%灰土72 元/m3，每m3增加成本227.4 元，為此，需要根據實際情況判斷液態粉煤灰的經濟性和費用。我項目在正式圖紙下發之前，項目部與項目公司、設計單位踏勘現場、優化設計期間，提出雨水管道位于機動車道下方，普通基坑回填施工工藝可能會引起路面縱向裂縫、沉陷等質量問題，經項目公司與設計單位綜合考慮工期與經濟成本，將雨水管道基坑6%灰土回填變更為液態粉煤灰回填。其余結構物臺背回填均維持原設計開挖臺階全部填筑6%灰土，且已建成1座WCZ800 型灰土集中拌和站，因此臺背回填仍以灰土填筑碾壓為主。

（二）工期分析

以每兩座檢查井之間40m 長度為施工段計算，6%灰土填筑每天可填筑2 層（每層15cm），回填高度達到80cm 需要3 天，液態粉煤灰回填雨水管道基坑，僅端頭部分需要支設模板，支模、澆筑共需要0.5 天，工期可節省2.5 天。

五、結論

綜上所述，液態粉煤灰有很多特性和優點，可以在一定的條件下，使用到結構物基坑或者臺背的回填當中，可以保證填料具有較高的強度，還能夠避免因為填料沉降導致的結構受損和橋頭跳車等問題。可以得出以下結論：

（一）使用液態粉煤灰回填雨水管道基坑，既具有強度高、工藝簡單、施工工期短等特點，而且有效保證了施工質量。

（二）根據液態粉煤灰的性質特征，我們還可以將液態粉煤灰廣泛的應用回填蓋板涵、蓋板通道、箱涵、圓管涵等小型結構物的臺背，或者填土比較高、填筑寬度很窄或者寬度受限、填筑條件差，或者是再擴建工程等，可以充分結合現場的實際情況和施工目標，合理經濟的使用液態粉煤灰。