預拌流態固化土填筑施工技術的實踐與應用

摘要：成都天府國際機場基坑肥槽空間狹小，采用了一種預拌流態固化土代替傳統回填材料；結合應用工程基槽填筑特點，介紹了預拌流態固化土技術原理，闡述了預拌流態固化土填筑工藝及其施工質量控制要點。工程應用實踐證明，采用預拌流態固化土填筑技術，有效解決了有限空間內的填筑難題，在保證工程質量穩定的情況下有效地提高了施工效率。

關鍵詞：預拌流態固化土； 基槽； 回填質量

中國分類號：TU5B

［定稿日期］2022-11-01

［作者簡介］李曉亮（1990—），男，碩士，工程師，從事建設工程管理工作；李鵬（1975—），男，碩士，高級工程師，研究方向為工程施工技術；吳東陽（1992—），男，本科，工程師，研究方向為建筑施工；張凱（1986—），男，本科，工程師，從事建筑施工技術管理工作。

0 引言

隨著基建工程的發展，深基坑的體量和種類繁多，在工程基坑回填施工中，經常會遇到基坑回填空間狹小且回填較深的情況，容易出現回填區域夯實質量不穩定等問題；因回填的狹小區域不密實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設施、影響使用功能。常規的回填施工多采用素土或灰土采用大型機械壓實，在狹小空間和邊角區域使用小型夯實設備分層回填并使用手工制作小型夯實工具補夯邊角，這樣不僅施工難度大，而且回填工期長且回填質量不穩定，如果采用混凝土回填雖然能達到理想效果，但造價較高且強度較大，不利于后期維修和維護。而采用預拌流態固化土，能很好解決受限空間基槽回填難題。

1 工程概況

成都天府國際機場GTC標段包含代建大鐵、代建地鐵、綜合管廊、穿場隧道、停車樓等多個單體工程，各單體基坑綜合交錯，形成聯合基坑，標高不一，基坑最深達25 m，最大落差18.6 m。基坑支護形式有放坡錨噴支護、排樁支護兩大類。土方開挖量近350萬m3，回填量110萬m3（圖1）。

2 工程重難點分析與對策

（1）部分基坑為超長線性基坑，肥槽寬度800～1 000 mm，回填空間狹窄，回填深度較大。狹小區域基坑回填會因人、機、料等不穩定因素，難以保證回填質量。

（2）部分回填區域位于結構內部，運輸通道受限，土方車輛難以到達，受回填條件、空間等因素限制無法采用普通土方回填。

針對成都天府國際機場GTC標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，經多方論證采用新型材料預拌流態固化土進行填筑，以解決受限空間的填筑難題。經綜合考慮，對肥槽寬度小于2.5 m的區域采用預拌流態固化土進行回填。回填固化土28天設計強度達到0.8 MPa（圖2）。

3 預拌流態固化土填筑技術的特點

3.1 預拌流態固化土填筑技術的特點

該技術利用固化土密實性好、強度高、流動性強、抗滲性能好、壓縮性低的特點，有效解決受限空間的回填質量問題。該工藝主要原材料為素土，易于就地取材，經添加專用外加劑攪拌后，可直接使用泵車或溜槽澆筑回填，提高了回填施工進度，保證了回填質量，回填后成型好、強度高。與普通混凝土相比，采用預拌流態固化土填筑，造價節省50%以上。

3.1.1 顯著提高回填質量

流態固化土具有可泵性、流動性強和自密實性的特點可應用于各種大體量和狹小、異性等結構復雜的基坑，可避免傳統基坑回填方式的不穩定性，確保基坑的回填施工質量；施工過程中不需要采用壓路機等大型夯實設備，減小了施工外力對結構的影響甚至破壞。同時預拌流態固化土采用就地取材、原地建站、集中攪拌、連續澆筑的施工方法，預拌流態固化土質量穩定，對現場澆筑條件要求較低。

3.1.2 明顯縮短回填工期

針對大規模回填，采用現場建站集生產、施工一體化有效縮短材料的運距降低其在運輸過程受到的影響，在確保施工質量的同時有效地節約了工期。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。流態固化土的凝結時間短、前期強度上升較快，12 h就能達到終凝并開始上層施工回填；與常規的素土分層夯實回填相比，該技術可有效提高施工效率，節約大量工期［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土顆粒進行填充和固結的原理使其具備較好的自密實性，使其具有一定的抗滲性。此特性既可將地下水排斥在外避免其對墊層的侵蝕，同時還能與結構基礎緊密結合，防止地表水滲透軟化基底。

3.1.4 節約資源、綠色施工

工程基坑土方經土石分離后的土與現場循環使用的水經封閉式攪拌技術，實現了工程的土方和水再利用至原工程。

4 關鍵施工技術

4.1 工藝原理

大面積、大規模預拌流態固化土生產、施工一體化綜合應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場封閉的攪拌機內摻入一定比例的流化劑、固化劑和工程循環水之后，形成強度在0.5～10 MPa范圍內可調整、坍落度在80～200 mm的流動性好可泵送和自密實的回填材料，經過現場機械泵送和物理自流等方式將回填材料用于大面積或復雜部位的基礎回填施工。本工藝具有流程簡單、施工便捷和易于保證質量的特點，使用該工藝代替傳統土方回填工藝，可極大改善傳統土方回填的不均勻性和自防水性能，適用范圍廣，質量、工期和安全均能得到保證。

4.2 固化土配合比設計

固化土性能基本控制目標：3天無側限抗壓強度大于0.3 MPa，7天無側限抗壓強度大于0.5 MPa，28天無側限抗壓強度大于0.8 MPa［1］。

考慮現場的質量波動性，設計目標應為基本控制目標乘以系數1.5。基本控制參數：灰土比（固化劑：干土質量）不低于0.10，水灰比（水：固化劑質量）不超過3.5，拌合物濕容重不低于1 650 kg/m3［1］。按該配合比，實際強度統計如表1所示。

4.3 預拌流態固化土拌和

4.3.1 拌和流程

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

4.3.2 預拌流態固化土拌和系統

預拌流態固化土拌和系統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］。

施工技術與測量技術李曉亮， 李鵬， 吳東陽， 等： 預拌流態固化土填筑施工技術的實踐與應用

（1）水輸送及計量：采用清水泵抽送拌合用水，流量計計量、時間繼電器控制。

（2）固化劑分存儲輸送及計量：本系統主要控制固化劑的投入量按照試配數據設置配合比投入對應的攪拌罐內，并儲存數據。將固化劑投送至漿液攪拌器使其與水體充分拌勻，計量控制采用時間繼電器控制。

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

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

4.3.3 拌合要求

（1）拌制固化土混合料時，各種計量器械應保持精確計量，對堆土場土體的含水率應根據天氣狀況分層進行檢測，以此調整固化劑和水的配比。

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

4.4 預拌流態固化土回填施工

（1）預拌流態固化土從拌和站運至現場可采用干凈的商混罐車運輸，如果運距較短也可采用無滲漏的自卸貨車運輸。

（2）固化土流動性較好，當涉及大規模、大方量、超長回填時，需對作業面進行分倉分塊施工。對于超長作業區域可按照50 m一段進行分倉錯臺對稱澆筑。作業面的分倉采用木模板搭配鋼管體系職稱分隔，模板拼縫應嚴密，防止漏漿［2］。

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

（4）固化土施工如涉及大面積回填應有計劃地連續施工，施工過程需避免地表水流入基坑內，對正在施工的基坑上口周邊設置擋（排）水措施。對剛施工完畢的區域，如突遇大雨天氣使其遭受雨水浸泡，在上層作業施工前應先將積水及浸泡的松軟土取出，如因取出松軟土量較多導致完成面標高差異較大可先對其補填。

（5）固化土應分倉分層澆筑。其初凝和終凝時間分別為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）在預拌流態固化土回填過程中要隨時檢查施工分層高度控制線，保證每一層的澆注水平無太大的高差變化，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，固化土的自密實性能會降低，可采用50 mm振動棒振搗使其密實。

（8）基坑回填澆筑完待其初凝后，應在表面覆蓋塑土工布或者塑料薄膜灑水保濕養護，其養護時間不少于7天。

4.5 質量控制及標準

（1）嚴格把控固化劑等原材檢驗，由質量部門對原材料進場、土質篩選、拌和過程進行跟蹤檢查，固化土強度應根據設計要求對材料進行合理搭配和選擇并進行提前試配，試配滿足要求后再進行大面積施工。

（2）固化土回填施工時，應按有關標準取樣制作試件。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，應有組織、有邏輯地按照施工順序逐一完成，固化土的拌和、運輸、回填等工序應連續不間斷進行［3］，并在施工過程中根據天氣的變化合理地調整施工作業面。

（4）固化土回填完成應及時覆蓋，在其終凝前防止淋雨和過度暴曬。

（5）雨期施工，應先對槽底雜物、積水清理干凈，必要時可相應增加排水措施，以確保排水暢通現場能按時完工。

5 施工技術應用效果分析

采用預拌流態固化土回填成都天府機場基槽，我們歷經試驗段到全面展開應用，從固化劑的選擇、摻量、固化土配合比，到固化土的拌制、運輸、澆筑、養護等一系列施工工藝方法和控制標準，取得了寶貴的應用經驗，工程應用效果好（圖5）。

（1）預拌流態固化土施工質量可控。預拌流態固化土具有極強的自密實性和流動性，這樣在施工時無需采用大型夯實和碾壓設備即可保證回填夯實質量。預拌流態固化土具有較好的抗滲性，此特性既可將地下水排斥在外避免其對墊層的侵蝕，同時還能與結構基礎緊密結合，防止地表水下滲軟化基底。

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

（3）與回填素混凝土相比，節省工程造價50%以上，同時預拌流態固化土填筑就地取材，減少環境污染，具有良好的環保效益和社會效益。

6 總結

本工程受限空間填筑應用預拌固化土共6.4萬m3，有效保證了工程質量，節省了工程工期，取得了較好的經濟效益和社會效益；本施工方法適用于施工空間狹窄或結構復雜以及異形結構、工期短、質量要求高和環境保護要求高等基礎的回填施工。

為進一步提高預拌流態固化土的使用范圍，應進一步對預拌流態固化的配合比做研究，配制生產出成本低且可滿足多種設計強度需要的固化土。同時，在固化土生產過程中，需采取可靠措施進行揚塵控制。

參考文獻

［1］ 周永祥，王繼忠.預拌流態固化土的原理及工程應用前景［J］.新型建筑材料.2019（10）：118-120.

［2］ 鐘韌.現拌濕式回填技術在建筑施工中應用［J］.建筑技術開發.2022（5）： 122-125.

［3］ 張超.自動化預拌自密實水泥固化土施工技術研究［J］.中國科技縱橫.2022（3）：110-112.