建筑技术丨流态固化土在基坑肥槽回填中的应用

近年来，随着我国现代化进程的持续推进，城市化发展由数量向质量转变，传统的粗放式建设模式已不再适应不断提升的物质需求与精神需求，绿色建筑与可持续发展正逐步成为建筑业的主要发展方向。为适应建筑行业的高速发展与安全、质量、工期的高标准要求，各种新技术、新材料、新工艺、新设备在建设过程中不断产生并被逐步推广应用。流态固化土作为一种新型的回填材料，既能满足回填要求、达到使用标准，又能处理土方开挖、土方回填过程中产生的各类建筑垃圾，真正实现工程建设“零污染、零排放”。

1  流态固化土

根据设计要求与工程实际经试验确定流态固化土的配合比，制备原料主要包括土和固化剂，同时掺入外加剂，加水之后搅拌均匀，最终形成强度和流动性均能满足工程需要的混合物。土料宜采用现场开挖的土料，有机质含量及最大粒径等指标应符合相关规范要求，严禁使用未处理达标的受污染土壤。

流态固化土硬化速度快，早期强度高，回填后养护12 h即可进行上人操作，有效提高了施工效率、缩短了施工工期。

流态固化土具有良好的流动性及自密实性，对于狭小空间或不规则空间回填，流态固化土可流动并充填密实，有效避免夯实作业质量控制难题及对周边结构的振动影响。

流态固化土抗渗性能显著，在掺入固化剂的同时保证流动性，紧密结合周边结构，有效减少了地表水及雨水下渗量，避免了地下室外墙渗漏。

流态固化土可回收利用建筑挖方土料，有效减少建筑垃圾，湿作业过程避免尘土飞扬，以保证绿色环保的同时有效改善了施工条件。

2  案例分析

2.1  项目区位

首旅集团总部大厦项目位于北京市通州区，地处城市副中心文化旅游区“一横（曹园南街及度假区北街）一纵（九棵树中路）”城市景观大道交会点，是北京环球度假区北入口门户，旨在打造北京城市副中心文化旅游区地标性建筑。项目总占地面积1.6 万m²，总建筑规模8.3万m²。项目区位示意如图1所示。

图1  项目区位示意

2.2  工程重点与难点

（1）本工程为深基坑，地下水位较高，对肥槽回填质量要求高。

（2）肥槽狭窄，作业空间受限。

（3）肥槽回填时需注意已施工部位成品保护。

2.3  流态固化土配合比设计与制备

2.3.1  流态固化土配合比设计

施工图设计地下结构外墙施作防水保护层，防水保护层以外回填2∶8灰土，回填宽度800 mm，800 mm以外可回填素土。由于基坑肥槽宽度狭小，且肥槽空间存在围护结构，实际施工空间有限，回填灰土难以满足设计要求压实度，经图纸会审，将冠梁以下2∶8灰土更换为流态固化土，强度值为0.8 MPa，扩展度大于300 mm，配合比见表1。

表1  流态固化土配合比kg

2.3.2  流态固化土制备

流态固化土制备流程如图2所示。先将固化剂与一定量的水拌和成浆液，再将固化剂浆液与土进行拌和。采用专门机械进行混合料强制搅拌，搅拌2 min以上，以保证混合料均匀。本工程流态固化土制备在流态固化土搅拌站进行。

图2  流态固化土制备流程

固化剂主要成分为生石灰（CaO）、活性三氧化二铝（Al₂O₃）和二氧化硅（SiO₂），添加适量助剂及活性剂以改善土粒表面性能，制成功能性复合胶凝材料。土料宜采用现场开挖的土料；土料有机质含量低于5%以下，粗粒料的粒径低于5 cm以下；若土料受污染应经处理达标。固化剂拌和用水需满足混凝土相关规范要求。搅拌设备应计量准确，相关质量计量偏差要求见表2。

表2  搅拌设备的允许质量计量偏差

2.4  施工工艺

2.4.1  流水段划分

结合地下结构浇筑，本工程肥槽回填共分为3个区段，具体分段如图3所示。第一区段回填方量约2 400 m³，第二区段回填方量约2 200 m³，第三区段回填方量约2 200 m³，共计约6 800 m³。

图3  施工区段划分示意

2.4.2  基槽清理

填筑前做好肥槽基底清理，清除建筑垃圾，排除积水，地下室外墙防水及保护层已完成并验收合格。

2.4.3  测量放线

预拌流态固化土肥槽回填采用分层浇筑施工，第一次回填高0.5 m，之后每次回填高2 m，相邻区域应连续施工，回填高差控制在1 m以内。

基槽清理完成后、预拌流态固化土回填前，在基坑侧壁弹线，确定每次回填高度，同时对比实际回填量与理论回填量，辅助控制回填高度。

2.4.4  逐层浇筑

本工程肥槽回填共分为3个区段，各区段分段处码300 mm厚锥坡沙袋进行隔离，基坑西北角梯笼及西南角塔式起重机南北两侧码300 mm厚锥坡沙袋进行隔离，配合流态固化土回填情况，首次码砌高度0.5 m，之后每次码砌高度为2 m。

根据施工现场条件，本工程采用天泵浇筑流态固化土，出料方向为肥槽坑底，不得对基坑支撑围护结构、地下室结构外墙等承重受力部位进行冲击，保证施工安全。

固化土制备完成后，应在3 h内完成回填施工。流态固化土首次回填高度0.5 m，之后每次回填高度为2 m，由肥槽底回填至冠梁顶，肥槽底高程为+8.2 m，冠梁顶高程为+19.0 m，东北角局部高程为+21.0 m。当肥槽坑底标高不一致时，浇筑顺序为先深后浅。

2.4.5  保湿养护

每层流态固化土浇筑完成后，应立即进行保湿养护，如覆盖土工织物等不透水材料。填筑体顶层浇筑成活后，应立即进行7d保湿养护。

2.5  质量检验

流态固化土的质量检验项目包括内容见表3。

表3  固化土的质量检验项目

流态固化土进场后，应进行扩展度及强度试验，试验地点为浇筑地点，取样方式为随机抽取。扩展度试验的取样不少于每200 m³流态固化土1次，一个工作班填筑量不足200 m³时不少于1次，每段、每层不少于1次。

每次填筑留置标准养护试件不少于一组进行强度试验，试件采用尺寸100 mm×100 mm×100 mm立方体试模，连续浇筑的同一配合比流态固化土，当浇筑量小于400 m³时，每200 m³制作一组试件；当浇筑量大于400 m³时，每400 m³制作一组试件。

3  结束语

流态固化土填筑效果良好，尤其对于类似于本工程深基坑狭窄肥槽回填施工表现优良，解决了回填夯实、有限空间作业等一系列技术、安全相关问题，施工过程中工厂生产、罐车运输、泵送浇筑，可实现规模化、快速化施工，同时可消纳部分渣土，促进建筑行业绿色可持续发展，具有普遍的推广应用价值。