杜君 劉青 霍同乾

一、背景與意義

基坑肥槽回填施工是建筑基坑回填施工中的一大難題，目前主要采用人工土方回填或者混凝土回填。人工回填時(shí)通常難以保證密實(shí)度，回填的質(zhì)量較差，而采用混凝土進(jìn)行回填則成本較為高昂。

為了解決建筑基坑肥槽回填過程中的質(zhì)量問題，各大建筑企業(yè)都在準(zhǔn)備開展“超大型基坑肥槽回填設(shè)備和材料”的研究，而電建重工公司的流動(dòng)化回填土施工工藝能較好解決這一難題。流動(dòng)化回填土施工工藝就是將基坑肥槽開挖出的原土進(jìn)行破碎篩分，然后與固化劑、水以及添加劑等按比例進(jìn)行混合攪拌，制備出可流動(dòng)的回填土用來進(jìn)行回填。

流動(dòng)化回填土施工專用設(shè)備是流動(dòng)化回填土施工工藝中的核心設(shè)備，在本次基坑肥槽回填應(yīng)用之前，該設(shè)備進(jìn)行了多次試驗(yàn)，并在東莞市管網(wǎng)溝槽回填施工中進(jìn)行了應(yīng)用，回填效果良好。

二、流動(dòng)化回填土施工專用設(shè)備簡介

流動(dòng)化回填土施工專用設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。挖掘出的泥土通過土方破碎裝置中破碎，碎土通過皮帶輸送進(jìn)入攪拌機(jī)內(nèi)。與此同時(shí)，人工加入固化劑和添加劑，自動(dòng)上水，混合攪拌成流動(dòng)化土。流動(dòng)化回填土制備完成后，打開攪拌機(jī)艙門，將流動(dòng)化土回填至基坑肥槽中，該批次流動(dòng)化土回填作業(yè)完成。重復(fù)這一系列操作，就可以實(shí)現(xiàn)流動(dòng)化土的澆筑回填施工。

圖1 流動(dòng)化回填土施工設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

流動(dòng)化回填土施工專用設(shè)備的主要技術(shù)特點(diǎn)如下：

（1）流動(dòng)化土制備及澆筑效率高，每小時(shí)回填量≥30立方米。

（2）設(shè)備集解土、輸送、攪拌和回填澆筑于一體，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)式澆筑回填。

（3）攪拌器采用的是多軌跡攪拌方式，攪拌后的流動(dòng)化土勻質(zhì)性好，攪拌效率非常高。高速攪拌機(jī)構(gòu)可將泥塊狀物料切碎，避免成團(tuán)。

（4）攪拌機(jī)底部設(shè)有可調(diào)節(jié)閘門，可合理調(diào)節(jié)出料流量及速度。

三、施工現(xiàn)場概況

施工地點(diǎn)位于武漢市某地下公共交通走廊及配套工程項(xiàng)目現(xiàn)場。該項(xiàng)目總建筑面積60萬平方米，總投資額約為100億元。建成后，該項(xiàng)目將是國內(nèi)最長的地下空間走廊，并成為亞洲范圍內(nèi)規(guī)模最大的單個(gè)地下空間工程。

本工程地下結(jié)構(gòu)肥槽寬度0.8米，深度10～15米，總長度約5000米，肥槽體積約62500立方米；設(shè)計(jì)回填材料為粘性土或二八灰土。前期采用二八灰土進(jìn)行肥槽回填時(shí)，由于肥槽狹窄，人工夯實(shí)操作空間不足，回填密實(shí)度得不到保證。本次施工是對該項(xiàng)目中的一段基坑肥槽采用流動(dòng)化回填土進(jìn)行回填。

四、施工過程

圖2 流動(dòng)化回填土施工專用設(shè)備現(xiàn)場施工圖

具體施工過程：挖機(jī)取土加入至破碎機(jī)上料口進(jìn)料，通過破碎后的碎土經(jīng)皮帶輸送機(jī)進(jìn)入攪拌機(jī)，加水、固化劑、添加劑進(jìn)行攪拌后回填到肥槽中。

針對不同土質(zhì)，剛開始試驗(yàn)時(shí)，每一批次流動(dòng)化土都需要取樣進(jìn)行流動(dòng)性檢測。流動(dòng)值要求在180～200mm之間，根據(jù)現(xiàn)場取樣檢測的流動(dòng)值及時(shí)調(diào)整單批次的用水量。

與此同時(shí)，每個(gè)批次都留樣用于后期的力學(xué)性能測試，并及時(shí)做好記錄工作，詳細(xì)記錄每批次流動(dòng)化土的成分配比、制備時(shí)間、取樣情況等信息。流動(dòng)化土澆筑回填28天后，進(jìn)行承載能力檢測。

圖3 不同配比的流動(dòng)化土承載能力檢測

本次施工主要包括兩個(gè)階段：第一階段為實(shí)驗(yàn)性回填階段，針對相同的三段15米長的基坑肥槽（長*寬*深=15m*0.8m*4.5m），分別按照8%、10%、12%的比例添加固化劑制備流動(dòng)化土進(jìn)行回填，其余參數(shù)相同，第一階段回填總量約為160立方。第二階段是按照10%的比例添加固化劑制備流動(dòng)化土對90米長的基坑肥槽（長*寬*深=90m*0.8m*1.5m）進(jìn)行回填，第二階段回填總量約為110立方。

本次現(xiàn)場施工試驗(yàn)順利完成了約270立方的基坑肥槽回填，回填整體效果較好，施工過程及結(jié)果均達(dá)到了預(yù)期要求。經(jīng)后期檢測發(fā)現(xiàn)流動(dòng)化回填土施工的平整度、承壓能力、密實(shí)度等參數(shù)都達(dá)到了相關(guān)要求。

圖4 施工前后對比圖

五、總結(jié)與展望

流動(dòng)化土回填工藝為基坑肥槽回填提供了一個(gè)新的解決方案，成功地避免了傳統(tǒng)肥槽回填過程中易出現(xiàn)的密實(shí)度不夠等質(zhì)量問題。根據(jù)基坑肥槽回填施工的實(shí)際要求，設(shè)計(jì)出用于流動(dòng)化回填土施工的專用設(shè)備，該設(shè)備的成功研發(fā)為流動(dòng)化土回填工藝的現(xiàn)場施工應(yīng)用提供了可能。該設(shè)備可同時(shí)完成流動(dòng)化土的制備和澆筑回填，大大地降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了回填施工效率以及質(zhì)量，并且節(jié)約了施工成本，成功地解決了基坑肥槽回填過程中的難題。流動(dòng)化回填土施工專用設(shè)備應(yīng)用于基坑肥槽回填施工既可以保證回填質(zhì)量，又可以節(jié)約施工成本，具有極大的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。