地下障碍物破除过程中流态固化土回填施工技术研究与应用

1 工程概况

1.1 工程简介

东城区某重大基础设施项目，基坑开挖深度 20.75m，局部开挖深度 25.61m，基坑支护采用 3 道钢筋混凝土环撑 + 地下连续墙 , 地下四层与邻近地铁有 4 个通道和 2 个管井相通。

1.2 地下障碍物破除概况

西北侧障碍物为地下通道，埋深 13.2m_c 。东侧障碍物为地铁施工遗留降水导洞，埋深10.4m。地下通道及降水导洞内部采用建筑垃圾等进行回填，存在较大间隙。拟采用全回转钻机进行地下障碍物破除，钻孔直径为 1m，相邻钻孔中心间距为 0.5m。地连墙成槽宽度为0.8m，该宽度范围内需回填完成后重新开挖；该宽度范围外（下图阴影区域）回填后不再开挖。具体范围见下图所示：

2 回填方案的选择

传统地下障碍物破除回填材料存在缺陷，素土回填不仅压实难度大，还会延长工期；混凝土、砂石等材料则强度偏大，且流动性欠佳，无法填实孔隙，容易导致后期地连墙成槽困难。流态固化土作为一种新型工程材料，具有高流动性、自密实性，且压缩性低，其强度可通过配合比进行调整，可以有效解决地下障碍物破除回填的难题。

3 现拌流态固化土配合比设计

流态固化土采用高效土壤固化剂来固化细颗粒土。根据工程需要和土壤特性，在土料中加入固化剂和水，形成有一定流动性的混合料，通过浇筑和养护，硬化后形成有强度的岩土工程材料。

3.1 原材料选取

本次工程流态固化土的制备，拟选用施工现场挖取的原状土- 黏质粉土层作为基础土料，其物理性能指标详见表1。

3.2 固化剂选择与施工要求

基于施工场地原状土的物理力学性质及工程设计要求，选用以硅酸盐水泥为主要成分的固化剂。为保障成槽机后续施工进行，流态固化土回填强度需控制在 0.6-1.0Mpa 之间；扩展度需 >300mm 。

3.3 性能分析

将土料、水、固化剂以不同比例拌合进行试验，以确定满足施工要求的流态固化土最佳配合比。具体试验分组如下表所示：

在上述不同配合比的试验分组上，对现拌流态固化土的扩展度及抗压强度进行检测，具体试验结果如表3 所示。

图 3 可以得出，流态固化土抗压强度增长呈现先快后慢趋势，前 7 天强度快速增长，7^～28 天强度增长放缓。同时流态固化土抗压强度随固化剂配比的增加而逐渐增大。

其中，PB2 组表现突出，其扩展度为450mm，抗压强度在短期（3d）内可达0.3Mpa 以上，中期（7d）增强至0.6Mpa 左右，直至长期（28d）稳定在0.85Mpa，可以满足本工程施工需求。结合扩展度与抗压强度的综合表现，PB2 组固化剂配比在保证流态固化土良好流动性的同时，能够快速形成强度并持续增长。

4 现拌流态固化土施工技术

4.1 原土准备

根据施工需求计算所需土量，确保原材料供应充足，同时对原材料进行质量控制，固化剂进场时应验收合格文件及使用说明书，对土料、拌合用水进行检验，确保其符合相关国家规定。

4.2 流态固化土制备

选用以硅酸盐水泥为主要成分的固化剂，按照土：水：固化剂 =10 ：2.5 ：1 比例混合。制备时，先将水与固化剂等混合搅拌均匀合成浆液，后将浆液与土料进行拌合，保证材料充分混合。

4.3 流态固化土浇筑

本工程处理障碍物采用全回转钻机钻孔深度 18m-29m ，孔径 1m，流态固化土拌合完成后应在 6h 内完成回填。浇筑采用导管法，导管底部距孔底≤ 1m，导管埋入固化土深度≥ 2m，浇筑时，导管需匀速提升，同时合理安排施工节奏，避免因长时间中断导致已浇筑层初凝或离析。

4.5 质量检测及控制措施

现拌流态固化土随机取样制作 70×70×70mm 试块，送检至实验室检测其强度性能指标，若留置试块抗压强度不合格，需增加现场取芯检测，确保流态固化土质量符合施工要求，在固化土达到设计强度后进行验收。

5 结束语

本文以东城区某工程为依托，通过现场试验，深入研究流态固化土不同配合比下扩展度与抗压强度的变化规律，配置出满足设计强度需求的固化土。作为一种新型工程材料，流态固化土具有优异的自密实与抗渗性能，施工免振捣、免夯实，沉降量小，作业时无噪声、无扬尘，符合绿色环保理念，降低对环境影响。利用现场原状土拌制流态固化土，能够消纳基坑开挖产生的土方，减少现场土方堆场占地面积，节省土方外运与回填费用，进一步降低施工成本。

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