新型流态再生回填料施工工艺研究

高 磊 储玉龙 李汉清

中国建筑第二工程局有限公司华北公司 陕西 西安 710119

在工程建设中，基坑开挖范围受到用地红线、地下管网、地质条件等约束，而使用功能往往需要建筑物有更大的使用面积，为了进一步扩大地下室面积，基坑肥槽宽度进一步缩小，部分工程肥槽最窄处已不足50 cm。伴随着窄肥槽的产生，常规灰土类固态回填料因无夯实作业空间而无法使用，转而采用低标号混凝土、发泡混凝土、流态固化土等流体材料作为回填料[1]，并获得了不错的效果。

1 流态回填料的类别及对比

凡液态、可以自行流动的回填材料都能称为流态回填料，流态回填料具有流动性强、无需夯实等特点，适用于人工、机械难以进入的极限空间回填[2-4]。

市面上最常见的流态回填材料即低标号混凝土，2020年10月22日，中国建筑科学研究院有限公司发布征求意见稿，将对GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》（2015年版）进行局部修订，本次修订最引人注目的一点是提高了主要材料的规格要求，从此C15混凝土退出了历史的舞台。换言之，极限空间内回填料最低为C20混凝土，对于强度要求不高的肥槽回填来说，C20混凝土不仅造价高昂，而且会造成极大的强度浪费。由于混凝土刚度大、吸水性和透水性差的特点，若基坑外部土体变形，将导致肥槽内的回填混凝土发生整体位移（图1），直接对埋设于肥槽内的地下室出户管线造成破坏，且由于肥槽回填混凝土破碎难度大，导致管线无法维修。肥槽回填混凝土发生位移且与地下室外墙产生间隙后，间隙内积水会导致地下室外墙长期泡入水中且与氧气接触，将会加速外墙防水层老化，从而增加地下室漏水风险。

图1 混凝土回填变形示意

近几年随着预拌流态固化土的逐步推广，极限空间采用预拌流态固化土作为回填材料逐步增多。常见的预拌流态固化土是用水泥、固化剂和水根据配比配制成溶液，将土壤按比例融入其中产生的。新型流态再生回填料与流态固化土不同的是，将采用再生骨料和再生粉料作为主要成分，再辅以固化剂形成流态固化材料。

2 新型流态再生回填料的加工

流态再生料中包含的再生料由混凝土块、砖渣、碎瓷砖、玻璃渣等建筑垃圾中的一种或多种破碎混合而成，破碎后最大粒径为25 mm，根据粒径大小分为再生粉料和再生骨料。再生骨料和再生粉料在流态再生回填料中主要起填充和骨架作用；固化剂（水泥）与水形成水泥浆包裹在骨料表面填充其空隙，在硬化前起润滑作用，让回填料具有一定和易性，便于施工，水泥浆硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体；减水剂能够吸附在水泥颗粒的外部，增大水泥与水的接触面，有助于水泥的充分水化，从而减少用水量，增加再生料的流动性。流态再生料配制后容重约为1 900 kg/m3，凝固后成品容重为1 700～1 800 kg/m3，相比于容重2 400 kg/m3的混凝土，回填料对建筑构件、基坑的压力大大降低；其容重与回填土方容重接近，使其与基坑的一体性好，从而能够稳定地对建筑起到横向支撑的作用，不易变形。

材料加工时将破碎后的再生粉料和再生骨料按照每立方米1 020、505 kg进行一级拌和，得到混合料，再将混合料按照每立方米180、182、6.2 kg的用量分别加入固化剂、水、减水剂，进行二级拌和后得到流态再生料，而后再根据施工需要加入早强剂、抗冻剂、引气剂等外加剂。

流态再生回填料加工时每立方米材料用量为水泥180 kg、水182 kg、再生粉料1 020 kg、再生骨料505 kg、减水剂6.2 kg；设计强度为3 MPa、最大粒径为25 mm、设计坍落度为200±20 mm；固化剂为P·O 42.5普通硅酸盐水泥。以上配比中材料均为干料，实际配制时应根据各材料含水情况调整配比。

3 工程实例

西安市某办公楼建设高度56 m，基坑支护形式为支护桩＋预应力锚杆，基坑深12 m，肥槽设计宽度为0.8 m，预应力锚索钢锚头宽度为0.4 m，即肥槽最窄处设计宽度为0.4 m。若施工时产生允许偏差（垂直度偏差≤1/200，桩位偏移≤50 mm），则肥槽最窄处宽度为0.29 m。肥槽横断面如图2所示，肥槽宽度实拍如图3所示。

图2 肥槽横断面示意

图3 肥槽宽度实拍

由于本工程肥槽最窄处设计宽度为0.4 m，采用三七灰土、级配砂石等固态回填料无法夯实，故无法达到设计压实的要求。因此肥槽回填料选用新型流态再生回填料，浇筑方式为泵送。

3.1 施工准备

新型流态再生资源复合材料需求量大，为满足施工需求，提前备料于场外生产场地，施工开始按照统一配比进行配制，设计强度为3 MPa，坍落度为200±20 mm，由混凝土搅拌车运输至施工现场，浇筑方式为汽车泵泵送。

3.2 施工工艺

流态再生回填料施工流程：基槽清理→分割施工区域→回填料配制、运输→首层回填料浇筑→分层浇筑至设计标高或肥槽顶。

3.2.1 肥槽清理

为确保肥槽回填质量，在回填前应将肥槽内的钢管、方木、废弃模板、防水卷材、挤塑板及生活垃圾清理干净，通过验收后方可进行下一步施工。

3.2.2 施工区域划分

由于各区域回填材料不同（肥槽宽度≥1.5 m处回填三七灰土，宽度＜1.5 m处回填流态回填料）、施工进度不同（局部防水施工未完成、肥槽内架体未拆除），因此需将肥槽划分为多个区域进行浇筑，在回填材料分隔区、浇筑分隔区、变标高分隔区、分层浇筑区等均需砌筑挡墙分隔，挡墙高度根据每层回填高度分层砌筑（图4）。

图4 分层浇筑示意

3.2.3 再生料运输及浇筑

流态再生料物理形态及化学性质与混凝土相似，采用混凝土搅拌车运输，普通预拌混凝土经济运距为15～20 km，运输时间一般不超过1 h，考虑到流态再生料为新型材料，加工场地较少，且初凝时间长，适合中长距离运输，因此运距控制在50 km以内，运输时间一般不超过2 h。

流态再生料采用分层浇筑，首层浇筑厚度不宜超过0.5 m，每次浇筑厚度不大于2 m，相邻片区浇筑高度差不大于1 m，每层浇筑初凝后（≥3 h）方可进行下一层浇筑；当基槽底标高不一致时，应按先深后浅的顺序施工。肥槽回填时建筑物两侧应对称回填，避免单侧回填夯实导致建筑受到侧向力过大，从而造成结构偏移。

3.3 检测及试验

回填土施工时的检测试验是重中之重，试验报告是回填土最重要的质量证明文件。根据T/BGEA 001—2019《预拌流态固化土填筑工程技术标准》规定，流态再生料取样标准为：每次填筑取样至少留置一组标准养护试件；同一配合比连续浇筑少于400 m3时，应按每200 m3制取一组试件；同一配合比连续浇筑大于400 m3时，应按每400 m3制取一组试件。

试件以抗压强度作为评定标准，设计强度为3 MPa。相比于传统灰土回填监测压实度，流态再生料大大降低了检测试验工作量，显著提高工作效率。试验结果表明：设计强度3 MPa，标养28 d后合格率100%，平均抗压强度4.3 MPa（表1）。

表1 某部位回填料试块强度统计

4 效益分析

1）社会效益：新型流态再生回填料主要成分为混凝土块、砖渣、碎瓷砖、玻璃渣等建筑垃圾，通过回收再利用的方式减少资源浪费，符合绿色施工理念，推广价值高。

2）经济效益：由于新型流态再生回填料属于新型材料，目前市场供应较少，市面价格较为混乱，根据本工程询价对比，其综合单价（含材料、运输、施工）为C20混凝土的30%～50%，略高于三七灰土。且流态材料浇筑时对防水保护层振动低、破坏小，可将防水保护层材料由砖砌改为挤塑苯板，以进一步降低成本。

3）施工进度：流态再生料浇筑工艺与混凝土相似，2 m每层的浇筑速度远高于常规25～30 cm每层的灰土回填，大大节约工期。浇筑时采用汽车泵泵送，无需靠近基坑边缘，对基坑周边的作业面及承载力要求低，提高了施工的便捷性和安全性。

5 结语

新型流态再生料因其环保、经济、施工方便、加快工期等特点，近年来正在快速推广使用。因其拥有将建筑垃圾回收再利用的特性，推广后可以大幅度减少建筑垃圾的排放，降低土地资源的占用率，符合可持续发展的理念。但由于建筑垃圾种类不同，该材料稳定性及强度波动较大，配制时应结合加入的再生料种类探寻最优配比。