文章编号：1009—4539 (2021)增 1 -0279-04
王飞1翟玉新1
王长龙2
（1.中铁建设集团有限公司北京100040 ； 2.河北工程大学河北邯郸056038）
摘要：为解决深大狭长基坑肥槽回填困难问题，通过试配实验，成功配制了一种新型基坑回填材料。新型回填材 料主要由基料、水泥、外加剂和水按照一定的配合比均匀混合而成，基料采用基坑开挖时弃土，主要为粉质黏土、粉 皮带架土或粉砂。工程应用中，在传统小型移动式混凝土搅拌站基础上进行改进，形成适用于回填材料生产的简化搅拌
设备，并实现回填材料的全自动化搅拌。现场搅拌形成的回填材料，具有流动性强，能够实现无振捣下自流充填基
坑肥槽內的空隙，并且凝固时间短，回填后的密实度和强度均能满足工程要求。
关键词：新型回填材料基坑肥槽回填工程中图分类号：TU753
文献标识码：A DOI ： 10. 3969/j. issn. 1009-4539. 2021. S1.068
Application of New Backfill Material in Foundation Pit Engineering
WANG Fei 1 , ZHAI Yuxin 1 , WANG Changlong 2
（1- China Rclway Construction Group Co. Ltd., Beijing 100040, China ； 2- Hebei University of Engineering , Handan Hebei 056038 , China ）
Abstract : In order ta solve the problem of backfilling in deep , narrow and Wng foundation pit , a new backfill material foo
foundation pit is successfulW made up by trial experiment. The new backfill material is composed of soil material , cement ,
admixture and w /cs , Ci ingredients are evenW mixed in a certain proportion. The soil material is abandoned soil in
foundation pit engineering , the main components are silt and silt clay. In application , the smart concrete mixing station is
irnproved and sirnplified ta produce new backfill material automatic ylly. The new backfill material * s Ouxility is excellent , it
can fill the foundation trench automatica/a without manual vibration and it can solidyU rapidW. The density and strength of
the new backfill material can meet the engineering requirements.
Key wo U s : new backfill material ； foundation trench ； backfill engineering
压力维持阀
1 前言
近年来随着地下工程的发展，建筑基坑深度不断
加深，由于地面施工空间受限，基坑肥槽宽度一般控
制在0.6~1.0 m ，肥槽内支撑结构腰梁宽度一般为 0.2-0.4 m ，这样导致基坑肥槽回填空间非常狭窄，
肥槽内分层回填夯实施工难度非常大、施工质量难以 控制。基坑肥槽回填不密实将造成建筑物散水破坏，
肥槽内入户管道变形破裂，管道渗漏进一步冲刷肥
槽，使肥槽内出现镂空现象，严重时雨水倒灌肥槽内，
使地下结构因抗浮力不足导致整体破坏。收稿日期：2021 -03 -23
基金项目：中铁建设集团有限公司科技研发计划项目（20-2a ）
作者简介：王飞（1987—），男，河北保定人，工程师，主要从事地下工程研究；E-mail ： ****************
夯机分层夯实，传统肥槽回填工法在深大狭小肥槽
中施工质量难以控制且施工工期较长，有些工程为
了保证肥槽回填质量，用低标号素混凝土回填肥 槽，这样虽然能够保证肥槽回填质量和回填工期， 但回填工程造价较高，而且素混凝土回填后强度较
高，后期管道维护时肥槽难以开挖。
2回填材料研究现状
徐佶霆等［1］从设计的角度阐述了常规基坑肥
槽回填材料、回填方法和回填质量控制的要求，并
王飞，等：新型回填材料在基坑工程中的应用
建议，对于肥槽宽度过小，不便回填土施工的情况，可采用素混凝土或搅拌水泥土回填。翟文静［2*在北京某奥运道路工程中应用注浆加固技术对奥运公园中心区地下交通联系通道（环遂）基槽回填土进行注浆加固。注浆材料采用水泥净浆，通过标贯和波速试验证明注浆加固明显改善了回填土的密实度。刘旭东［3*采用预拌流态固化土对北京城市副中心地下综合管廊肥槽进行回填。通过试验检测，采用流态固化土回填的管廊基槽，具有足够的强度和密实度，兼有地基处理的效果。关瑞［4*针对狭小空间基坑肥槽回填质量不易控制的特点，将回填土变更为石屑，采用平板振动器往复分层振捣，在腰梁底回填C15素混凝土，保证了腰梁下部的回填密实度，缩短了工期，降低工程成本。吴光华⑸采用天然级配砂对顶管工程工作坑和接受坑肥槽进行回填，水夯振捣密实。经轻便触探仪和灌砂法检验，回填质量满足工程要求。张平〔6*采用黏土和膨润土取代混凝土中的部分水泥，配置成塑性混凝
土，采用塑性混凝土和改性水泥土回填盾构线路上的中间风井，有效避免了盾构机穿过风井时涌沙和渗流现象。赵松⑺采用特殊的固化剂配制成快速回填材料，配合加热烘烤，回填材料3h内强度#1.5MPa，成功实现了路面填料回填和沥青铺筑同时施工。谭秀娟〔8*采用泡沫轻质土回填公路桥梁路基，有效减少了路基和桥梁的不均匀沉降，消除了桥头跳车现象。
从目前研究现状来看，深大狭长基坑肥槽回填材料主要以级配砂石、素混凝土、搅拌水泥土或常规素土回填配合后期注浆加固的方式。已有的回填方式与常规回填相比，在回填工期和回填质量方面都有一定的改善，但现有的回填工艺相对复杂，回填成本较高。
3新型回填材料
新型回填材料主要由基料、水泥、外加剂和水组成。其中基料以基坑工程开挖弃土为主，外加剂主要为速凝剂和减水剂。搅拌均匀后的回填材料依靠自身流动性，无需振捣即可在基坑肥槽内填充密实，依靠胶凝材料水化反应，回填材料12h内能够完成初凝，初凝后回填材料强度足够为后续回填提供工作面。24h完成终凝,7d强度能够达到0.4MPa。新型回填材料的组成如图1所示。
32配比组成
新型建筑回填材料基
料采用建筑基坑开挖时弃
土，土颗粒最大粒径不大于
5cm，有机质含量为小于
5%，含水率宜为10%-
20%，胶凝材料采用普通硅
图1新型回填
材料组成示意
酸盐水泥P.O42.5，掺量为基料干质量的6%〜8%，外加剂包括膨胀剂A、减水剂B和速凝剂C，膨胀剂A掺量为胶凝材料的5%-10%，减水剂B掺量为胶凝材料的1%〜2%，速凝剂C掺量为胶凝材料的3%〜5%。。根据工程基料的类型，通过试验试配选择适宜的外加剂掺量，当基料为粉土时外加剂A、B掺量取小值，当基料为黏土时外加剂A、B掺量取大值。3.2反应原理
新型回填材料以水泥胶凝材料为核心，水泥中的C3S、C2S、C3A等水化过程中，与自由水结合生成
C-S-H凝胶结晶，使混合材料固结硬化‘C-S-H凝胶结晶在土颗粒中均匀分布、使土颗粒紧密联结，构成材料骨架，固结后的材料密实且具有较高的强度。
外加剂A在水化过程中生成钙矶石，体积膨胀。混合材料中加入硫铝酸钙膨胀剂可以在水化过程中补偿混合材料固化时产生的干缩效应。
外加剂B能够减少混合材料的用水量，增强拌和材料的流动性，便于施工，利于基槽回填密实。
速凝剂C能够有效激发水泥的水化反应，加速拌和材料固化，提高材料固化后的早期强度。
3.2物理力学性能
通过室内试配试验和无侧限抗压强度试验研究不同水泥掺量回填材料固化过程中的物理力学性能。水泥单掺试验参数如表1所示，配制的回填材料不添加外加剂，不同水泥掺量回填材料固化强度随时间发展曲线如图2所示。
表1水泥单掺试验参数肘型电缆头
水泥掺
量/%
基料含
水率/%
坍落度/
mm
水胶
比
试块密度/
(g-cm3"
抗压强度/MPa
3d7d28d 620.02400.45 1.740.110.150.7 715.82350.45 1.750.170.210.5 819.42150.45 1.820.260.430.86
王飞，等：新型回填材料在基坑工程中的应用
(2)和易性：新型回填材料拌和物坍落度可控滑环电机
制在180〜250 mm ，可泵送也可溜槽施工，流动性
强，浇筑时无需振捣，可实现自密实。
(3 "体积稳定性：硬化后，体积稳定性好，干缩
小，水稳性好。
(4)抗渗性：与天然土壤相比，抗渗性大幅度
提升。
4回填工艺流程
43 工艺流程(见图4)
水泥作为主要胶凝材料，并加入外加剂进行激 发的试验参数如表2所示，加入不同外加剂的回填
材料固化强度随时间发展曲线如图3所示。
表2水泥+外加剂试验参数
线材生产一-■-水泥掺量8%，水胶比0.26，加入 . 减水剂、膨胀剂、FN-4速凝剂
-十水泥掺量8%，水胶比0.26，加入
减水剂、膨胀剂
水泥掺量8%，水胶比0.45，无外加剂
水泥
掺量/
%外加 剂基料 含水 率/%坍落 度;
mm 水 胶
比
试块密度/
(g-cm -3 )
抗压强度/MPa
3 d 7 d 28 d
8无
19.42150.45 1.820.26
0.430.868A + B 9.52000.26 2.050.380.76 1.80
8
A + B+C
9.5
220
0.26
2.05
0.39
1.20
2.10
图3水泥+外加剂试验固化强度曲线
通过试验发现当水泥掺量为8%时，回填材料
固化后3 d 强度能够达到0. 26 MPa ,28 d 强度为 0. 86 MPa ，基本能够满足回填要求。加入外加剂
后，搅拌材料用水量减少，水胶比降低，固化后7 d
强度比单独掺入水泥时提咼一倍以上。
3.3工作性能
新型回填材料主要性能&
(1)强度：根据需要,7 d 强度在0.4〜1.2 MPa
之间，满足基坑回填的要求；强度发展快,24 h 内完成 终凝,12 h 即可达到上人进行下一步施工的强度。
图4回填材料生产工艺流程
4.3主要生产步骤
(1)设备安装
钻孔灌注桩泥浆设备安装前应根据地基情况施作基础垫层，垫
层厚度不小于10 cm，设 备安置应平稳。水泥仓
基础应设置预埋筋并与
水泥仓支腿有效连接。
回填材料生产设备如图 5所示。
(2)现场试配试验
图5回填材料生产设备
现场试验前应先检验土质情况，搅拌用土最大
粒径不大于5 cm ，有机质含量小于5%，测定土的含
水率。根据室内试验材料配比现场搅拌，搅拌好的 材料倒入预先挖好的试验槽中，并留样同条件养
护。1 d 和3 d 分别进行现场开挖，检验回填材料强
度发展情况，并测试留样试块的无侧限抗压强度。
(3 "划分槽段
王飞，等：新型回填材料在基坑工程中的应用
正式浇筑前，应将基槽底可能影响回填密实度的杂物清理干净。根据肥槽深度和长度划分槽段，深浅坑处应设置格挡，深度相同的肥槽每隔50-100m划分一段，格挡可采用木模板、砌砖或堆置沙袋的方式。
(4)分层浇筑
现场浇筑可采用地泵、天泵或现场溜槽的方式进行浇筑。肥槽回填应先深后浅、分层进行，底层回填厚度不宜超过1.0m，其余各层回填厚度宜为1〜2m。下层回填材料终凝后方可进行上层回填。
5应用效果分析
回填结束后进行现场取芯检测。取芯点按照肥槽轴向均匀分布3个点位，每个点位取得完整芯样不少
于一组，每组3个试块，分别进行无侧限抗压强度试验。通过芯样材料的表观特性发现，固结后的回填材料，不同成分颗粒间紧密联结，握感较硬，单手不可捏碎。钻孔取芯芯样如图6所示。无侧限抗压强度获得的芯样强度为0-5〜0.45MPa。现场钻孔取芯芯样强度与实验室试配试块强度相比偏低，分析主要原因为，回填施工期间为冬季施工，回填材料受温度影响固化较缓慢，强度上升较慢。
图6钻孔取芯检测芯样
通过现场取芯检测发现，即使在冬季施工的条件下，新型回填材料的强度虽略有衰减，但其固结后的密实度和强度仍满足基坑肥槽回填的要求，与已有的回填工艺相比，质量可靠度高。
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:9：刘易•山区铁路无线列调改造施工关键技术:J]•铁道6结束语
通过课题研究和实践应用，新型回填材料的相关技术具有以下特点&
(1)新型回填材料以常规建筑材料为主要成分，简便易得，材料的流动性、强度、凝固时间能够满足工程回填要求，确保回填质量。
(2)生产设备简易方便，自动化程度高，能够有效提高生产效率。
(3)回填工艺简单，回填质量可靠，在常规项目中均可复制应用。
(4)新型回填技术可以消纳全部或大部分工程弃土，有效减少土方对外排放，利于低碳环保。
综合上所述，新型回填技术在深大狭长基坑肥槽中具有显著的工期效益、经济效益和社会效益。
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豫公网安备41160202000603
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