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预拌流态固化土在建筑工程中的应用

2023-01-14项崇涛XIANGChongtao任小虎RENXiaohu毛耐民MAONaimin

价值工程 2023年1期
关键词:流态固化剂施工工艺

项崇涛XIANG Chong-tao;任小虎REN Xiao-hu;毛耐民MAO Nai-min

(①中交三公局第三工程有限公司,武汉 430035;②中交第四公路工程局有限公司,北京 100022;③云南建投基础工程有限责任公司,昆明 650000)

0 引言

在工程施工过程中,经常会遇到基坑回填深度大、区域狭窄、难压实等困难,近年来北京新奥集团制定了《预拌流态固化土填筑技术标准》并通过了专家评审,并对该技术进行推广使用,得到了较为广泛认可。预拌流态固化土具有较高强度和适于泵送施工流动性等优点,不仅施工速度快,而且质量、成本可控,安全风险低,适用范围广泛,符合绿色环保、废物再利用的发展道路,具有广阔的工程适用空间。

1 工程概况

1.1 项目概况

雄安·金湖未来城项目位于雄安新区容东片区西南部,毗邻雄安市民服务中心、商务服务中心和金湖公园。项目建设内容主要包括住宅、公寓、商业、写字楼、酒店、配套公共服务设施等,该项目总投资约286.22亿元,总建筑面积246万平方米,其中地上建筑面积173万平方米,地下建筑面积73万平方米。

1.2 肥槽回填区域

A2-10-02地块商办楼基坑周长405.5m,基坑深度为8.2-12.9m,由于南侧肥槽宽度约为0.8-0.9m,此区域采用预拌流态固化土回填至冠梁顶(当有出墙套管时回填至套管底部标高),上部采用2:8灰土回填;东侧、北侧、西侧支护桩区域挡土墙外1200mm以内采用2:8灰土回填,此范围之外采用素土回填。(图1)

图1 商办楼狭窄肥槽区域实体图

1.3 酒店

A1-07-03地块酒店一层设计为花架梁结构,层高2.15m,外墙采用灰砂砖砌筑至梁底,除走廊下设管沟,其余位置均需回填至地面底标高。(图2)

图2 酒店花架梁实体及设计图

2 传统人工回填土施工工艺

2.1 施工工艺流程(图3)

图3 人工回填施工工艺流程图

2.2 施工工艺

2.2.1 基层处理及检查土料

①施工前应将基底的垃圾等杂物清理干净,排除积水。②检验回填材料是否符合规定要求。③土的含水率符合相关要求,如不满足需采取措施进行调整。

2.2.2 分层摊铺

①根据土质、设计要求的压系数和使用的压实机具性能,经过试验段确定摊铺厚度、碾压遍数等基本系数,以便指导施工。

②常用碾压机具对应的每层摊铺厚度及碾压遍数的参考值可见表1。

表1 常用夯实机具及层厚、遍数参考数据

2.2.3 夯打密实

①夯实之前将填土进行初步整平,采用蛙式打夯机等小型机具时,按既定方向逐夯进行,一夯压半夯,不留间歇,连成整体。两遍应纵横交叉,夯打密实至满足设计要求。

②基坑深度不同相连时,先施工深基坑部位,待施工至与浅基坑标高相同时,可同步回填夯实施工。

③基坑等回填应在四周或相对两侧同时施工。回填高差一般不应超过0.5m,以免对结构造成损坏。

④非同时施工段落应预留台阶,台阶高宽比一般为1∶2。

2.2.4 密实度检测

①每层回填后均应按规范要求进行环刀取样检测土的干密度;经检测合格后方可进行下一层的施工。

②基坑和房心采用环刀取样检测土的干密度,每层按每100m2~500m2取样一组;狭长基坑和管沟回填按每20m~50m取样一组,取样部位应为每层下半部分。

③每层填土的干密度应至少有90%满足设计要求,其余10%的最小值与设计要求值之差,不得大于0.08g/cm3,且不应集中。

2.2.5 修整找平

施工完成后,应放样复核标高,超过设计高程部位,及时依线清理;低于设计高程的部位,应补土夯打密实。

3 预拌流态固化土施工工艺

3.1 施工工艺流程

根据现场情况,采取土场设置搅拌站,罐车运输到回填现场采用溜槽或泵送回填方式,施工工艺如图4所示。

图4 预拌流态固化土施工工艺流程图

3.2 施工工艺

3.2.1 材料设备

①土方。预拌固化土用土可就近选择淤泥、淤泥质土、素填土、粘性土、粉土、粉细砂、中粗砂和黄土等,有机质含量不大于5%,其颗粒最大粒径不大于50mm。未经处理的污染土不得作为固化土的原材料。当采用淤泥作为预拌材料时,为达到设计要求的强度和性能,须加入一定量的砂。本工程挖土方基本为粉质黏土、粉土、砂类土,经筛分后满足使用要求。(图5)

图5 土场土方筛分

②固化剂。固化剂抗压强度是根据工程要求而定,其强度必须满足设计要求的强度值。固化剂种类的不同可以满足不同龄期、不同强度的要求,其组份根据要求的龄期需要达到的强度值而定。基本组成为:50%的水泥,40%的富含活性Al2O3和SiO2为工业废渣(如矿渣、钢渣、粉煤灰等),2%的表面改性剂(改善土颗粒的表面活性和电荷状况),8%的活性激发剂,促进固化剂和其他矿物的水化反应。(图6)

图6 固化剂存放区

③水。符合《混凝土用水标准》JGJ63的有关规定,本工程从办公区接入市政供水管线,存入设备边侧水桶以便拌合使用。

④设备。JS1000移动搅拌站1套,80吨卧式水泥仓一个,进出场及设备组装用100-200吨吊车1台,渣土上料装载机或挖掘机1台。每个工作段配置铁锹、锄头、水平尺等施工设备。(图7)

图7 预拌流态固化土拌和系统及水泥仓

3.2.2 配合比设计

参考某管廊项目试验不同强度所对应的配合比,结合本工程设计要求,通过试验确定配合比为:土∶水泥∶水∶添加剂=1273∶150∶644∶6,为保证拌合料的流动性,其坍落度不小于240mm,同条件养护28d强度不低于0.8MPa。(表2)

表2 不同强度所对应的配合比

根据所确定配合比,据试验所得强度增长如表3所示(日平均气温不小于10℃)。

表3 预拌流态固化土强度增长表

3.3 工程施工

3.3.1 拌和

固化土生产采用强制式搅拌站集中拌和,固化土拌和系统主要包括固化剂各组分存储输送及计量系统、水输送及计量系统、浆液拌和及输送计量系统、土输送及计量系统和固化土拌和系统。将弃土进行筛分,固化剂、水等材料储备,通过相对应的系统分阶段按配合比输送入拌和系统进行搅拌1min后即可出料。(图8-图10)

图8 预拌流态固化土拌和控制系统

图9 预拌流态固化土生产监控系统

图10 水泥、固化剂等计量系统

3.3.2 运输及浇筑

预拌流态固化土成品料采用罐车运输至施工现场,采用溜槽或地泵进行浇筑。固化土用于基槽回填或管线回填时,为了防止对基槽或管线产生较大的侧向推力,浇筑作业应对称进行,浇筑高差不宜大于1m。如基槽内结构或管线未做抗浮设计或者措施的,首次浇筑不宜超过0.5m。

①拟回填肥槽的未封闭部位采用木模板支设,模板支设应符合相关验收要求。②回填前应清理基层,表面应无纸屑、树枝等杂物。③填筑施工应连续进行,采用溜槽或地泵输送至回填部位,无需振捣。④施工完毕,采用覆土或塑料薄膜覆盖养护。(图11、图12)

图11 预拌流态固化土运输

图12 预拌流态固化土浇筑

4 对比分析

4.1 费用对比

根据河北省建筑工程预算定额,人工回填土方1km以内运距为37.72元/m3。

预拌流态固化土为近几年才应用于工程施工,所以暂未定额,根据签订合同,定价为240元/m3,包括施工和税金。

4.2 工效对比

预拌流态固化土基本生产量为1m3/min,按每小时生产50m3考虑,可24小时不间断施工,预计日生产量1000m3左右;

人工回填土5m以内取土、回填、铺平、夯实,人工一方土大概需要0.8-1个工时;一个工日大约7-10立方。

4.3 质量方面

预拌流态固化土采用机械化生产,罐车运输至现场浇筑,无须振捣,浇筑完成进行简单养护即可达到预计强度,工艺简单,质量控制有保障;

采用人工回填土方则边角难夯实、层厚不易控制,因人占主要因素,施工质量较难控制,较易出现沉降量超标、差异性沉降等施工质量问题。

4.4 安全方面

预拌流态固化土施工机械化生产,运至现场直接浇筑,只需做好临边防护,避免人员掉入新浇筑作业面中,出现人员伤亡;人工回填则需在10m以上肥槽等狭窄区域中进行土方作业,则有机械伤害、高处坠落、坍塌、物体打击等安全风险。

5 结语

本文通过预拌流态固化土和人工回填土施工工艺、费用、工效、质量、安全方面的分析,可以得出对于狭窄肥槽以及室内回填等不便于机械施工的区域,出于施工进度、质量和安全考虑,预拌流态固化土更有利于现场的施工。对于相类似的工程有很好的借鉴意义。

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