基坑狭窄区域回填密实方法”的技术效益分析

 周保生，江建，陈智斌

 （深圳市市政工程总公司，广东深圳518034）

摘要：结合工程实例，详细分析专利技术“基坑狭窄空间回填密实方法”的技术特点和社会经济效益。采用该技术成功解决基坑狭窄r域同填的难题，提高r程质量，节约施工工期，社会经济效益显著。

关键词：狭窄区域；回填密实方法；技术特点；社会经济效益

中图分类号：TU753文章编号：1004-4655( 2016) 03-0093-03

 对深度较大、作业面狭窄的基坑回填，由于受到施工场地的限制，大型机械设备无法使用，给基坑回填工作带来严重的困难，往往会出现回填后沉降明显以及室外地坪开裂、空鼓、下陷等质量问题，严重影响建筑物周边环境的美观，甚至会造成回填区域地下管线变形、损坏。

 针对上述基坑狭窄区域回填施工出现的难题，本文通过室内模拟试验、理论分析、现场试验，开发了一套“基坑狭窄区域回填密实技术”，并申请发明专利，已经于2015年8月26日获得国家知识产权局的授权。该专利的名称为“基坑狭窄区域回填密实方法”，专利授权号为ZL201310364116.9。

 本文通过工程实例，分析该专利技术的技术特点和社会经济效益。

1工程简介

 深圳市专用通信局生产综合楼项目（ZTL项目）位于深圳市福田区，用地面积4 290 m2，地上5层，地下2层。基坑周长240 m，深度9.6~10.6 m，基坑侧壁南侧安全等级为一~二级，围护结构与地下室侧墙的距离约为1.0~1.5 m，该基坑回填土方为3 000m3。

 由于基坑深度较大、回填作业面较窄，如果基坑回填材料选用黏性土，采用传统的回填工艺，无法使用大型机械分层碾压、分层夯实，回填土的压实度将无法达到设计要求的94%压实度。如果回填材料选用中粗砂，又将增加成本。为此，进行技术攻关，选用石粉渣、建筑废弃物再生材料作为回填材料，采用专利技术“基坑狭窄区域回填密实技术”，成功解决狭窄作业空间深基坑回填的技术难题，节约成本，提高施工效率，加快工期。

2基坑回填施工

2.1回填方案

 本工程基坑回填区域狭窄，填料选用建筑废弃物再生材料、石粉渣，采用振动水密法基坑回填密实技术。

 根据现场条件将基坑划分成3个回填区域（见图1）。

 区域1为基坑南侧DE段，填料为石粉渣，拟定分层厚约1.0~1.5 m；区域2为基坑北侧AB段，填料为建筑废弃物再生材料，拟定分层厚度约1.0~1.5 m;区域3为基坑东侧BC段，填料选用石粉渣。3个区域均采用基坑狭窄区域基坑回填密实技术；基坑西侧作为现场运输通道，一次性回填。各部分衔接区域砌24 cm砖墙分隔，墙两侧对称回填，保持墙体两侧稳定。

2.2回填材料

 回填所采用石粉渣来自一家石料厂，是用花岗岩、石灰岩等石料生产碎石过程中产生的弃料，由石粉、石屑组成。所采用的建筑废弃物再生材料是由拆除旧建筑（建筑构件）所产生的混凝土块、砖块等建筑废弃物经过粉碎处理后形成的散体材料。

 在基坑回填施工之前，首先对现场使用的石粉渣、建筑再生材料做土颗粒分析和击实试验，以确定填料的类别、最大干密度、最优含水量。颗粒分析试验结果表明：该建筑废弃物再生材料和石粉渣均属于级配不良砂，两者都属于人造砂性土。采用击实试验确定填料的最大干密度和最佳含水量。击实试验结果：石粉渣最大干密度1.89 g/cm3，最佳含水量6.6%；建筑废弃物再生材料最大干密度1.73 g/cm3，最佳含水量约为15.2%。

2.3施工工艺及关键技术

基坑狭窄区域回填密实施工工艺流程图见图2。

 基坑狭窄区域回填密实关键技术如下。

 1)设置灌排水系统。排水盲沟的积水汇集到集水井，通过水泵抽至地面的储水箱，以备回填施工使用。

 2)清理基底。施工前基底一定要清理干净，排干淤泥和积水，清除基底杂物和不适宜材料，做到无垃圾、无浮土，保证处于平整、密实状态。

 3)分层摊铺。预先在待回填区域画出分层高度线，将填料按照一定的松铺厚度分层摊铺，填料厚度严格按照画线控制，并用人工整平，每完成一层重新划定下层的回填高度。填料最大粒径≤200 mm。再生材料及石粉渣分层厚度1.0~1.5 m，通过水准仪将每层摊铺高度在基坑护壁上用红漆标注，控制每层摊铺高度，并用人工或机械整平。

 4)灌水渗透。分段或分块将储水箱里的水喷洒或喷灌于填料表面，待填料全没入水下，可以认为填料灌水充分，停止对集水井的降水，让水充分渗透填料。

 5)振捣密实。振动棒振捣是本工艺的关键环节。施工人员站在本层回填料表面，将插入式振动棒插入填料中，从填料表面每30 cm停留30 s，充分振捣，再往下振动。最后振动棒插入到下层填料表面，停留30~60 s，使2层填料能很好衔接。控制拔棒速度≤1 m/min。振动棒每次移动的距离应不大于振动器作用半径，振动棒的作用半径一般为300~400 mm。充分振捣密实，做到不漏振，保证填料饱和密实。振捣遍数以2~3遍为宜，至少2遍。振捣完成，晾干填料表面，待下一层回填前重新放出该层标高线，重复上述工作，每回填2层，预留1d时间对其进行压实度检验。

 6)密实度检测。每层填料振捣完成后，待填料表面没有积水，即对该层填料进行压实度检验，压实度检验采用灌砂法。

2.4检测数据分析

 基坑回填施工过程中，对施工情况做记录。基坑南侧每层石粉渣只振捣1遍，振捣的遍数没有达到回填方案设定的要求，影响回填质量和填料的压实度。北侧建筑废弃物再生材料振捣2遍。

 每层回填之后的第二天采用灌砂法进行压实度检测。在回填完最后1层后，每隔几天再次进行压实度检测。压实度检测结果见表1和表2。

  根据现场回填施工情况和表1、表2得出结论如下。

 1)南侧石粉渣同填区域的压实度偏低，主要原因是仅仅振捣1遍。

 2)北侧区域压实度最大达到98.6%，达到基坑回填的设计要求。

 3)插入式振动棒的振捣遍数对密实度有显著影响，振捣遍数宜为2~3遍。只振捣l遍很难达到设计要求的94%压实度。

 4)突破现行规范对回填材料分层厚度的限制(0.2~0.3 m)，最大分层厚度约为1.5 m，在振捣2遍情况下，填料压实度> 94%，满足规范或设计要求。

 5)密实效果还与留振时间、振点间距有关，每个振点的留振时间≥30 s，振点间距宜为300~400 mm。

 6)回填材料采用石粉渣、建筑废弃物再生材料等散体材料时，采用振动水密法回填工艺技术，密实效果显著，适合基坑狭窄区域回填施工。

3技术分析

 基坑狭窄空间回填密实技术的工艺原理：将砂土、石粉渣、建筑废弃物再生材料等散体回填材料，按照一定的松铺厚度摊铺，加水饱和，用插入式振动棒深入回填材料内部振捣密实，待回填面没有积水后检测每层的压实度。理论上来讲，就是利用水在各材料中的润滑作用，将颗粒间的缝隙填充，振捣期间，在水的流动、排出带动下，小颗粒填充到大颗粒间的缝隙间，起到提高密实度的作用。

 该技术解决基坑狭窄区域无法使用大型机械、无法采用传统回填工艺技术的基坑回填技术难题，从而满足设计和规范要求的回填材料压实度，提高基坑回填效率，具有显著的社会经济效益。

 与现有技术相比，该技术具有操作方便、工期短、效率高、容易保证质量的优点。其技术特点如下：首先，插入式振动棒能够深入到回填材料中部和底部振捣，回填材料松铺分层厚度可大大增加，松铺分层厚度可达到1.0~1.5 m，远大于现有技术的0.2~0.3 m，施工效率大大提高；其次，可以通过增加振捣遍数、减小振点中心距，有效控制深基坑回填质量。当回填面宽度较小时，采用该方法，不仅达到设计和规范要求的回填材料压实度，还提高基坑回填效率。

4社会经济效益分析

 基坑狭窄空间回填密实技术具有明显社会效益和经济效益。

 1)解决基坑狭窄区域基坑回填技术难题。当回填面较窄（小于2m）、基坑较深时(大于等于5m)，无法使用大型机械，也很难采用传统回填施工工艺技术。对于此类回填区域，如果选用黏性土作为回填材料、使用小型机械施工，很难满足设计的压实度。选用石粉渣、建筑废弃物再生材料、砂土等作为回填材料，很好地解决了狭窄区域基坑回填技术难题。

 2)提高基坑回填质量，该技术很好解决基坑回填工后沉降问题，基坑回填后沉降几乎为零，解决室外地坪开裂、空鼓、下陷等大量基坑回填质量问题，维护建筑物周边环境的美观，避免部分回填区域所埋地下管线变形甚至被破坏。

 3)节约施工成本。当选用石粉渣、建筑废弃物再生材料作为回填材料，与使用中粗砂相比，可降低材料成本约50%。

 4)提高回填效率，可缩短工期50%。现有基坑回填方法通常采用压实或夯实的施工工法，技术或规范要求分层回填材料、压实（或夯实）、检测，每层厚度为0.2~0.3 m，分层厚度过大时，无法达到设计的压实度，回填效率低。与现有技术相比，采用振动水密法回填工艺时，插入式振动棒能够深入回填材料振捣，回填材料分层厚度可大大增加，分层厚度可达到1.0~1.5 m，施工效率大大提高。

 深圳市专用通信局生产综合楼项目基坑回填结束至今，工后沉降几乎为零，压实效果显著，没有出现室外地坪沉陷、开裂等情况。该基坑回填项目实际工期为22 d；若选用黏性土作为回填材料，计划工期45 d，节约工期约23 d，施工进度加快50%以上。

 经测算，与选用中粗砂回填相比，节约成本50%，整个基坑回填施工节约材料费约20万元。综合计算工期、机械台班、人工等费用，该基坑回填项目共节约成本约50万元。

5结语

 采用专利技术“基坑狭窄空间回填密实方法”成功解决基坑狭窄区域回填的难题，取得显著的社会经济效益。本文通过工程实例，总结出该技术的技术特点、社会经济效益。

 1)技术特点。该方法大大提高填料的分层厚度，突破现行规范的规定，最大分层厚度达到1.5 m，提高基坑回填的效率；在振捣2遍的情况下，回填材料压实度可达94%以上，满足规范、设计要求。

 2)社会经济效益。解决基坑狭窄区域基坑回填技术难题，提高基坑回填质量，避免室外地坪开裂、空鼓、下陷等基坑回填质量问题；提高回填效率，节约工期，降低施工成本，缩短工期50%，降低材料成本约50%。