软土地区泡沫混凝土回填应用技术.pdf

浙 江建筑 ， 第 3 2卷 ， 第 3期 ， 2 0 1 5年 3月 Z h e j i a n g C o n s t r u c t i o n，Vo 1 ． 3 2，No ． 3，Ma r ． 2 0 1 5 软土地 区泡沫混凝土 回填应用技术 Ba c k — F i l l Ap p l i c a t i o n Te c h n o l o g y o f F o a me d Co n c r e t e i n t h e S o f t So i I Ar e a 洪水 良 HONG Sh ui l i a n g ( 浙江宝业建设集团有限公司 ， 浙江 绍兴 3 1 2 0 2 8 ) 摘要 ： 近年来 ， 因回填土质量达不到要求 ， 引起 的地面下沉开裂、 不均匀沉降、 室外踏步散水下沉等现象 时有发生 ， 严重影 响 结构安全和使用功能 。现结合对泡沫混凝 土力学性能分析 ， 从理论上分析 了采用泡沫混凝土替 代黏性 土回填后能有效 降低工后 沉降 ； 并通过其在绍兴柯桥某工程的实践应用论证 了泡沫混凝土回填的施 工可行性 。 关键词 ： 软土地区 ； 回填 ； 泡沫混凝土 ； 沉 降 中图分类号 ： T U 7 5 3 文献标志码 ： B 文章 编号 ： 1 0 0 8— 3 7 0 7 ( 2 0 1 5 ) 0 3— 0 0 4 6— 0 3 目前 ， 回填 土在 建 筑 工程 地 基 与 基 础 中 的使 用 越 来越 广泛 ， 根据 规范 要求 ， 回填 土必 须具 有足 够 的 强度和稳定性 ， 不能产生较大 沉降 ， 并满 足使 用功 能 。但 在工 程实 践 中 ， 由于忽视 回填 土材料 选择 、 分 层回填厚度、 压实机具等因素， 往往导致项 目交付后 出现地面下沉开裂 、 不均匀沉降、 室外踏步散水下沉 等现象 ， 事后补救常常得不偿失。 1 工程概况及地质情况 绍兴龙湖原著小 区一期 ( G一3 2地块) 位 于 中 国轻 纺城柯 桥 钱 陶公 路 与太 平 路交 接 处 ， 2 4幢 联 排 结构 形式 为框架 结构 ， 使用 年 限为 5 0年 ， 地上 3层 ， 地下 1层 。总建 筑 面积 2 4幢 联排 约计 3 ． 5 7万 ／ ／ 1 。 地 上面 积 约 2 ． 4万 m ， 地 下 面 积联 排 地 库 约 1 ． 1 7 万 m 。 根据本工程地质勘察报告 ， 现场总体地势平坦 ， 自然地坪标高为黄海高程 5 ． 2 m， 各土层构成及分 布 自上而下依次为 ： ① 一1填土 ， 层厚 0 ． 5～1 ． 3 m， 全场分布 ； ② 一1 粉质黏土 ， 层厚 1 ． 0～ 4 ． 4 m， 全场 分布 ( 局 部 为 黏 质 粉 土 ) ； ③ 淤 泥 质 黏 土， 层 厚 1 7 ． 0～1 9 ． 3 m， 全场分布 ； ④粉质黏土 ， 层厚 1 ． 5～ 8 ． 5 m， 全场分布。地下水类型主要为松散岩类孔隙 水 ， 赋存于上部①填土层。场地潜水水位埋深1 ． 2 0 n l ， 年水位变幅约 0 ． 5～1 ． 5 m。 2 回填 土施工难点及对 策 2 ． 1 回 填 土施 工 难 点 ( 1 ) 根据施工图纸， 联排 区场外 自然地坪标 高 为 黄海 高程 5 ． 2 n l ， 完 成 面 标 高 最 高处 黄海 高 程 为 8 ． 3 m， 回填土 方 最 高 区 域 厚 度 达 3 ． 1 m， 根 据 本 地 区地 质情 况及 周边 的项 目回填 土 现 状 ， 回填 土方 超 过 1 ． 5 m时， 容易 出现地 面下沉开裂、 不均匀沉 降、 室外 踏步 散水 下沉 等现象 ； ( 2 ) 室外 悬 挑板及 悬 挑 踏步 底 部 土方 无 法 回填 夯 实到位 ， 易造 成该 处地 面下 沉开裂 。 2 ． 2施 工对 策 针对上述施工难点 ， 考虑柯桥地质情况及周边 项 目回填 土现状 ， 经 与业 主 、 监 理等单 位 的沟通 协调 后 ， 决定采用泡沫混凝土代替局部回填土 ， 以保证回 填土质量 ， 减小工后沉降。具体做法如下 ： 收稿 日期 ： 2 0 1 4—1 2—0 8 作者 简介： 洪水 良( 1 9 7 1 一 ) ， 男 ， 浙江绍兴人 ， 工程师 ， 从事建筑工程项 目管理工作。 第 3期 洪水 良： 软土地区泡沫混凝土回填应用技术 4 7 ( 1 ) 回填土方最高区域厚度达 3 ． 1 r n ， 底部采用 泡 沫混凝 土 回填 ， 控 制 上 部 回填 土 厚 度 在 1 ． 5 m 以 内 ( 上部 回填 土厚 度 控 制 1 ． 5 m 主 要 兼 顾成 本 控 制 及绿 化需 要 ) ； ( 2 ) 室外悬挑板及悬挑踏步底部一定范围内采 用 泡沫 混凝 土 回填 。 2 ． 3 泡沫 混凝 土 的物理 力 学性 能 泡 沫混 凝土 是通 过 化学 或物 理 的方式 将空 气 或 氮气、 二氧化碳 、 氧气等气体引入混凝土浆体 中， 经 过合理养护而形成的含大量细小 的封闭气孔 ， 并 具 有 相 当强度 的混凝 土 制 品 ， 是 一 种 新 型 的节 能 环 保 型 建 筑材 料 。该 材 料 具有 以下 特点 ： 2 ． 3 ． 1 轻 质 由于 泡 沫 混 凝 土 内部 含 大 量 细 小 的 封 闭 气 孔 ， 密度小 ， 作为 回填材料时能有 效降低基底 附加 应 力 。 2 ． 3 ． 2 密 度 和强度 可 调节性 可根据实 际工程需要改变不 同的材料组成用 量 、 不 同的气 泡率 等来 调 整其 密度 和强 度 。 2 ． 3 ． 3弹性模 量 高 泡 沫混 凝 土弹性 模 量可 达 3 0 0～1 2 0 0 MP a 。 2 ． 3 ． 4良好 的施 工性 采 用 高 压泵 送 的方 式 浇 筑 ， 可在 狭 小 空 间 内浇 筑 ， 自流平 ， 无须 碾 压 或 振 捣 ， 特 别 适 用 于 无 法碾 压 或 振捣 部位 的 回填施 工 。 2 ． 3 ． 5 耐久 性好 泡 沫混 凝 土 属 于 水 泥 类 材 料 ， 具 有 良好 的 耐 久 性 。 2 ． 4沉 降计 算对 比分析 本工程位于软土地 区， 回填引起的后期沉降包 括 回填材料 自身沉降及超载引起下部土层的固结变 形 ， 本 文针 对 回填 土方 厚度 达 3 ． 1 i n区域 ( 选 择 1 6 # 、 1 7 # 楼 与 1 9 # 、 2 0 # 楼 之 间填土 范 围 1 2 m 7 0 m分 析 ) 对采用泡沫混凝土前后进行计算分析。沉降计算按 《 建筑地基基础设计规 范 ( G B 5 0 0 0 7 --2 0 1 1 ) 》 分层 总和 法进 行 ， 将 1 2 m 7 0 m 范 围内填 土视 作 超载 引 起 的附加应力 ， 为简化计算 ， 计算回填超载引起工后 沉 降 计算 仅计 算 至 淤 泥 质 黏 土底 部 位 置 ； 回填 土按 规范 要求 分层 夯 实 后 ， 不 计 回填 土 及 泡 沫 混凝 土 压 缩变形。计算 简图详图见图 1 ， 选用 的计算参数见 表 1 ( 回填材料泡沫混凝 土重度取 8 k N ／ m ， 黏性土 取 1 9 k N ／ m。 ) 。 沉 降计算点 厂 — — 一 图 1沉降计算简图 表 1 回填土方 区域地质情 况参数 表 2 ． 4 ． 1 采用 黏性 土 回填 时 的工 后沉 降 根据 《 建 筑 地 基 基础 设 计 规 范 ( G B 5 0 0 0 7 — 2 0 1 1 ) 》 中 的“ 5 ． 3变 形 计算 ” ， 黏 性 土 回 填 引起 超 载 P= 3 ． 11 9=5 8 ． 9( k P a ) ， 考 虑 沉 降 计 算 经 验 系 数 1 ． 1 。 矩形 面积 上均 布荷 载作 用下 角点 法 的平均 附加 应 力 系数 按 1 ／ b =3 5 ／ 6 —6 ， ／ b=3 ／ 6=0 ． 5 ， Z 2 ／ b = 2 1 ／ 6= 3 ． 5 ， 查 表得 ： 1 = 0 ． 2 4 7 ， 2 = 0 ． 1 6 0 8 。 n T’ s= = ∑ ( 一 。 _ 1 ) I = l—s ‘ △l=S：1 ． 1[ 5 8 ． 9 ／ 5 ． 3( 0 ． 2 4 743— 0 )+5 8 ． 9 ／ 2 ． 5 5( 0 ． 1 6 0 842 1—0 ． 2 4 74 3 ) ]=3 0 4 ( mm) 2 ． 4 ． 2 采用泡沫混凝土 +黏性土回填时的工后沉降 泡 沫混凝 土 +黏性 土 回填 引起 超 载 P = 1 ． 5 1 9+1 ． 68 =4 1 ． 3 ( k P a ) △2=S=1 ． 1[ 4 1 ． 3 ／ 5 ． 3( 0 ． 2 4 743— 0 )+4 1 ． 3 ／ 2 ． 5 5( 0 ． 1 6 0 842 1—0 ． 2 4 74 3 ) ]=2 1 3 ( mm) 通 过上 述计 算结 果 的对 比分 析 ， 我 们可 以发 现 ， 当底 部 1 ． 6 n l 范 围 内采用 泡 沫混 凝 土 回填 后 ， 回填 引起超 载 的工后 沉 降 变 形 明 显减 小 ， 工后 沉 降量 由 3 0 4 mm减小至 2 1 3 m m， 比原计算沉降量 降低 3 0 ％ 左 右 。 3 泡沫混凝土 回填 施工 3 ． 1 施 工准备 ( 1 ) 在 浇 筑 泡 沫 混 凝 土 之 前 应 做 好 基 底 防 、 排 水工作 ， 排水应在红线外侧 1 IT I 处设置排水边沟， 将 积水 排人 边沟 ， 再 就近 排入 河道 。 ( 2 ) 清理 施 工 区域 基 坑 底 部 积水 和 杂 物 ， 保 证 在 浇筑 时基坑 底 部 无 杂 物 、 无 积 水 和无 松 软 土 。做 好基层清洁 ， 不能有油污、 浮浆 、 残灰及杂物等。 4 8 浙江建筑 ( 3 ) 施 工前 做 好 施 工 区域 的清 理 工作 ， 确 保 浇 筑施 工 无障碍 ， 保证 施工 期满 足环保 要求 。 3 ． 2施 工 工 艺 泡 沫混凝 土 回填施工 工艺 见 图 2 。 图 2泡沫混凝土回填施 工工艺 3 ． 3施 工质 量控 制要 点 ( 1 ) 水 泥 宜 采 用 4 2 ． 5级 及 以上 的通 用 硅 酸 盐 水泥， 通过试验掺入适量外加剂保证泡沫混凝 土的 流 动性 。 ( 2 ) 泡沫 混 凝 土 回 填施 工 前 ， 基 底 不 应 有 明显 积水 和 杂物 ； 自较低 的地 方开始 回填 。 ( 3 ) 浇 筑 过程 中， 泵 送 管 出 口应 与 浇 筑 面保 持 水平 ， 不 宜采用 喷射 方式 浇筑 。 ( 4 ) 浇 筑应 沿浇 筑 区长 方 向 自一端 向另 一端 浇 筑 ； 如采 用一条 以上浇筑 管浇 筑时 ， 则可并 排地 从一 端 开始浇 筑 ， 或 采用 对角 的浇筑 方式 。 ( 5 ) 浇 筑过 程 中 ， 当需要 移 动 浇筑 管 时 ， 应沿 浇 筑管 放置 的方 向 向后 移动 ， 而不 宜左 右移 动浇筑 管 ； 如确实需要左右移动浇筑管则应将浇筑管尽可能地 提 出当前 浇筑 泡沫混 凝土 表面后 再移 动 。 ( 6 ) 浇 筑 时 ， 遇 大雨 或持 续 小雨 天 气 时 ， 应对 未 硬化 的填 筑体表 层进 行覆 盖 。 ( 7 ) 泡 沫 混凝 土 强度 小 于 0 ． 6 MP a时 ， 禁 止 回 填上 部黏 性土 。 ( 8 ) 浇 筑过 程 的质量控 制应 符合 表 2的要求 。 表 2浇筑过 程的质量控制 4 回填后效果及监测数据 1 6 # 、 1 7 # 楼与 1 9 # 、 2 0 # 楼之间( 回填土范围为 1 2 m7 0 m) 于 2 0 1 3年 5月底 回 计算点 ( 图 3 ) 处设置沉降监测点， ( G B 5 0 0 2 6 --2 0 0 7 ) 》 采 用 四等 监 ： 点误差限制在 2 mm， 每隔 3 0 2 0 1 4年 1 1月底沉降监测点处累{ ( 由于 回填 区域下 部 土 层在 联 排方 车等重 车压 实及 淤泥质 黏土 本身 I 造成实际监测数据与计算值有较： 图 3联 排处回填效 5 结 语 通 过龙湖 原著 小 区一 期 ( G ． 3 实 践证 明 ， 采 用泡 沫 混凝 土替 代 室 外悬 挑踏步 底部 土方 难 以 回填 同时当在回填较厚 区域部分替代 降低 基 底附加 压力 ， 减小 工后 沉 陷 沉开裂 、 不均匀沉降等现象 ， 具有 J 参 考 文 献 [ 1 ] 周明杰 ， 王娜娜 ， 赵晓艳 ， 等． 泡沫 混凝 展[ J ] ． 混凝土 ， 2 0 0 9 ( 4 )： 1 0 4—1 0 7 ． [ 2] 中国建筑科学 研究 院． G B 5 0 0 0 7 --2 0 1 范[ s ] ． 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0