流态固化土技术应用分析与案例详解

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关于几个术语，可以定义如下：

关于预拌固化土：

在经过预处理的土（岩土）或泥浆中加入固化剂、必要的水和添加剂，通过特定的搅拌机拌合均匀，经填筑、养护后，凝固成为具有一定强度、水稳定性、低渗透性的岩土工程材料。

关于预拌流态固化土（流态固化土）：

制备的混合料具有一定流动性、可采用浇筑施工的预拌固化土，简称“流态固化土”。

关于固化剂：

以CaO、活性Al2O3和SiO2为主要成分，必要时可添加具有改善土颗粒表面性质的功能性添加剂和活性激发剂制成的复合胶凝材料。

关于流态固化土施工性的表征问题：

有的采用混凝土坍落度仪测试的坍落度来进行表征流态固化土拌和物的施工性。实际上，流态固化土的土颗粒尺寸通常较小，一般不适合采用混凝土的坍落度仪进行测试，除非含有粒径大于20mm以上的粗颗粒土或其他粒料。进一步而言，仅仅用坍落度表征施工性具有较大的局限性，特别是流动性较大的（如坍落度值超过240mm），就很难进一步区分拌和物的施工流动性了。这时，采用扩展度可以作为较好的补充，也便于进行质量控制。但对流态固化土的扩展度与施工性相关性的研究较少。

目前适合测试流态固化土拌和物工作性的指标为——流动度，可以定义为：流态固化土拌和物从特定的测试筒中坍落后扩展形成饼状物的直径。

然而，用于测试拌和物流动度的测试筒，有若干类型和尺寸，如截锥筒，常见的尺寸为：上部内径50mm，底部内径100mm，高度150mm；如日本常用的圆柱筒，内径80mm，高80mm；如美国常用的圆柱筒，内径75mm，高150mm。同一种拌和在三种测试筒测试条件下的流动性是不同的。经我们的研究，推荐使用测试筒为内径75mm、高150mm的圆柱筒。一方面是试验操作较为简单，另一方面，试验的区分度较为明显。

采用这种试验方法，可以根据固化土拌和物的流动度，将固化土拌和物粗略分为三类：

◆ 流动度<120mm，塑性拌和物；

◆ 流动度120-220mm，流动性拌和物；

◆ 流动度>220mm，大流动性拌和物。

需要说明的是，上述分类是粗略的，没有严格的界限。在一定的施工要求下，不同固化土拌和物的流动度控制未必也是相同的。固化土拌和物，其流变性能与混凝土拌和物有很大区别，需要开展更为细致的研究和分析。

作者简介：周永祥，博士/研究员。国家建筑工程技术研究中心建材研究部主任，CCPA 岩土稳定与固化技术分会秘书长，中国建筑学会建筑材料分会副理事长兼秘书长。长期从事岩土固化、固废利用和混凝土技术。15801570532，xiangzizhou2006@126.com

案例1

成都天府国际机场航站区基槽流态固化土回填

成都天府国际机场航站区总建筑面积约110万㎡，包含T1航站楼、T2航站楼及GTC、停车楼等工程。四川三合利源环保建材有限公司负责实施该工程的基槽流态固化土填筑工程。基本技术路线为：针对天府国际机场工程的需要和岩土特性，就地取土，掺入专用的高效岩土固化剂，通过独创工艺和特殊机械进行拌合均匀，形成具有大流动性的混合料，通过泵送施工或者自主卸料，现场无需振捣浇筑，硬化后形成具有一定强度、高水稳定性、低渗透性和保持长期稳定的新型岩土工程材料——流态固化土。

经过前期充分准备，2018年11月，在成都天府国际机场综合管廊开始浇筑流态固化土，参建各方对实施效果高度满意，从此拉开了流态固化土在四川省境内利用的序幕。

该项目的成功实施，突破了利用当地页岩土为主的工程弃土制备流态型固化土的技术瓶颈，形成了“材料开发-成套设备-工艺优化-施工组织”等全方位的技术体系，是流态固化土技术的全面提升，达到了一个新的技术高度。

固化土的无侧限抗压强度设计值为：3d 不小于0.3MPa，7d不小于0.5MPa，28d不小于0.8MPa。生产流态固化土的控制参数：灰土比（固化剂：干土质量）不低于0.15，拌合物湿容重不低于1700kg/m3。固化土拌合物坍落度控制在220mm±20mm，可泵送施工，浇筑时无需振捣。

覆盖养护与断面情况

该项目是中国建筑科学研究院周永祥研究员主持的“十三五”国家重点研发计划子课题“利用低品位原料和固废制备岩土固化剂及其应用技术研究”（编号：2018YFD1101002-04）的示范工程。依托最新科研成果，进一步提升技术水平和产品质量，同时为四川三合利源环保建材有限公司正在主编四川省工程建设地方标准《预拌流态固化土填筑技术标准》提供了科技支撑。

案例2

四川省妇幼保健院（四川省儿童医学中心）

天府院区建设项目的基槽回填

一期项目地下室负一层1号楼侧壁回填区域作业面狭窄，传统的回填方法施工难度大，机械无法作业，夯实难度大，危险性高且无法达到甲方回填质量要求。

四川三合利源环保建材有限公司与中国建筑第八工程局紧密合作，采用新型环保填方材料——流态固化土进行回填，有效的解决了上述技术痛点。在回填过程中，大量采用直放、泵送方式，连续作业快速施工。在浇筑同时，负一楼主体内初装同时进行，缩短了施工周期，大量的节约了人力、机械使用，同时排除了施工期间的危险隐患，最终达到甲方回填质量要求，获得一致好评。

案例3

东安湖体育公园跳水游泳馆

主馆场室内回填使用流态固化土回填

2020年3月-4月，东安湖体育公园跳水游泳馆主馆场位于成都“东进”战略核心区，由中国建筑西南设计院研究院有限公司设计、华润置地驿都房地产有限公司建设。该项目是2021年第31届世界大学生夏季运动会的主场馆、2025年第12届世界运动会的举办场馆。

该项目属室内框架结构内回填，利用预拌流态固化土自流平、自密实优点，并有效克服了当地膨胀土的不利因素。通过四川三合利源环保建材有限公司详细的施工组织，以泵送、溜槽与直放相结合的方式，根据工地现场状况采用多点多面、分仓分层的方法，连续12天不间断作业，完成了近30000立方米的回填量，大幅缩短了主场馆室内回填的施工周期，有力地推动了该项目的顺利建设。

本次流态固化土的大量应用，相比与原计划的砂石回填节省了一半以上的施工工期，节约了大量的天然砂石资源。既为相关各方创造了良好的经济效益和环保效益，又解决了狭窄、不规则空间回填的工程痛点，同时还大幅度降低了沉降等回填引起的质量风险。

东安湖体育公园跳水游泳馆

流态固化土直放、泵送

案例4

眉山东部新城起步区

三中心一基地项目——基槽回填

本项目是眉山东部新城的首开项目，距天府国际机场约12公里，天府奥体公园10公里。位于成渝双城经济圈的重要战略要冲，是成都东进，重庆西进的桥头堡，排头兵。

在本项目回填分项施工中，采用了四川三合利源环保建材有限公司提供的流态固化土进行回填。该技术有效解决了沿湖地下室防水问题、回填后沉降问题、独立基础及肥槽狭窄面机械人工无法回填夯实问题、快速节约工期等问题。在回填中，大量采用直放、泵送方式，连续作业，快速施工。流态固化土的初凝时间控制在12-24个小时左右，为下一步施工创造了良好的条件。在有限的时间内，大量的节约了人力、机械以及工期，为甲方提供了充分的作业面。

独立基础回填

基坑肥槽回填

案例5

大运会影剧院项目基坑回填

大运会影剧院项目总建筑面积约4.75万平方米，主要修建剧院、文化服务用房、管理保障用房、影院及文化商业等，同时配建给排水、电力、消防等配套工程，剧院、艺术中心2个项目之间的地下室及地上绿化建设。

技术难点：项目分为西区，东区两个大区域。在肥槽回填时工期较紧，侧壁回填作业面狭窄，传统回填方式施工难度大，机械跟人工无法下到基坑进行夯实，危险性高。采用四川三合利源环保建材有限公司提供的流态固化土进行填筑，有效解决本项目回填中所需到的难题，同时排除了施工期间的危险隐患。

狭窄侧壁回填

文章来源：CCPA岩土稳定与固化技术分会

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东合南是装配式钢结构基坑支护技术专家，

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