▲项目背景，16.3m深基槽、0.5—0.8m窄肥槽的施工约束

　　清华大学经管学院教学科研楼项目位于清华经管学院（舜德楼）西侧，总建筑面积66000m²，建筑平面呈“L”形。地上6层，地下室共3层。深基坑支护采用“支护桩+锚索支护”体系。由于清华校园内工程建设规划寸土寸金，地下室外基坑开挖可供施工操作面狭小。地下室结构施工完成后，外侧基槽狭小且深，原设计采用2∶8灰土回填，因操作面狭窄，无法做到分层夯实，回填质量无法保证。这一工程条件决定了回填方案不能沿用常规做法，而必须针对狭小空间、深基槽和校园环保要求，寻找一种既能保证回填密实、又能加快工期、减少对环境影响的施工方式。

　　▲方案比选，单侧支模、素混凝土与液态固化土的取舍

　　〖1〗难点分析，空间窄、深度大、夯实难、环保要求高

　　基槽的深度达16.3m，支护桩边至地下室外墙宽边0.8m左右，局部不到0.5m，且因受支护锚杆腰梁（梁宽300mm）等限制，采用2∶8灰土无法用打夯机分层夯实，施工困难。2∶8灰土拌制易污染校园环境，影响环保。同时工程工期紧，依靠回填土的自然沉实，难以满足工程管网等施工工期要求。具体来看，难点集中在三个方面：一是空间狭窄，人员和打夯机械难以在槽内正常展开，分层夯实质量难以保证；二是深度较大，回填土自身沉降和压实控制难度增加，后期容易产生沉陷；三是校园环境对扬尘、噪声和材料运输要求较高，传统灰土拌制容易产生扬尘污染。空间、质量、工期和环保多重约束叠加，使原设计灰土回填方案难以实施。

　　〖2〗方案选择，单侧支模、素混凝土与液态固化土

　　针对上述难题，工程施工前曾研究讨论了如下几个方案。方案比选的核心，是在狭小空间、深基槽和环保要求下，找到一种既能保证回填密实、又能缩短工期、控制成本的替代做法。

　　〔1〕单侧支模，支护精度要求高，防水质量难保证

　　采用地下室外墙单侧支模技术，对基坑支护的精度要求高，地下室外墙防水施工质量难以保证，大面积单侧支模质量也难以保证。单侧支模需要支护结构提供可靠支撑，对支护精度和稳定性要求较高；同时，外墙防水层在单侧支模条件下施工空间有限，质量风险较大。该方案虽然可以避免大量回填，但技术难度和防水质量风险较高，不适合作为首选。

　　〔2〕素混凝土回填，密实性好但成本高

　　直接采用素混凝土回填肥槽，但施工成本高，不经济。素混凝土回填密实性和施工便利性较好，但材料用量大、单价高，对于6200m³左右的回填量而言，造价明显偏高，经济性不足。

　　〔3〕液态固化土，自密实、可泵送、环保价廉

　　采用泵送预拌液态固化土，能解决狭小肥槽回填密实问题，质量有保证，施工工期短，环保价廉，综合效益好，因此成了狭窄肥槽回填首选。液态固化土具有流动性强、可泵送、自密实等特点，能够在不便夯实的狭窄空间内填充密实，同时利用基坑开挖废弃土作为原料，减少外运和材料浪费，兼顾质量、工期、成本和环保。

　　▲施工工艺，液态固化土的试验、搅拌、浇筑与验收

　　〖1〗材料简介，废弃土、固化剂与水拌和的可泵送材料

　　液态固化土是利用基坑开挖后的废弃土，掺入一定比例的固化剂、水，通过搅拌机械进行充分搅拌后，拌和形成具有流动性强、可泵送的液态材料，通过混凝土罐车运输到指定位置进行浇筑（现场具备条件的也可在施工现场进行搅拌制作）、养护，最终形成具有一定强度的固化土。由于主要利用基坑开挖的废弃土，原材料成本低，所以大幅降低了材料价格。液态固化土的核心优势，在于把“废弃土”转化为“可利用回填材料”，既减少土方外运和堆放，又降低回填材料采购成本，同时通过泵送和自密实解决狭小空间回填难题。

　　〖2〗配合比试验，不同固化剂掺量的强度与坍落度对比

　　根据清华大学教学科研楼项目基槽回填特点要求，回填土强度要达0.8MPa。施工前依据本项目回填土的强度要求，在现场进行了固化剂掺量的试配，采取试块强度及坍落度（施工现场要求坍落度为200）对比试验，分别进行固化剂掺量8%、15%、20%的试配。

　　固化剂掺量5%，试块7d平均抗压强度达到0.52MPa，14d强度达到1.38MPa。

　　固化剂掺量15%，试块7d平均抗压强度达到0.90MPa，14d强度达到2.32MPa。

　　固化剂掺量20%，试块7d平均抗压强度达到1.62MPa，14d强度达到4.65MPa。

　　根据试配结果，固化剂掺量15%，7d强度达到0.90MPa，14d强度达到2.32MPa，项目部回填强度要求为0.8MPa，因此选用固化剂掺入量15%。试配结果表明，固化剂掺量过低，早期强度不能满足要求；掺量过高，虽然强度更高，但材料成本增加。15%掺量在7d强度、14d强度和成本之间取得了较好平衡，既能满足0.8MPa的设计要求，又避免了不必要的材料浪费。

　　〖3〗搅拌控制，计量偏差、拌和均匀性与坍落度要求

　　〔1〕固化土的制作搅拌优先选择具有固化剂、水、土等材料配料和计量功能及生产能力能满足连续作业要求的搅拌站；施工现场具备条件的也可以在施工现场配置搅拌设备进行搅拌。搅拌站应具备连续供料和计量控制能力，保证固化剂、水和土按配合比准确投料，避免因计量偏差影响固化土强度和流动性。

　　〔2〕固化土的拌制，先搅拌制作混合外加剂，再与土拌和搅拌，混合料搅拌要均匀，以和易性、流动性满足坍落度要求为准。其原材料计量允许偏差：固化剂和水为±2%、土为±3%、外加剂为±1%。计量偏差控制是保证固化土质量稳定的关键，固化剂和水用量偏差过大，会直接影响强度发展和坍落度；土和外加剂计量不准，也会影响拌和均匀性和泵送效果。

　　〖4〗施工要点，准备、浇筑、分层对称与养护

　　〔1〕施工流程，搅拌制作与泵送浇筑两条主线

　　(1)固化土搅拌制作流程。

　　(2)固化土浇筑流程。

　　〔2〕现场准备，方案、设备、防水、清理与端部封堵

　　施工前编制施工方案，组织施工设备进场，保证运输车辆通行。在泵送回填肥槽前，外墙防水、基槽清理验收合格并做好外墙防水以及防水保护层等。固化土分步浇筑时，模板和支撑的强度、刚度及稳定性应满足受力要求，做好端部封堵。现场准备的重点，是把回填前应完成的防水、清理和验收工作做到位，避免固化土浇筑后才发现防水缺陷或基槽杂物未清理。端部封堵和模板支撑也应提前检查，防止浇筑时漏浆、跑模。

　　〔3〕浇筑控制，罐车运输、泵送溜槽、分层对称

　　液态固化土运输采用混凝土罐车进行运输，运至现场指定位置，采用泵送或溜槽浇筑。固化土从搅拌到浇筑完成时间在3h内完成。浇筑时采用分层分块的方式进行浇筑，浇筑要对称作业，浇筑两侧高差不得大于1m。从搅拌到浇筑完成控制在3h内，是为了保证固化土在初凝前完成浇筑，避免因运输或等待时间过长影响流动性和强度。分层分块、对称浇筑和控制两侧高差，是为了使回填体受力均匀，减少对地下室外墙的侧压力，防止模板和墙体变形。

　　上层浇筑应在下层初凝后进行。如浇筑时遇大雨或持续小雨天气，对未硬化的固化土进行覆盖。浇筑到最上层时，测量员在基坑周边控制好浇筑标高，不超浇筑或浇筑标高偏低，在误差范围内，一般为±20mm。标高控制关系后续场地平整、管网施工和地坪做法，测量员应在浇筑过程中及时复核，避免固化土超高或偏低影响后续工序。

　　〔4〕养护要求，覆盖保水、禁止早期行走、冬期保温

　　液态固化土浇筑完成后，要进行覆盖养护，防止水分流失，期间严禁行人、机械行走。在浇筑完顶层后，应对固化土表面覆盖养护保温。如遇冬期施工时，要盖草帘或棉被，进行保温养护，养护时间不少于7d。养护是保证固化土强度正常发展的必要环节，水分流失过快或早期受冻都会影响固化效果。覆盖养护和禁止早期行走，可以避免表面开裂和结构扰动。

　　〖5〗质量验收，坍落度、扩展度与抗压强度检测

　　〔1〕坍落度检测

　　液态固化土拌合物坍落度和扩展度的检测，对同一配合比的固化土，取样检测方法如下。

　　(1)每拌和200立方米时，取样不得少于1次。

　　(2)每工作班拌制不足200立方米时，取样不得少于1次。

　　(3)每段、每一层取样不得少于1次。坍落度一般为150mm，扩展度不小于300mm。

　　坍落度和扩展度反映固化土的流动性和泵送性能，检测频率应覆盖不同工作班、不同浇筑段和不同层位，确保每批固化土在浇筑前性能满足要求。

　　〔2〕固化土的强度检测

　　固化土应进行立方体抗压强度试验，其强度应满足设计要求。用于检测固化土强度的试件应在浇筑地点随机抽取，试件取样可采用与混凝土试块制作的立方体试模，尺寸为100mm×100mm×100mm。其取样如下。

　　(1)每次填筑取样至少留置一组标准养护试件，同条件养护试件的留置组数应根据现场需要确定。

　　(2)同一配合比连续浇筑少于400m³时，应按每200m³制取一组试件。

　　(3)同一配合比连续浇筑大于400m³时，应按每400m³取一组试件。

　　强度试件应在浇筑地点随机抽取，保证试件能够代表实际浇筑的固化土质量。取样组数和频率应按浇筑量和配合比连续性确定，避免漏检或取样不足。

　　〔3〕验收资料

　　固化剂出厂质量证明文件、原材复试检测报告、固化土配合比、试块抗压强度检测报告等。验收资料应完整反映固化剂质量、原材料性能、配合比设计和强度检测结果，为回填质量验收和后续追溯提供依据。

　　▲综合效益分析，技术质量、经济与环保效果

　　〖1〗技术效果，自密实填满空隙，不伤防水层，抗渗性好

　　〔1〕液态固化土质量有保证，利用较强流动性能在狭小空间将空隙填满灌实，利用其自密实性，不用在有限空间里夯实，降低了对结构外墙的影响。浇筑时对结构外墙防水层无影响，不造成破坏。传统灰土回填需要分层夯实，在狭窄基槽内机械难以展开，人工夯实质量不稳定；液态固化土依靠自重和流动性填充空隙，不需要夯实，特别适合这种“人进不去、机械展不开”的狭小肥槽。

　　〔2〕液态固化土有一定的抗渗性，掺入的固化剂对土粒有填充固结等原理，形成固化土墙结构，起到止水帷幕的作用，与基础结构结合紧密，能够防止地表水沿结构回填土下渗。固化土与地下室外墙和支护结构紧密结合，形成相对连续、密实的回填体，有利于减少地表水下渗通道，降低后期沉陷和渗水风险。

　　〔3〕采用液态固化土，回填一天后便可以进行下道工序施工。回填时，可分多段同时施工，施工工序少，大幅节约了工期。在清华大学教学科研楼项目，如采用正常2∶8灰土分层夯实回填，工期至少2个月以上；而采用液态固化土，工期5d就全部完成回填，给场地布置、材料堆放留置了大面积空间。工期缩短不仅减少了现场管理成本，也为后续管网、场地和装饰施工提前创造了作业面。

　　〔4〕采用液态固化土回填施工安全性大幅增强，施工时无需人员在基坑内。如采用人工回填，在狭窄有限空间内容易发生窒息、高空坠落等安全事故。减少人员进入深基槽作业，既降低了安全风险，也减少了有限空间作业的防护和监护投入。

　　〖2〗经济效益，综合单价182元/m³，节约成本166.16万元

　　经过预算结算，本工程土方回填量约6200m³，采用液态固化土施工，综合单价为182元/m³，造价为112.84万元。若采用单侧支模来施工，墙体模架的措施费要增加350万元，成本大幅增加。如采用素混凝土回填，以C15素混凝土综合单价约450元/m³，造价为279万元，节约成本166.16万元。从经济比较看，液态固化土虽然比普通灰土回填材料单价高，但省去了大量人工夯实、机械配合和工期成本，也避免了单侧支模的高额措施费和素混凝土的高材料成本，综合造价具有明显优势。

　　〖3〗环保效益，集中拌制不扬尘，减少弃土外运

　　如采用2∶8灰土拌制，夯实过程中产生大量扬尘污染，施工作业条件差。采用液态固化土绿色环保，在集中拌制、运输、浇筑过程中不产生扬尘污染，社会经济效益显著，为同类型工程施工积累了经验。对校园内工程而言，减少扬尘、噪声和材料堆放，不仅有利于文明施工，也减少了对教学科研秩序的影响。液态固化土利用基坑废弃土，减少土方外运和资源浪费，符合绿色施工和循环利用方向，为狭长深基槽回填提供了一种可复制、可推广的施工方案。