[发明专利]软土地区城市废弃地下空间轻质泡沫混凝土回填方法

说明书

本发明公开了一种软土地区城市废弃地下空间轻质泡沫混凝土回填方法，包括如下步骤：(1)根据拟回填城市废弃地下空间的周边环境和建筑情况，制定抽水‑回填监测方案，并布设水平位移和沉降监测点；(2)缓慢抽排工程内部的积水，清理内部杂物，布置内部结构应力、应变监测装置和回填过程轻质泡沫混凝土的温度、应力监测仪器；(3)采用等效荷载法ρ_wh_w＝ρh换算需回填的轻质泡沫混凝土的密度ρ，配制该密度等级的轻质泡沫混凝土；(4)按照分层分块回填原则，划分废弃地下空间层位和区块，依次从工程内部向口部分层分区泵送回填，并留样测试各回填阶段轻质泡沫混凝土试样的物理力学性能，直至回填密实；(5)采用取芯和物探方法检验回填效果。

技术领域

本发明涉及软土地区城市废弃地下空间轻质泡沫混凝土回填方法，同时涉及固体废弃物利用，属于建筑轻质材料及其回填领域。

背景技术

我国城市多建于软土地层上，如环渤海、长三角、珠三角地区。软土地区地下水位通常较高；土体压缩性大、含水量高、承载力低。沉降变形问题是软土地区城市建设面临的一个非常重要的技术问题。在软土地区施工时经常遇到的工程地质问题有地面裂缝、墙体开裂、建筑物的沉降等。

伴随着中国城市化的进程，城市土地资源越来越紧缺，城市交通住房等也越来越拥挤，城市地下空间开发利用已成为提高城市容量、缓解城市交通、改善城市环境的重要手段。2016-2019年以城市轨道交通、综合管廊、地下停车为主导的中国城市地下空间开发每年以1.5万多亿元人民币规模的速度增长，中国已然成为领军世界的地下空间大国。

2019年全国地下空间新增建筑面积约2.57亿m²，同比增长2.47％，新增地下空间建筑面积(含轨道交通)占同期城市建筑竣工面积的比例约19％，而作为东部发展中心的长三角城市群该比值达到26％。

在城市地下空间发展如火如荼的背景下，软土地区城市废弃地下空间的存在对城市的安全运营构成了潜在的安全隐患。伴随着城市的更新，受到基坑开挖、抽灌地下水、施工振动、以及轨道交通运营的影响，城市地下空间出现了不同程度的材料老化、结构开裂和变形、渗漏等问题。具体又表现为工程结构损坏、结构物的沉降及渗漏积水。最终导致地下空间报废。

对于软土地区城市废弃地下空间，如按照现行标准和技术规范加以改造和维护管理，需要投入大量的人力、物力、财力。这种“消耗型”工程不仅不能最大程度地发挥社会效益和环境效益，还会构成较大的经济负担。因此，考虑采用回填方式进行处置，确保城市运行安全。

最接近现有技术：

目前，城市地下空间回填方法主要有：夯土法、回灌混凝土法和回填流态固化土法等。

夯土法是指通过分层夯实回填土体，填充地下空间的方法。该方法需要强夯土体，难以在狭小空间作业，同时，夯土法对建筑密集的城市地下空间会造成较大的扰动，存在施工安全隐患。

回灌混凝土法主要是通过泵送方式将混凝土回填到城市地下空间。该方法虽然能够适应狭小空间，但回填的混凝土自重大，对软土地区的变形影响较大，且强度高，二次开挖成本较高。

回填流态固化土法指回填水泥固化废弃建筑材料填充地下空间。该法具有高流动性，能够适用城市地下空间的回填的要求，且能高效利用固体废弃材料，但其自重较大，在软土地区易诱发大的变形，对城市建筑、道路、管线产生不利影响。因此，急需开发一种流动性高、自重轻的适应城市废弃地下空间回填的技术。

轻质泡沫混凝土具有自重轻、流动性高、强度可调节，施工便利、耐久性好等优点，能够减轻对既有建筑结构和地基基础的附加应力影响，是回填城市废弃地下空间的理想材料，尤其是易变形的软土地区的城市废弃地下空间的回填。同时，轻质泡沫混凝土能够利用粉煤灰等固体废弃物等材料，具有较高的环境效益。在此基础上，利用等效荷载法计算需回填的轻质泡沫混凝土用量，不改变现有地下空间的应力场，极大地减少了对现有地下空间结构的扰动，具备适应城市复杂地下空间环境的巨大潜力。

发明内容