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狭窄超深基坑建筑固废混合水泥土回填施工工法
编制单位：中国建筑一局（集团）有限公司
中建一局集团第五建筑有限公司
中国建筑研究院地基与基础研究所
主要执笔人：丁磊、柴春仲、刘晨、毕成林、张超
1 前言
灰土回填和原土回填，是目前较为普遍基槽回填方式。但在建筑密集且日趋高层化的今天，
对应的基槽形式也愈加狭窄、超深，于是传统回填方式的缺点也越加明显，回填土下沉拉裂地面、
破坏防水；复杂支护部位无法夯实等是极为常见的质量缺陷。
在城区内改扩建、翻建工程中，常见狭窄超深基槽，且超深基坑一般支护形式复杂，由于
不具有工作面，传统的灰土回填及原土回填无法在现场进行施工，进料及下人夯实均无法实
现，如继续采用灰土回填，会导致严重的施工质量问题。当又同时存在地下结构边缘存在悬挑
窗井等结构时，更进一步加剧土方回填的难度。为了研究解决狭窄复杂超深基坑肥槽回填问
题，立项《KJYF-2020-18—狭窄超深基槽建筑固废混合水泥土关键技术研究》课题，联合建筑
材料相关专业单位，开展应用研究，首次研制了建筑固废混合水泥土的新材料
（202011119107.X）。在应用工程中探索并实践应用了狭窄超深基坑建筑固废混合水泥土回填
施工工法，充分利用了工程施工中产生的无机非金属固废，解决了狭窄超深基坑回填技术难
题，保证了回填质量，节省了工期，极大的提高了工作效率，并取得了良好的社会经济效益。
2 特点
2. 0. 1 根据不同强度、比重等要求，可针对性调整建筑固废混合水泥土的配合比，充分满足设
计要求及现场需求。
2. 0. 2 可实现建筑垃圾中无机非金属固废的再利用，节能、低碳、环保。
2. 0. 3 建筑固废混合水泥土回填基槽所需工作面小，可多段同时施工，施工速度快、施工周期
短。
2. 0. 4 材料具有极强的流动性和自密实性，无需振捣即可达到良好的密实度，回填质量稳定，
且具有较好的抗渗性，可防止地表水沿结构与回填的界面下渗，改善地下室外墙防渗性能。
13 适用范围
本工法适用各种基槽回填施工，尤其适用于施工场地狭窄、缺乏回填土方堆放区，基槽狭小，
支护、悬挑结构复杂基槽回填。
4 工艺原理
建筑固废混合水泥土是充分利用肥槽、基坑开挖后或者废弃的地基土，在掺入一定比例的
胶凝材料、水、无机非金属固废，通过机械进行充分拌合均匀，形成具有可泵送的、流动性的
回填材料，分段分批泵送流动填充狭窄超深基坑。建筑固废混合水泥土硬化后强度为 0.4～
2MPa。也可以在填充了流态土的肥槽中直接通过抛填方式掺入无机非金属固废。
拌合时根据土质和设计要求加入外加剂。建筑固废混合水泥土可以根据使用的要求调整配
合比，用来调整其强度及流动性。
5 工艺流程及操作要点
5. 1 施工工艺流程
配合比合计
机械设备设计
施工准备
测量放样
清理基坑
基坑验收
2制备建筑固废混合水泥土
分层浇筑
施工完毕
5. 2 施工操作要点
5. 2. 1 配合比设计
为取得最具普适性的配合比，综合考虑材料的普遍性及经济性，实验室选用土质较差的粉质
黏土做原料，选择普通42.5级硅酸盐水泥作为固化剂。为保证材料具有较短的固结时间，添加硫
铝酸钙胶凝材料和水玻璃作为外加剂。
选择不同比例进行搅拌试配、对比，测试拓展度、凝结时间，加入固废碎块试制试块，测试
其强度，并挑选出合适的配合比。
考虑到施工现场无存土可用于施工，且每次购土均可能发生土质变化，经过多次试验分析后，
根据不同土质，我们在得到了如下配合比。
表5. 2. 1 建筑固废混合水泥土配合比表
普通饱和土壤（质量比）
水泥 固化剂 土料 水 建筑固废
8% 2% 45% 30% 15%
砂性土壤（质量比）
水泥 固化剂 土料 水 建筑固废
8% 2% 50% 30% 10%
粉质黏土（质量比）
水泥 固化剂 土料 水 建筑固废
8.5% 1.5% 50% 30% 10%
黏土（质量比）
水泥 固化剂 土料 水 建筑固废
9% 1% 50% 28% 12%
经试验验证，上述配合比试块7天抗压强度可达到0.95Mpa,28天抗压强度可达2.8Mpa，完
全满足本项目回填要求
5. 2. 2 机械设备设计
3经过数次对混凝土搅拌站的调研以及相关文献查询后，项目结合混凝土生产线运作方式自行
研发建筑固废混合水泥土生产线。
图5. 2. 2- 1 建筑固废混合水泥土生产线设计思路
建筑固废混合水泥土是由多种材料拌和形成，考虑到现场生产的实际需求，固化剂及水泥需
储存在现场中；为保证现场配合比符合设计要求，称重装置是不可缺少的一部分。结合试验室试
制的经验，土料、水泥、固化剂与水直接混合后拌和效果较差，因此需将固化剂、水泥与水提前
搅拌成固化剂浆液，再与土料及建筑固废拌和，以达到良好的拌和效果，所以需设计固化剂拌和
机以及土料搅拌机；为保证土料搅拌后具有良好的流动性且混合均匀，将土料搅拌机分成初次搅
拌机及二次搅拌机两部分。形成如下的初步机械设计，并试制样机。
图5. 2. 2- 2 建筑固废混合水泥土生产线构成图
5. 2. 3 施工准备
根据基槽长度、深度等情况选择采用自重流或泵送的浇筑方式，并绘制回填分段图，确定分
4段回填位置、分层高度等，如选择接力泵送的浇筑方式，需提前确定接力点位置；根据场地配备
适宜的施工机械；根据现场条件提前绘制机械布置图和临电平面图以及人工、物资等方面的准备。
施工前应对进场的水泥、固化剂等材料按批进行抽检，以保证材料质量。
做好原土性质测试；根据原土选择适宜的水泥、固化剂比例。
施工前应对施工设备进行全面检查、调整，以保证设备处于良好状态，且应有充足的水源。
施工前对经过基槽进出地下室部位的机电管线安装情况进行全面检查，重点检查管线预留长
度是否满足要求。
施工前对施工区域防水做法进行全面检查，重点检查卷材及保护层有无破损情况以及机电管
根处防水附加层。
根据工期做好冬施、雨施等季节性施工措施。
5. 2. 4 测量放样
测量定位选用全站仪，根据提前绘制好的回填分段图及分层高度，用红漆或白灰划出回填分
段线及高度线。
5. 2. 5 清理基坑
挖除原基坑内的松散土层，直至基底原状土，清除坑底垃圾及积水。
5. 2. 6 基坑验收
基坑清理完成后，对基底清理程度及标识线进行验收，满足要求后方可进行回填工序。
5. 2. 7 制备建筑固废混合水泥土
将水、固化剂按一定比例混合成浆液，再将固化剂浆液输送到搅拌机内与土料、建筑固废拌
和，制成建筑固废混合水泥土。搅拌时间需大于20min。拌合混合料时确保各种仪器计量准确，
随时调整水泥和水的用量。根据现场土壤情况选择适合的配比，根据基坑的长度、形状、深度等
调整距离净浆流动性。
根据固废粒径的不同，采取以下三种利用方式：
（1）作为骨料：将粒径小于15mm的固废作为骨料拌和，制备建筑固废混合水泥土。
（2）抛填：对粒径大于 15mm 的建筑固废，以抛填的方式进行利用，即在回填进基槽的稀
料浆中抛入固废，利用混合水泥土的自密实行使其与固废紧密结合，达到回填密实的效果。
（3）堆石回填：提前在回填区域平铺一层固废，再回填稀料浆，使其与固废结合，无需破碎，
方便快捷。
5图5. 2. 5 堆石回填示意图
5. 2. 8 分层浇筑
根据绘制好的回填分段图进行分段回填施工。分层高度宜在0.8m~1m之间，分段处用稠度较
高的水泥土或沙袋等堆砌围堰，围堰厚度 0.8m~1m 之间，围堰宽度同基槽宽度，对回填分段隔
离。
图5. 2. 6- 1 分层浇筑示意图
如选择接力泵的浇筑方式，需提前在基坑的内设置浇筑点并连接管道及污泥泵，浇筑点间距
约为70m（污泥泵扬程70m）。
图5. 2. 6- 2 分段示意图
每层混合水泥土浇筑完成后，需 24 小时后方可继续进行下一步回填，强度达到承载值之后
方可上人进行其他分部分项工程施工，上人前需进行验收。
6 材料与设备
66. 1 材料选定
表6. 1. 1 主要材料表
序号 材料名称 说明
水泥（固化 规格为P.O.42.5；初凝时间＞45min；终凝时间＜10h；三氧化硫≤3.5%；氧化镁≤
1
剂） 5%；细度80um方孔筛余≯10%；用于增加强度
2 胶凝材料 采用硫铝酸钙类材料；用于加快初凝速度
3 水 采用标准为饮用水标准；用于拌合各类材料
4 建筑固废 类型为碎砖、落地灰、混凝土碎块等；需按粒径分级进行利用；作为骨料使用
采用现场土样或黏土、粉质黏土、砂粉土等；有机质含量不大于5%，其颗粒粒径不
5 土料
大于50mm；是建筑固废混合水泥土的主要组分
6. 2 设备
6. 2. 1 主要机械设备
表6. 2. 1 主要机械设备表
序号 设备 说明
1 水泥罐 储存水泥及固化剂
2 固化剂搅拌罐 拌和水、水泥及固化剂
3 液态建筑固废混合水泥土搅拌机 制备建筑固废混合水泥土
4 筛分输送机 筛分土料，筛除杂物，输送土料
5 浆液输送泵 泵送固化剂浆液
6 装载机 运输土料及建筑固废
7 污泥泵 浇筑建筑固废混合水泥土
6. 2. 2 设备简介
本工程采用建筑固化混合土综合搅拌系统，由多个设备组合使用，具体设备分解如下。
图6. 2. 2- 1 建筑固废混合水泥土拌和系统实物图
1建筑固废混合水泥土搅拌机
7建筑固废混合水泥土搅拌机由1台多轴混合土搅拌机、1台填料计量平台、1座4米×2米×1.5
米混合料二次搅拌储料罐组成。
图6. 2. 2- 2 建筑固废混合水泥土搅拌机简图
2水泥罐
根据施工速度，现场需设立2个水泥罐，用于储存水泥及固化剂。
3固化剂搅拌罐
制备建筑固废混合水泥土需设立一个固化剂搅拌罐，用于将固化剂、水泥与水进行提前混合，
形成固化剂浆液。固化剂搅拌罐需设置在封闭的搅拌棚内，减少搅拌过程中粉尘对施工现场的环
保影响。
图6. 2. 2- 3 固化剂搅拌罐及搅拌棚简图
4水泥浆输送池
现场制作一座水泥浆二次储存输送池，池内设置一台 7.5KW 泥浆泵通过管道将水泥浆液输
送至南侧多轴搅拌机处与土、添加剂等材料进行搅拌，形成建筑固废混合土。
5土料筛分输送装置
因土料中经常混有大石块、绿网等杂物垃圾，需设置土料筛分输送装置将土料进一步筛分并
输送至建筑固废混合水泥土搅拌机中。
8图6. 2. 2- 4 土料筛分输送装置实物图
6计量措施
为了保证建筑固废混合水泥土在现场严格按配合比进行拌和，水泥搅拌机及筛分输送机均需
安装计量装置。水泥、固化剂、水等加入搅拌机前采取称重的方式计量，浆液搅拌完成后，在输
送口处安装电磁流量计用于监测输送数量及速率。土料及建筑固废采用皮带称重的方式计量，即
皮带与传感器连接，并将数据反映在筛分输送机开关箱上的电子屏上。
图6. 2. 2- 5 计量装置实物图
7输送管道
为方便施工及清洗，输送建筑固废混合水泥土的主管道采用橡胶钢丝排泥管进行敷设，每节
橡胶钢丝管9米，中间采用铝合金快速接头连接，竖管采用固定支架固定于锚喷护壁侧墙，间距
2米设置一组。
9图6. 2. 2- 6 管道安装简图
7 质量控制
7. 1 应遵循的质量标准
7. 1. 1 《土壤胶凝材料应用技术标准》（CJJ/T286-2018）；
7. 1. 2 《固化土用水标准》（JGJ 63-2006）。
7. 1. 3 《固化土填筑工程技术标准》（T/BGEA001-2019）
7. 1. 4 《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）
7. 1. 5 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2018）
7. 2 质量控制措施
7. 2. 1 回填施工前，应在现场划分试验区域进行试机调整及配合比调整。
7. 2. 2 建筑固废混合水泥土搅拌至浇筑完成的时间不宜超过3h。
7. 2. 3 建筑固废混合水泥土分层浇筑高度不宜超过0.8～0.1m。
7. 2. 4 预拌流态土回填过程中，检查坑（槽）边壁上的标高控制线，保证每一浇筑层基本水
平进行，浇筑时应合理配置施工机械和人员，平衡的进行。回填至顶标高处，应人工辅助刮平。
7. 2. 5 肥槽回填应连续进行，尽快完成。施工中应防止地面水流入坑（槽）内。应有防雨排
水措施。刚回填完毕或尚未初凝的建筑固废混合水泥土，如遭受雨淋浸泡，则应将积水及松软土
除去，并补填。
7. 2. 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. 2. 7 回填至顶标高后，应拉线或用靠尺检查标高和平整度，超高处用铁锹铲平；低洼处应
10及时补打建筑固废混合水泥土。
7. 3 质量保证措施
7. 3. 1 实行全过程控制,建立工程质量管理系统程序图，从质量目标确定施工准备、过程控
制质量检查、成本管理，信息管理，质量管理等要素进行系统管理，实行预控。
7. 3. 2 认真执行施工组织设计和施工方案，做好技术交底。实行技术交底，事先控制、中途
检查、事后验收制度管理方法。
7. 3. 2 严格执行材料验收制度和计量管理制度。严格把好原材料进场检验和试验，严格控
制不合格材料进场并转入下一道工序。水泥进场必须具有质量证明文件，使用前应复核其品种、
标号、出厂日期，使用的水泥必须具有水泥准用证，并经复试合格后方可使用。
7. 3. 3 测量所用的全站仪、水准仪及控制质量检测设备经过鉴定合格，精度符合规范要求。
8 安全措施
8. 0. 1 做好回填完毕后基坑围挡周围设置警戒线，并设立警示牌，在浇筑后至终凝这一时
间段内设专人看护谨防人员被坠入基坑被建筑固废混合水泥土吞没。
8. 0. 2 建筑固废混合水泥土在浇筑过程中必须设置专人看护，防止施工人员滑落基坑，确
保安全生产。
8.0.3机械设备和生产工具必须具备合格证和安全生产手续，操作手必须具备足够的生产经验
和相关证件。
8. 0. 4 施工现场内设置醒目的安全警示标志，防火、防电、防坠落等安全设施完备，不得擅
自拆除或移动，且定期检查，如有损坏，及时修理。
8. 0. 5 现场运输道路平整、畅通、排水良好，特殊、危险地段设醒目的标志，夜间设有照明
设施。
8. 0. 6 做好各种工程车辆的检修与维护，消除事故隐患。做好司机的安全教育，落实安全责
任制。
8. 0. 7 施工时，指派专人负责各种机械设备安全作业范围监督、检查，杜绝伤人事故的发
生。
9 环保措施
9. 0. 1 机械设备进场前必须检验合格，在现场使用中不得有漏油和异常噪音等现象。
119. 0. 2 现场的设备、机具、材料等堆放整齐，垃圾及时清理。
9 .0. 3 合理安排施工机械作业时间，高噪声作业活动尽可能安排在不影响周围居民正常生
活的时段。
9. 0. 4 回填用裸土在未使用时必须采用彩条布进行苫盖，防止扬尘，堆土现场要准备雾炮，
基坑周围设置喷淋装置。
9. 0. 5 固化剂搅拌罐必须设置在封闭的搅拌棚内，搅拌棚内需设置喷淋降尘系统。
9. 0. 6 水泥罐出料口处必须采用彩条布封闭遮挡，防止出料产生大量扬尘。
10 效益分析
10. 1 经济效益分析
采用建筑固废混合水泥土回填代替传统素土回填，施工时减少了施工工序和机械设备、人员
的投入而且极大的缩短了工期，且建筑固废混合水泥土回填施工综合单价低于传统灰土回填。此
工法为项目创造了良好的经济效益，以解放军新闻传播中心新闻采编用房翻建工程20000m³基坑
回填为例分析如下：
项目 建筑固废混合水泥土施工 素土回填施工 比较
20人（15名夯机操作人员，2
6人（4名机械操作人员，1
施工人员 名抄平人员，3名倒土铲车司 极大的减少了人员投入
名挖机司机，1名看护人）
机）
50cm～70cm一层，可连续
施工步骤 需30cm为一步，层层夯实 减少了复杂繁琐施工步骤
浇筑，无需夯实
一套建筑固废混合水泥土回 极大的减少了施工机械设备投
机械设备 15台夯机、3台铲车
填系统，一台挖机 入
施工工期 连续施工100小时可完成 至少需要300个小时 大大缩短了工期
施工单价对比：
3：7灰土回填 建筑固废混合水泥土
内容 单价(元/m3） 备注 内容 单价（元/m3） 备注
包含人工、生石灰、机 固废混合水泥土
3：7灰土回填 142.76 210
械费用 施工
原土运输 32.6 素土运输至项目运费
原土购买 43.6 素土购买费用
合计 218.96 合计 210
综上所述，以解放军新闻传播中心新闻采编用房翻建工程项目为例，29931.60m3的回填体量，
预计节约直接成本112.25万元。
10. 2 社会效益分析
12建筑固废混合水泥土回填强度比素土回填做法强度高，后期不易出现沉降，保证了回填面层
平整度，且复杂支护结构和地下悬挑窗井下方都能做出优秀的回填效果，取得了良好的社会品牌
效益；建筑固废混合水泥土施工工期短，为后续工作提前施工进场创造了有利条件；材料中利用
现场产生的无机非金属固废，节约了项目垃圾消纳的资金，也节省了回填用土的数量，施工更为
绿色环保，有利于响应国家固废减排、回收与循环利用号召，进一步推广公司绿色施工的旗帜。
建筑固废混合水泥土提供了一条新的建筑垃圾资源再利用道路，提供了一条集回收——处理——
再利用为一体的新的无机非金属固废资源化产业链，为国家节能减排做出了巨大的贡献，具有极
高的推广价值。
11 应用实例
11. 1 工程概况
应用工程一：雄安郊野公园辛集展园工程，位于容易线（容城段）以北。展园总建筑面积
3034.64 ㎡，主要结构形式为剪力墙结构。其中儿童馆基槽回填全部应用该工法，基槽深度 2m，
应用体积共计1650.64m3。图纸回填做法为级配砂石回填，因现场无级配砂石存土，需全部外购，
费用较大，且现场渣土较多，消纳困难，所以项目采用建筑固废混合水泥土回填代替级配砂石回
填，节省了外购级配砂石的资金，且消纳了现场施工产生的渣土等废料，回填质量得到提高，为
项目节约资金约10万元。
应用工程二：解放军新闻传播中心新闻采编用房翻建工程位于北京市西城区，西二环至西三
环间，解放军新闻传播中心大院内。西邻钓鱼台国宾馆，北侧紧邻阜成门外大街，地处重要的政
治、经济中心地带。总建筑面积52000m2，其中地下建筑面积22500m2，地上建筑面积29500m2。
建筑高度24m，地下四层，地上六层，基槽深度20.1m，基槽狭窄，平均宽度不足1.5m，其中支
护结构复杂，最窄处基槽宽度不足600mm，且地下具有悬挑窗井，由于不具有工作面，传统的灰
土回填及原土回填无法在现场进行施工。所以本项目采用建筑固废混合水泥土回填代替原土及灰
土回填，直接解决了回填难以施工的问题，并且还提高了回填的质量和效率，节约了消纳建筑垃
圾的费用，为项目制造利润约112万元。
11. 2 工法现场照片
13图11. 2. 1 回填方量统计 图11.2.2 筛分输送机
图11.2.3 液态建筑固废混合水泥土搅拌机 图11.2.4 变频控制开关箱
图11.2.5 计量称重装置 图11.2.6 土料筛分
14图11. 2. 7 进料搅拌 图11. 2. 8 建筑固废混合水泥土浇筑
图11. 2. 9 回填质量检查与验收 图11. 2. 10 回填初步完成效果
15
