建筑廢棄碎石磚路基填筑施工工法

1、建筑廢棄碎石磚填筑路基的施工工法 山東魯橋建設(shè)為有限公司董光坤、柳春風(fēng)、侯偉、李高波、郭忠寶1前言在公路建設(shè)中為避免富水環(huán)境對(duì)路堤結(jié)構(gòu)影響，一般采用高路基方案，大量消耗不可再生土地資源，路基取土活動(dòng)不僅破壞了沿線環(huán)境景觀，并形成了新的環(huán)境穩(wěn)定問題。同時(shí)，路基工程常遇到溝塘等特殊區(qū)域，清淤后需進(jìn)行回填處理。傳統(tǒng)溝塘處置一般采用降水清淤后，分層填筑方案，回填材料多以石灰改良土或透水性塊石料為主。這不僅施工費(fèi)用高、難度大、周期長(zhǎng)；而且加劇了公路建設(shè)對(duì)不可再生的土地資源消耗，且清淤后棄土易產(chǎn)生二次堆放占用土地問題，以及轉(zhuǎn)運(yùn)或堆放中的次生污染問題。將建筑廢棄碎石磚等廢料作為地基或填料，不僅可以解決以上存

2、在的問題，還為廢渣和建筑廢棄碎石磚利用開辟了新的途徑。無棣縣蔡河公路工程主線自東張路馬山子鎮(zhèn)蔡莊子村為起點(diǎn)，沿線途經(jīng)七個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)與國(guó)道205相連，全長(zhǎng)47.3Km，按交通部二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃建設(shè)，設(shè)計(jì)行車速度80km/h，路面全寬18m,雙向4車道,路面結(jié)構(gòu)層為3+5cm瀝青砼路面、2X18cm二灰穩(wěn)定碎石基層、18cm石灰穩(wěn)定土底基層。區(qū)域內(nèi)地下水屬黃河沖積平原水文地質(zhì)區(qū)，地下水豐富且埋藏較淺，類型單一，屬第四系孔隙潛水，主要由大氣降水補(bǔ)給及河水補(bǔ)給。含水層多由粉砂、細(xì)砂組成。蔡河公路工程中有37km路段利用原有的縣鄉(xiāng)公路，兩側(cè)排水溝均有積水，在施工中采用建筑廢棄碎石磚填筑，減少了材料浪費(fèi)，取得了

3、明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。2工法特點(diǎn) 2.1工法采用機(jī)械連續(xù)沖壓技術(shù)針對(duì)性良好，富水環(huán)境下的穩(wěn)定性能、沖壓層表面力學(xué)性能，具有良好的壓實(shí)效果。2.2建筑廢棄碎石磚擠淤法，應(yīng)用于路基加固，如沿線較長(zhǎng)范圍內(nèi)存在淤泥，應(yīng)用建筑廢棄碎石磚。拋填過程中排出被擠出的淤泥，保證填料沉底并有足夠的密實(shí)性。2.3工法采用沉降量觀測(cè)作為壓實(shí)度的控制可以有效提高建筑廢棄碎石磚路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。3適用范圍本工法適用范圍：舊路改建拓寬、溝塘等路基路床以下填筑區(qū)域施工。4工藝原理4.1建筑廢棄碎石磚土碾壓工藝建筑廢棄碎石磚路基施工過程中必須高度重視壓實(shí)工藝，只有對(duì)路基壓實(shí)施工進(jìn)行嚴(yán)格的控制，提供足夠的壓實(shí)功，才能將磚塊

4、破碎，使粒徑變小、顆粒重新排列、填充孔隙、減少孔隙比，從而提高路基的整體強(qiáng)度與變形穩(wěn)定性。但是還應(yīng)注意，壓實(shí)功應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，既要保證充分地壓實(shí)，又要避免過分地提供壓實(shí)能量，使粒徑碾壓過小，不能達(dá)到連續(xù)級(jí)配，同時(shí)避免出現(xiàn)粒徑回彈，填料得不到充分密實(shí)現(xiàn)象的出現(xiàn)。4.2建筑廢棄碎石磚碾壓遍數(shù)的確定通過試驗(yàn)段，研究攤鋪厚度、碾壓能量、碾壓遍數(shù)等因素對(duì)建筑垃圾填筑路基性能的影響，確定了碾壓遍數(shù)與各力學(xué)指標(biāo)的關(guān)系。當(dāng)松鋪厚度為60cm時(shí)，碾壓遍數(shù)超過6遍時(shí)，填料的回彈模量基本不再增長(zhǎng)，變形模量和地基基床系數(shù)也表現(xiàn)出同樣的趨勢(shì)，甚至略有減小。這表明壓實(shí)功一定的條件下，僅靠增加碾壓遍數(shù)來提高建筑垃圾的

5、強(qiáng)度和密實(shí)度是比較困難的?；貜椖Ａ拷Y(jié)果圖1 建筑垃圾回彈模量與碾壓遍數(shù)關(guān)系基準(zhǔn)基床系數(shù)圖2 建筑垃圾基床系數(shù)與碾壓遍數(shù)關(guān)系變形模量圖3 建筑垃圾變形模量與碾壓遍數(shù)關(guān)系 因此，建筑垃圾路基施工時(shí)，必須根據(jù)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的要求，合理確定相應(yīng)壓實(shí)功條件下的松鋪厚度和碾壓遍數(shù)。5施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1施工工藝流程建筑廢棄碎石磚填前處理 路基基底處理 攤鋪、整平 填筑碾壓 質(zhì)量檢測(cè) 5.2操作要點(diǎn)5.2.1建筑廢棄碎石磚填前處理根據(jù)建筑廢棄碎石磚的粒徑和成分進(jìn)行分選、剔除，進(jìn)行級(jí)配優(yōu)化處理。必要時(shí)采取破碎，添加水泥或石灰改性措施。一般采用簡(jiǎn)單有效的人工方法將可能的污染物、易腐蝕物、易降解物等不利

6、填料予以剔除。路基填料的顆粒最大粒徑一般不超過鋪填厚度的2/3。然后運(yùn)至方便利用而又不影響施工的區(qū)域分類堆放，不能使用的建筑廢棄碎石磚混合體則單獨(dú)堆放。5.2.2建筑廢棄碎石磚擠淤施工建筑廢棄碎石磚擠淤施工對(duì)材料的粒徑要求較高，施工時(shí)優(yōu)先選用粒徑大于20cm的混凝土碎塊。對(duì)碎石磚進(jìn)行粒徑分類篩選，分類堆放。擠淤時(shí)選用粒徑大于20cm的碎混凝土塊，擠淤的施工長(zhǎng)度控制在30m，拋填時(shí)從施工段的一頭開始，向另一頭順序施工，使淤泥向一側(cè)擠出。待碎混凝土塊拋出水面后，應(yīng)用較小的建筑廢棄碎石磚填塞墊平，用沖擊壓路機(jī)壓實(shí)。5.2.3攤鋪整平采用建筑廢棄碎石磚代替一般路基填料，虛鋪厚度選擇是壓實(shí)效果控制的重要

7、參數(shù)。虛鋪厚度應(yīng)考慮沖擊壓實(shí)機(jī)性能、有效加固深度、填料粒徑、填料性質(zhì)，在確保填筑質(zhì)量、技術(shù)合理的前提下，也應(yīng)符合節(jié)約造價(jià)和縮短施工周期等方面所提出的要求。對(duì)于建筑廢棄碎石磚大塊料較少采用后退式攤鋪法。后退式攤鋪法是指運(yùn)料汽車在上一層已壓實(shí)好的表面上后退卸料，形成許多密集的填料堆，再用推土機(jī)整平。若仍有個(gè)別較高的堆體，應(yīng)通過人工整平使其表面平整。對(duì)于建筑廢棄碎石磚大塊料較多時(shí)，一般采用沖擊碾壓，此時(shí)填料松鋪厚度不宜大于1.0 m，最大粒徑不宜超過層厚的2/3。沖擊壓實(shí)填筑體顆粒上限粒徑一般小于0.30.5m。5.2.4填筑碾壓建筑廢棄碎石磚路基施工過程中必須高度重視壓實(shí)工藝。只有對(duì)路基壓實(shí)施工進(jìn)

8、行嚴(yán)格的控制，提供足夠的壓實(shí)功，才能將磚塊破碎，使粒徑變小、顆粒重新排列、填充孔隙、減少孔隙比。從而提高路基的整體強(qiáng)度與變形穩(wěn)定性。但是還應(yīng)注意，壓實(shí)功應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，既要保證充分地壓實(shí)又要避免過分地提供壓實(shí)能量，使粒徑碾壓過小，不能達(dá)到連續(xù)級(jí)配同時(shí)避免出現(xiàn)粒徑回彈，填料得不到充分密實(shí)現(xiàn)象的出現(xiàn)。施工程序如下：建筑廢棄碎石磚采用沖壓施工，施工程序如下：在適度含水量條件下填料松鋪整平；用沖擊式壓實(shí)機(jī)進(jìn)行沖擊碾壓，壓實(shí)機(jī)的行進(jìn)速度應(yīng)控制在1012km/h左右，沖碾順序應(yīng)符合“先兩邊、后中間”的次序，以輪跡重疊1/2鋪蓋整個(gè)路基表面為沖碾一遍，碾壓第3遍前，通過目測(cè)發(fā)現(xiàn)粒徑較大，不需要做檢測(cè)，

9、碾壓至第6遍篩分檢測(cè)。一般沖碾58遍；建筑廢棄碎石磚顆粒直徑基本在3cm以下，且與碾壓8遍的篩分試驗(yàn)較為接近，碾壓效果即達(dá)到要求。挑揀出少量的未碾碎的鋼筋混凝土塊。按照路面橫坡平地機(jī)精平，平輪壓路機(jī)碾壓2遍。檢測(cè)路基壓實(shí)度，如果壓實(shí)度達(dá)不到要求，應(yīng)視情況補(bǔ)充沖碾510遍；整理路槽， 振動(dòng)或靜碾壓路機(jī)碾壓12遍，達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為止。6材料與設(shè)備本工法所需材料為城市建筑廢棄碎石磚，采用的機(jī)具設(shè)備見表6。表6 機(jī)具設(shè)備表機(jī)械、設(shè)備名稱型號(hào)產(chǎn)地國(guó)功率/噸位/容積單位數(shù)量運(yùn)輸車斯太爾 濟(jì)南15t輛10挖掘機(jī)Pc220日本1.0m3臺(tái)1推土機(jī)徐工TY160131KW臺(tái)1沖擊壓路機(jī)陜西YZTY20壓實(shí)功695

10、KN臺(tái)17質(zhì)量控制7.1工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)7.1.1填筑符合公路路基施工技術(shù)規(guī)范 (JTG G10-2006) 經(jīng)強(qiáng)振碾壓，建筑廢棄碎石磚應(yīng)破碎成520cm左右的碎塊并相互嵌擠穩(wěn)定。碾壓后的沉降量應(yīng)趨于穩(wěn)定，一般以最后兩遍的平均沉降量不超過5mm為準(zhǔn)，或其平均沉降量為總沉降量的5%10%。實(shí)測(cè)項(xiàng)目實(shí)測(cè)項(xiàng)目項(xiàng)次檢查項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率二級(jí)公路1沉降觀測(cè)不大于5mm沉降觀測(cè)法：每200 m每壓實(shí)層測(cè)4處2彎沉（0.01mm）不大于設(shè)計(jì)要求值每一雙車道評(píng)定路段（不超過1km）檢查80100個(gè)點(diǎn)，多車道公路必須按車道數(shù)與雙車道之比，相應(yīng)增加測(cè)點(diǎn)3平整度(mm)203m直尺：每200m測(cè)2處

11、10尺4橫坡(%)0.5水準(zhǔn)儀：每200m測(cè)4斷面5邊坡符合設(shè)計(jì)要求每200m測(cè) 4處7.2質(zhì)量保證措施碾壓順序采用從兩側(cè)開始，向中心錯(cuò)輪的方式，輪跡重疊20，碾壓遍數(shù)一般為58遍。碾壓時(shí)前5遍速度約為59k m/h，以后速度可加快至1012km/h。一般情況下每碾壓5遍左右進(jìn)行一次沉降量、破碎程度和彎沉指標(biāo)的檢測(cè)，五遍之后每隔兩遍檢測(cè)一次。碾壓前查明碾壓范圍內(nèi)的地下管線及附近各種構(gòu)造物，并根據(jù)構(gòu)造物的類型設(shè)置保護(hù)距離，施工前對(duì)于擬保護(hù)的構(gòu)造物在保護(hù)范圍的外圍應(yīng)設(shè)置明顯的標(biāo)記物，對(duì)于不符合避讓距離但又必須施工的可采取降低壓路機(jī)的行駛速度減弱振動(dòng)，增加碾壓遍數(shù)的保護(hù)措施，并應(yīng)設(shè)專人指揮，盡量減輕

12、影響。8安全措施8.1認(rèn)真貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定、條例，結(jié)合施工單位實(shí)際情況和工程的具體特點(diǎn)，組成專職安全員和班組兼職安全員的安全生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級(jí)人員的職責(zé)，抓好工程的安全生產(chǎn)。8.2本工法施工用的主要設(shè)備為挖掘機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)，施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，制定安全施工技術(shù)交底。8.2.1挖掘機(jī)工作時(shí)，必須有專人指揮，并且在其工作范圍內(nèi)不得站人。 8.2.2材料運(yùn)輸車進(jìn)出場(chǎng)必須打開轉(zhuǎn)向燈，入場(chǎng)后倒車必須設(shè)專人指揮。8.3建立完善的施工安全保證體系，加強(qiáng)施工作業(yè)中的安全檢查，確保作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。9環(huán)保措施9.1成立對(duì)應(yīng)的施工環(huán)境衛(wèi)生管理

13、機(jī)構(gòu)，在工程施工過程中嚴(yán)格遵守國(guó)家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章，加強(qiáng)對(duì)施工燃油、工程材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守有防火及廢棄物處理的規(guī)章制度，做好交通環(huán)境疏導(dǎo)，充分滿足便民要求，認(rèn)真接受城市交通管理，隨時(shí)接受相關(guān)單位的監(jiān)督檢查。9.2對(duì)于駐地生活污水及施工過程產(chǎn)生的污水，預(yù)先設(shè)置污水匯集設(shè)施，沉淀處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后再行排放。9.3施工前，對(duì)主要車輛行走便道進(jìn)行硬化，防止揚(yáng)塵；施工過程中，采取灑水降塵措施，控制揚(yáng)塵。10資源節(jié)約該工法發(fā)展綠色環(huán)保的施工方式，推廣應(yīng)用資源節(jié)約型和環(huán)保型的施工方式，通過資料的綜合利用、資源短缺代用以及二次資源回用，降低對(duì)各

14、類資源的消耗，減少建筑廢料和污染物的生產(chǎn)和排放。我國(guó)節(jié)能技術(shù)政策大綱明確指出有條件的城市應(yīng)試行建設(shè)垃圾利用等工程。因此，建筑廢棄碎石磚的應(yīng)用正順應(yīng)了國(guó)家環(huán)境保護(hù)與節(jié)能的嚴(yán)峻國(guó)情和重大方針政策。11效益分析隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展和公路的大量修建，會(huì)碰到越來越多的舊路拓寬和建筑廢棄碎石磚填筑路基的問題。本項(xiàng)目的研究，在理論技術(shù)上是一個(gè)極大的促進(jìn)和提高，具有巨大的應(yīng)用和發(fā)展前景11.1經(jīng)濟(jì)效益分析軟基、溝塘等特殊路基施工通常采用換填片石，故效益分析主要通過和換填片石施工進(jìn)行對(duì)比。1、換填片石：根據(jù)工程預(yù)算，換填片石單價(jià)每立方225.62元；2、建筑廢棄碎石磚：根據(jù)工程預(yù)算，建筑廢棄碎石磚單價(jià)每立方82.5元每立方節(jié)省費(fèi)用：225.62-82.5=143.12元無棣縣蔡河公路工程共完成建筑廢棄碎石磚填筑33萬立方，共計(jì)節(jié)省費(fèi)用4722萬元。11.2社會(huì)效益分析11.2.1本工程共利用建筑廢棄碎石磚33萬立方，可減少建筑垃圾處理費(fèi)336.6萬元（參照濱州市物價(jià)局收費(fèi)項(xiàng)目公示，建筑垃圾處理費(fèi)為6元/t,建筑垃圾密度取1.7t/m3，節(jié)省費(fèi)用：33*1.7*6=336.6萬元）隨著城市建筑垃圾量的增加，垃圾堆放點(diǎn)也在增加，而垃圾堆放場(chǎng)的面積也在逐漸擴(kuò)大，對(duì)建筑廢棄碎石磚的有效利用，減少了建筑垃圾對(duì)處理場(chǎng)地的占用，同時(shí)也減少了對(duì)土地的占用。12應(yīng)用實(shí)例 無棣縣蔡河公路工