建築垃圾在路基回填中的應用研究

隨著城市規模擴大和拆遷改造不斷推進,產生了數量巨大的建築垃圾。建築垃圾的無序傾倒和長久堆積,破壞城市環境和佔用城市土地,部分城市甚至出現了垃圾圍城的困境。建築垃圾的處理,關係到資源的再生利用、環境保護、土地利用等方面,政府對建築垃圾的處理也越來越重視,建設部和各地市紛紛出臺了《城市建築垃圾管理規定》等規範性文件,以解決建築垃圾的有序傾倒和資源再利用問題。

建築垃圾,是指建設單位、施工單位新建、改建、擴建和拆除各類建築物、構築物、管網等以及居民裝飾裝修房屋過程中所產生的棄土、棄料及其它廢棄物。房屋和道路建築垃圾是由碎混凝土、碎磚瓦、碎砂石土等無機物類構成。具有較好的強度、硬度、耐磨性、衝擊韌性、抗凍性、耐水性等,即強度高、穩定性好。其性能優於普通的粘土、粉性土,甚至砂土和石灰土,是理想的強度高、穩定性好的路基材料。

建築垃圾具備其它建築材料無可比擬的優點:數量大、成本低、質量好。因此,建築垃圾直接利用的主要應用對象應該是公路、城市道路、市政廣場等建設工程。

1工程概況

和平路道路建設工程是衡水市“三年大變樣”二期城市基礎設施建設工程中打通前進街至西環路的重要改擴建項目,道路全長3.3km,設計等級為主幹路II級,設計車速40km/h,雙向4車道,紅線寬度50米。部分路段為改建項目,需拆除舊水泥路面後新建,需要對路面建築垃圾清理或就地使用;和平路樁號K2+820-K2+892.5處為深10米左右的魚塘,K2+892.5-K2+963段為深3~8米的乾涸垃圾坑,需要對魚塘和垃圾坑段進行清淤和路基材料回填,以滿足路基強度和路面沉降要求。

2處理措施

2.1魚塘段路基處理方案(圖一)

處理思路:抽水清淤後,採用拋舊水泥塊替代石塊進行擠淤,舊水泥板渣料替代碎石做路基穩定層,用其它拆遷建築渣土回填至路基頂面以下3米,最後保證3米素土回填。

(1)就近將拆除建築物後的水泥砼塊破碎後篩選利用,舊混凝土板長寬在0.5m至0.8米間為宜,待抽水清除塘底表層淤泥後,將篩選的水泥板順序豎向排列,從北往南推擠淤泥並及時清淤,拋入的混凝土板層共厚1米,塊石層分兩步排列壓擠,每步不大於0.5米,機械壓入地面後再拋第二層,反覆拋填直至重型機械碾壓穩定至無法壓入為止。

(2)篩選粒徑0.2m~0.3m混凝土渣料回填,回填層共厚1.0米,分三步壓實。

(3)經過兩層共厚2m混凝土建築垃圾夯壓擠淤後,篩選建築渣土回填至現狀地面以下3米,建築渣土填料最大粒徑應小於0.15m。建築渣土25cm為一層分層填築並用大型壓路機碾壓,填築的渣土層厚度為2.158m。

(4)現狀地面以下3米範圍內採用素土回填,回填的素土20cm為一層分層碾壓至魚現狀地面持平,素土層共厚3米。

(5)從混凝土渣料層以上開始,為保證靠近現狀坑壁處回填料的壓實度,將現狀坑壁做開蹬處理,蹬高及蹬寬均為0.5m。3m素土層共6組蹬,每蹬搭接處以1m寬土工格柵沿道路方向滿鋪。

2.2垃圾坑段路基處理方案(圖二)

方案思路:視垃圾坑實際情況,清除坑內生活垃圾,篩選建築渣土回填至路基頂面以下3米,最後保證3米素土回填,並分層壓實。

(1)下挖並清除現狀坑內3米以下範圍內的虛弱土質,直至坑體內無生活垃圾方可分層往上回填。

(2)篩選建築渣土回填至路基頂面以下3米,建築渣土25cm為一層分層填築並用大型壓路機碾壓。

(3)路基頂面以下3米範圍內採用素土回填,回填的素土20cm為一層分層碾壓,素土層共厚3米。

(4)素土層以下5米深度起,為保證靠近現狀坑壁處回填料的壓實度,將現狀坑體北側及西側坑壁做開蹬處理,蹬高及蹬寬均為0.5m。3m素土層共6組蹬,每蹬搭接處以1m寬土工格柵沿道路方向滿鋪。

3質量評價

3.1路基頂面彎沉評價

施工中嚴格按照處理方案,路基回填後進行現場彎沉檢測,檢測彎沉一般值為210~295(1/100)mm,滿足小於土基頂面最大彎沉值310.5(1/100)mm的設計要求。

3.2路面沉降評價

道路建成通車4個多月,通過對處理路段的沉降觀測,總體沉降波動範圍為3-7mm,相對沉降一般為2mm左右,未發現整體沉降或局部不均勻沉降,路面沉降符合路基規範要求,表明本次使用建築垃圾滿足路基填料的要求。

4經濟分析

和平路道路施工使用舊水泥板和拆遷建築渣土超過23680m3,減少片石、碎石、砂礫土和素土的材料用量,降低了工程造價,加快了工程施工進度。拆除的舊路面和拆遷建築渣土得到循環使用,減少土地的佔用、灰土汙染和對環境的影響,經濟效益和社會效益明顯。

5結語

建築垃圾的利用主要包括直接利用和再生利用兩類,從經濟和效率的角度來講,建築垃圾直接利用是首要選擇,有利於提高資源循環使用效率。本文是建築垃圾在道路工程直接利用方面的有益嘗試,總結使用中需注意的事項如下:

(1)需要對建築垃圾進行分類篩選和破碎。建築垃圾來源不同,其材質有很大差別,不同材質和粒料大小適合於道路結構不同層次。大塊的混凝土可以用於軟弱路基的底部固穩,小塊的混凝土粒料可以用於路基穩定層或過渡層,磚瓦材質的建築垃圾經過破碎後適合路基深層回填。建築垃圾使用的過程要分離雜土汙物,剔除膨脹性和腐殖性建築垃圾。

(2)建築垃圾的利用,應該在專業技術人員和實驗室的指導下進行,例如控制級配,分層施工,一次壓實厚度宜不大於25cm,滿足壓實度和彎沉要求等。

隨著我國城市化進程的加快和早期建築的老化.我國每年產生的建築垃圾量必將進一步地增大,而中國公路和市政道路建設需要大量的建築材料,根據建築垃圾材質的不同,可以廣泛用在路基填料和路面基層,因此有著深遠的應用價值。


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