建筑垃圾土性能及其作为路基填料的施工

建筑垃圾土性能及其作为路基填料的施工

摘要：以某城市道路拆迁改造中采用建筑垃圾土作路基填料的工程为例，分析了建筑垃圾土的组成及工程特性，简述试验路段采取分层碾压填筑后再进行强夯加固的施工方案。介绍了分层碾压施工对建筑垃圾材料的要求、施工工艺和施工方案。重点阐述采用强夯法对路基进行加固处理的施工方案，包括施工设备选择、方案制订、施工准备及施工操作等内容。经过施工质量检测，表明强夯法对建筑垃圾土填料的路基加固效果良好。

关键词：城市道路；建筑垃圾土；路基填料；碾压工艺；强夯

中图分类号：0414.11文献标识码：B文章编号：1004-4655（2011）02-0067-03

在承德新城30km2范围的道路、管网、水系、绿化等基础设施建设中，对市政建设产生的建筑垃圾再利用进行了试验研究。试验路选在承德市一座城中村拆迁改造工程原址上的城市主干路，全长5km，试验路段长度为400m。采用分层碾压建筑砖碴的路基施工方法，填筑2m后采用强夯加固方案，有效解决建筑垃圾在城市道路路基填筑中的技术问题，并将施工对周围环境的影响降到最低。

1建筑垃圾土的工程特性

建筑垃圾土由骨料和土两部分组成。建筑垃圾主要来源于城中村改造工程、市政工程和房地产工程，成分为水泥混凝土块和砖块等建筑废弃物骨料。建筑垃圾土具有吸水性较强的特点，同时又具有较小的坚硬性，抗压强度为碎石的一半，故可替代碎砖石作为路基填料的骨料。土来源于建设场地内的原状土体，为山皮土。建筑垃圾土有以下4方面特点[1]。

1）粗集料的强度变化大，但总体强度均偏低，且分布不均。

2）粗集料的粒径变化较大，超大颗粒含量较高。

3）土为山皮土，含有小部分表层杂填土，植物根系和腐殖质含量也较高，不符合路用材料的基本要求。

4）建筑废渣与土混杂，粗、细集料比例不稳定，级配很差。

建筑垃圾土虽然具有上述不良性状，但同时也具备了作为道路建筑材料的基本特性，通过与良性土调整掺加比例可以在城市道路高填路基施工中应用。这种就地取材的做法，既降低了工程造价，又减少了建筑废料对环境的污染。

2分层碾压施工

2.1级配和最佳含水量的确定

试验路段内对现场建筑垃圾土取样，分析成分、粗细集料质量比、无侧限抗压强度、最佳含水量以及最佳干密度等试验数据，提出以下取样要求：

1）控制废渣的最大粒径≤10cm。在施工过程中通过人工翻捡控制，并对掺杂的木料及塑料垃圾予以清除。

2）对于填筑路基的建筑垃圾，应控制含量≤60％，保证有充足的良性土含量。施工中可通过良性土用量来调整比例，每层最大厚度≤25cm。

3）由于建筑垃圾含水量小，故施工碾压前需提前4h闷料，并提高洒水量。经试验分析，满足施工要求的最佳含水量为16.5％，最大干密度为1.80g／cm3。

2.2碾压施工工艺

1）分类及堆放。对于满足城市道路路基施工要求的建筑垃圾土，运至方便利用而又不影响施工的区域，分类堆放备用，不能使用的建筑垃圾混合体则单独堆放。

2）摊铺及整平。在建筑垃圾堆放地点，根据目测来调整废渣与土的比例。当需要加土时，将运来的良性土通过挖掘机进行搅拌，比例合格后装车外运。

建筑垃圾大块料较少，采用后退式摊铺法。后退式摊铺法是指运料汽车在上一层已压实

好的路基表面上后退卸料，形成许多密集的填料堆，再用推土机整平。若仍有个别较高的堆体，应通过人工整平使其表面平整，以达到所要求的松铺层厚25cm。根据运输车辆的车载容量和松铺厚度，在填筑段用石灰画好方格网，方格网尺寸为 5.5m×5.5m，每车车载体积22m3，每车基本覆盖3个方格。车辆倒至一定位置后，在车厢升起的过程中，车辆一边向前行驶一边布料。因布料不均匀形成的填料堆用推土机整平，人工清理表层个别裸露的大块混凝土块和建筑垃圾。

3）洒水闷料。保证洒水均匀，并提高洒水量。闷料后，应采用稳定土拌和机或多铧犁进行拌和并设专人跟随，随时检查拌和深度并调整拌和深度。严禁在拌和层底部留有含水量不足的夹层。

2.3碾压施工注意事项及方案

建筑垃圾土路基施工过程中必须高度重视压实工艺，只有对路基压实施工进行严格的控制，提供足够的压实功，才能将砖块破碎，使粒径变小、颗粒重新排列、填充孔隙、减少空隙率，从而提高路基的整体强度与变形稳定性。但是还应注意，压实功应控制在合理的范围内，既要保证充分地压实，又要避免过分地提供压实能量，使粒径碾压过小，不能达到连续级配，同时避免出现粒径回弹，填料得不到允分密实现象的出现[2]。

采用拖式羊角碾及光轮压路机组合分层碾压的施工方案。施工机械组合为1.5m3挖掘机1台、YITK20A拖式羊角碾1台、3Y10-12光轮压路机1台和T160推土机1台。为节省机械功率及工程成本，每层施工都经洒水闷料工艺使材料满足含水量要求后，羊角碾由两边向中间静压2遍，碾压速度控制在3km／h左右，轮迹重叠0.4~0.5m；由低频振动碾压5遍，推土机进行粗平，再由光轮压路机碾压2遍。然后填筑下一层。

3强夯加固施工

3.1设备选择

夯锤重18t，锤径2.0m，中间设有4个Φ20cm上下贯通的通气孔。起重机采用20t 履带起蘑机，最大起吊高度为15m，吊臂上安装门字支架，吊钩上安装有自动脱钩器，夯锤提升到预定的高度后自动脱钩器工作，夯锤自由落下。

3.2强夯施工方案制订

对分层填筑碾压后的建筑垃圾土路基进行强夯加固处理，每次强夯厚度为2m，以保证高填路基的压实度，减小工后沉降量。同时，为保证路基的稳定性起到积极作用。

依据承德市以往研究得到的强夯施工参数[3]，强夯施工夯点采用正方形布置，夯点中心间距为6m，分2遍进行强夯。第1遍夯点为正方形四角，选用1800kN?m夯击能，每点夯击10次，但应保证最后1次夯击的沉降量＜5cm；第2遍夯点夯击第1遍夯点未夯到的空白位置，采用1440kN?m夯击能，每点夯击8次。具体参数和强夯夯点布置见表1和图1。

3.3强夯施工准备

对施工现场做好三通一平后，按照夯点平面布置图进行定位放线，准确标出夯点的位置。设置水准点，以便施工中测量夯击沉降量，拟定夯击施工顺序。施工前将施工现场洒水以减少灰尘，疏散现场人员，确保安全。

3.4强夯施工操作

施工时将起重机移至现场，调整夯锤位置至标记处，用水准仪测量初始锤顶高程。开始夯击后，测量每一击的夯沉量，达到夯击数量并控制最后1击夯沉量≤5cm，移动夯锤至另一夯点。大面积施工时只测量初始锤顶高程和最后2击的夯沉量即可，中间各击可不进

行水准测量，也可按试验的夯击次数控制，中间进行抽检。第1遍完成后用推土机将夯坑推平，即可进行第2遍夯击。

每点夯击程序为：起重机就位→夯锤对准夯点位置→将夯锤起吊至预定高度→拉开脱钩装置锁卡夯锤自由落下；这样循环多次，直至完成夯击次数。夯击时注意保持落锤平稳，夯位准确。当夯锤气孔被土堵塞时，及时进行清理，以免影响夯击效果。第1遍全部夯击完毕后，用推土机将周围的土填平夯坑，再进行低能级满夯，将场地表层松土夯实。

4建筑垃圾土路基施工质量检测

强夯施工结束5d后，采用压实度和动力触探试验[4]对整个场地进行质量检测。压实度采用灌砂法检验，设计要求压实度≥90％，试验段共检68点，最低为92.5％，平均为96.4％，均满足设计要求。道路设计对地基承载力没有具体要求，动力触探检测只是对处理前后的承载能力的提高程度作比较。由于处理的土体为建筑垃圾杂填土，故采用重型（N63.5）触探检测。试验段共检测4点，地基承载力由处理前的150kPa左右，提高到240kPa左右。说明强夯处理建筑垃圾填料路基的效果良好。

5结语

试验路的实践证明，充分利用建筑垃圾填料修筑城市道路路基，在技术上可行，在经济效益、社会效益上均有重要的意义。但是，在今后类似工程中大面积推广应用，有些方面还需改进和提高，主要表现在以下几个方面。

1）强夯施工前，应查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因强夯施工而造成破坏。

2）对于人口密集和离居住区近的工程，强夯施工中应选用合理的机具，并做好减震防护工作，避免给周围群众造成生命和财产损失。

3）建筑垃圾路基因其特殊性，要采取严格的排水措施，以防路面的雨水以及坡脚积水浸入路床，浸泡、软化基础致其整体沉降。