建筑废弃碎石砖路基填筑施工工法.docx
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建筑废弃碎石砖路基填筑施工工法
建筑废弃碎石砖填筑路基的施工工法
山东鲁桥建设为有限公司
董光坤、柳春风、侯伟、李高波、郭忠宝
1.前言
在公路建设中为避免富水环境对路堤结构影响,一般采用高路基方案,
大量消耗不可再生土地资源,路基取土活动不仅破坏了沿线环境景观,并形
成了新的环境稳定问题。
同时,路基工程常遇到沟塘等特殊区域,清淤后需
进行回填处理。
传统沟塘处置一般采用降水清淤后,分层填筑方案,回填材
料多以石灰改良土或透水性块石料为主。
这不仅施工费用高、难度大、周期
长;而且加剧了公路建设对不可再生的土地资源消耗,且清淤后弃土易产生
二次堆放占用土地问题,以及转运或堆放中的次生污染问题。
将建筑废弃碎
石砖等废料作为地基或填料,不仅可以解决以上存在的问题,还为废渣和建
筑废弃碎石砖利用开辟了新的途径。
无棣县蔡河公路工程主线自东张路马山子镇蔡庄子村为起点,沿线途经
七个乡镇与国道205相连,全长47.3Km,按交通部二级公路标准规划建设,
设计行车速度80km/h,路面全宽18m,双向4车道,路面结构层为3+5cm沥青
砼路面、2X18cm二灰稳定碎石基层、18cm石灰稳定土底基层。
区域内地下水
属黄河冲积平原水文地质区,地下水丰富且埋藏较浅,类型单一,属第四系
孔隙潜水,主要由大气降水补给及河水补给。
含水层多由粉砂、细砂组成。
蔡河公路工程中有37km路段利用原有的县乡公路,两侧排水沟均有积水,在
施工中采用建筑废弃碎石砖填筑,减少了材料浪费,取得了明显的社会效益
和经济效益。
2.工法特点
2.1工法采用机械连续冲压技术针对性良好,富水环境下的稳定性能、
冲压层表面力学性能,具有良好的压实效果。
2.2建筑废弃碎石砖挤淤法,应用于路基加固,如沿线较长范围内存在淤
泥,应用建筑废弃碎石砖。
抛填过程中排出被挤出的淤泥,保证填料沉底并
有足够的密实性。
2.3工法采用沉降量观测作为压实度的控制可以有效提高建筑废弃碎石
砖路基的强度和稳定性。
3.适用范围
本工法适用范围:
旧路改建拓宽、沟塘等路基路床以下填筑区域施工。
4.工艺原理
4.1建筑废弃碎石砖土碾压工艺
建筑废弃碎石砖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、减少孔隙比,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,填料得不到充分密实现象的出现。
4.2建筑废弃碎石砖碾压遍数的确定
通过试验段,研究摊铺厚度、碾压能量、碾压遍数等因素对建筑垃圾填
筑路基性能的影响,确定了碾压遍数与各力学指标的关系。
当松铺厚度为60cm时,碾压遍数超过6遍时,填料的回弹模量基本不再
增长,变形模量和地基基床系数也表现出同样的趋势,甚至略有减小。
这表
明压实功一定的条件下,仅靠增加碾压遍数来提高建筑垃圾的强度和密实度
是比较困难的。
①回弹模量结果
图1建筑垃圾回弹模量与碾压遍数关系
②基准基床系数
图2建筑垃圾基床系数与碾压遍数关系
③变形模量
图3建筑垃圾变形模量与碾压遍数关系
因此,建筑垃圾路基施工时,必须根据经济、技术等方面的要求,合理
确定相应压实功条件下的松铺厚度和碾压遍数。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
建筑废弃碎石砖填前处理路基基底处理摊铺、整平填筑碾
压质量检测
5.2操作要点
5.2.1建筑废弃碎石砖填前处理
根据建筑废弃碎石砖的粒径和成分进行分选、剔除,进行级配优化处理。
必要时采取破碎,添加水泥或石灰改性措施。
一般采用简单有效的人工方法
将可能的污染物、易腐蚀物、易降解物等不利填料予以剔除。
路基填料的颗
粒最大粒径一般不超过铺填厚度的2/3。
然后运至方便利用而又不影响施工的
区域分类堆放,不能使用的建筑废弃碎石砖混合体则单独堆放。
5.2.2建筑废弃碎石砖挤淤施工
建筑废弃碎石砖挤淤施工对材料的粒径要求较高,施工时优先选用粒径
大于20cm的混凝土碎块。
对碎石砖进行粒径分类筛选,分类堆放。
挤淤时选
用粒径大于20cm的碎混凝土块,挤淤的施工长度控制在30m,抛填时从施工
段的一头开始,向另一头顺序施工,使淤泥向一侧挤出。
待碎混凝土块抛出
水面后,应用较小的建筑废弃碎石砖填塞垫平,用冲击压路机压实。
5.2.3摊铺整平
采用建筑废弃碎石砖代替一般路基填料,虚铺厚度选择是压实效果控制
的重要参数。
虚铺厚度应考虑冲击压实机性能、有效加固深度、填料粒径、
填料性质,在确保填筑质量、技术合理的前提下,也应符合节约造价和缩短
施工周期等方面所提出的要求。
对于建筑废弃碎石砖大块料较少.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。
对于建筑废弃碎石砖大块料较多时,一般采用冲击
碾压,此时填料松铺厚度不宜大于1.0m,最大粒径不宜超过层厚的2/3。
冲
击压实填筑体颗粒上限粒径一般小于0.3~0.5m。
5.2.4填筑碾压
建筑废弃碎石砖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、减少孔隙比。
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,填料得不到充分密实现象的出现。
施工程序如下:
建筑废弃碎石砖采用冲压施工,施工程序如下:
①在适度含水量条件下填料松铺整平;
②用冲击式压实机进行冲击碾压,压实机的行进速度应控制在10~12km/h
左右,冲碾顺序应符合“先两边、后中间”的次序,以轮迹重叠1/2铺盖整
个路基表面为冲碾一遍,碾压第3遍前,通过目测发现粒径较大,不需要做
检测,碾压至第6遍筛分检测。
一般冲碾5~8遍;
③建筑废弃碎石砖颗粒直径基本在3cm以下,且与碾压8遍的筛分试验
较为接近,碾压效果即达到要求。
挑拣出少量的未碾碎的钢筋混凝土块。
按
照路面横坡平地机精平,平轮压路机碾压2遍。
④检测路基压实度,如果压实度达不到要求,应视情况补充冲碾5~10遍;
⑤整理路槽,振动或静碾压路机碾压1~2遍,达到验收标准为止。
6.材料与设备
本工法所需材料为城市建筑废弃碎石砖,采用的机具设备见表6。
表6机具设备表
机械、设备名称
型号
功率/吨
单位
数量
产地国
位/容积
运输车
斯太尔济南
15t
辆
10
挖掘机
Pc220日本
1.0m3
台
1
推土机
徐工TY160
131KW
台
1
冲击压路机
陕西YZTY20
压实功695KN
台
1
7.质量控制
7.1工程质量控制标准
7.1.1填筑符合《公路路基施工技术规范》(JTGG10-2006)
7.1.2经强振碾压,建筑废弃碎石砖应破碎成5~20cm左右的碎块并相互嵌
挤稳定。
7.1.3碾压后的沉降量应趋于稳定,一般以最后两遍的平均沉降量不超过
5mm为准,或其平均沉降量为总沉降量的5%~10%。
7.1.4实测项目
实测项目
项规定值或允许偏差
检查项目检查方法和频率
次二级公路
1沉降观测不大于5mm沉降观测法:
每200m每压实层测4处
每一双车道评定路段(不超过1km)检查80~
2弯沉(0.01mm)不大于设计要求值100个点,多车道公路必须按车道数与双车道之比,相应增加测点
3
平整度(mm)
20
3m直尺:
每200m测2处×10尺
4
横坡(%)
±0.5
水准仪:
每200m测4断面
5
边坡
符合设计要求
每200m测4处
7.2质量保证措施
7.2.1碾压顺序采用从两侧开始,向中心错轮的方式,轮迹重叠20㎝,碾
压遍数一般为5~8遍。
7.2.2碾压时前5遍速度约为5~9km/h,以后速度可加快至10~12km/h。
7.2.3一般情况下每碾压5遍左右进行一次沉降量、破碎程度和弯沉指标
的检测,五遍之后每隔两遍检测一次。
7.2.4碾压前查明碾压范围内的地下管线及附近各种构造物,并根据构造
物的类型设置保护距离,施工前对于拟保护的构造物在保护范围的外围应设
置明显的标记物,对于不符合避让距离但又必须施工的可采取降低压路机的
行驶速度减弱振动,增加碾压遍数的保护措施,并应设专人指挥,尽量减轻
影响。
8.安全措施
8.1认真贯彻“安全第一,预防为主”的方针,根据国家有关规定、条例,
结合施工单位实际情况和工程的具体特点,组成专职安全员和班组兼职安全
员的安全生产管理网络,执行安全生产责任制,明确各级人员的职责,抓好
工程的安全生产。
8.2本工法施工用的主要设备为挖掘机、推土机、压路机,施工过程中严
格执行操作规程,制定安全施工技术交底。
8.2.1挖掘机工作时,必须有专人指挥,并且在其工作范围内不得站人。
8.2.2材料运输车进出场必须打开转向灯,入场后倒车必须设专人指挥。
8.3建立完善的施工安全保证体系,加强施工作业中的安全检查,确保作
业标准化、规范化。
9.环保措施
9.1成立对应的施工环境卫生管理机构,在工程施工过程中严格遵守国家
和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章,加强对施工燃油、工
程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理,遵守有防火及废
弃物处理的规章制度,做好交通环境疏导,充分满足便民要求,认真接受城
市交通管理,随时接受相关单位的监督检查。
9.2对于驻地生活污水及施工过程产生的污水,预先设置污水汇集设施,
沉淀处理达到排放标准后再行排放。
9.3施工前,对主要车辆行走便道进行硬化,防止扬尘;施工过程中,采
取洒水降尘措施,控制扬尘。
10.资源节约
该工法发展绿色环保的施工方式,推广应用资源节约型和环保型的施工
方式,通过资料的综合利用、资源短缺代用以及二次资源回用,降低对各类
资源的消耗,减少建筑废料和污染物的生产和排放。
我国节能技术政策大纲
明确指出有条件的城市应试行建设垃圾利用等工程。
因此,建筑废弃碎石砖
的应用正顺应了国家环境保护与节能的严峻国情和重大方针政策。
11.效益分析
随着我国经济建设的迅猛发展和公路的大量修建,会碰到越来越多的旧
路拓宽和建筑废弃碎石砖填筑路基的问题。
本项目的研究,在理论技术上是
一个极大的促进和提高,具有巨大的应用和发展前景
11.1经济效益分析
软基、沟塘等特殊路基施工通常采用换填片石,故效益分析主要通过和
换填片石施工进行对比。
1、换填片石:
根据工程预算,换填片石单价每立方
225.62元;
2、建筑废弃碎石砖:
根据工程预算,建筑废弃碎石砖单价每立方82.5
元
每立方节省费用:
225.62-82.5=143.12元
无棣县蔡河公路工程共完成建筑废弃碎石砖填筑33万立方,共计节省费
用4722万元。
11.2社会效益分析
11.2.1本工程共利用建筑废弃碎石砖33万立方,可减少建筑垃圾处理费
336.6万元(参照滨州市物价局收费项目公示,建筑垃圾处理费为6元/t,建
筑垃圾密度取1.7t/m3,节省费用:
33*1.7*6=336.6万元)
11.2.2随着城市建筑垃圾量的增加,垃圾堆放点也在增加,而垃圾堆放
场的面积也在逐渐扩大,对建筑废弃碎石砖的有效利用,减少了建筑垃圾对
处理场地的占用,同时也减少了对土地的占用。
12.应用实例
无棣县蔡河公路工程位于无棣县境内,全长47.387km。
全线地层土性为黄
河沉积物冲洪积土体,以粉土、粉质粘土为主,5m以上地基土松软,地基承
载力90~110kPa;地下水位埋深0.80~4.50m,一般为2.50m,由于地下水位
较浅,雨季及春灌期地下水位明显抬升,两侧排水沟常年有积水,易导致地
基土软化。
在工程施工中,充分利用城市建设中产生的建筑废弃碎石砖,共
完成建筑废弃碎石砖填筑33万立方米,成品检测符合《公路路基施工技术规
范》(JTGG10-2006)要求,取得了良好的经济和社会效益。
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