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、郭忠宝董光坤、柳春风、侯伟、李高波、郭忠宝 1 1．前言．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 2．工法特点．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 3．适用范围．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 4．工艺原理．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 5．施工工艺流程及操作要点．施工工艺流程及操作要点 5.15.1 施工工艺流程施工工艺流程 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 5.25.2 操作要点操作要点 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 1.0 m，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 6．材料与设备．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 型号 产地国 功率/吨 位/容积 机械、设备名称 运输车 挖掘机 推土机 冲击压路机 单位 辆 台 台 台 数量 10 1 1 1 斯太尔 济南15t Pc220 日本 徐工 TY160 1.0m3 131