城市道路路基填筑中建筑垃圾的处理应用

1、城市道路路基填筑中建筑垃圾的处理应用陈 福 东（中铁十一局集团一公司 ，湖北襄樊 441104）摘要：在城市建设过程中，经常会遇到因建筑物拆迁遗留的大量的建筑垃圾，通常将建筑垃圾运出施工区域，全部换填要花费挖运以及外购回填土等大量费用，同时还会带来环境污染和破坏生态环境等问题。以西安市三环路拆迁建筑垃圾作为路基填筑材料为例，简单介绍建筑垃圾分层填筑的施工方法，并对基底处理、松铺厚度、碾压遍数等施工工艺、质量控制指标以及压实度、弯沉值等试验检测结果进行介绍，为类似施工以供参考。关键词：建筑砖碴 碾压 松铺 道路路基前言目前旧城改造的步伐日益加快，由此而产生的建筑垃圾数量巨大。仅就西安市而言，每年

2、将产生建筑垃圾总量400多万立方米，主要来源于城中村改造工程、市政工程和房地产工程。建筑垃圾的反复产生、反复倾倒、反复清运，形成了恶性循环，不仅造成大量的建设资金的反复投入，同时也由于污染环境，占用土地等原因，产生很大的社会影响。如果能够对这些建筑垃圾合理利用，将产生巨大的经济效益和社会效益。因此，研究市政建设产生的建筑垃圾再利用问题，迫在眉睫，并且具有广阔的应用前景。一、工程概况西安市三环路系统工程主线全长71.4公里，是西安市 “十五”期间重点项目，也是西安市迄今为止投资规模最大，设计等级最高的城市道路项目。东三环线位基本沿浐河东岸布设，北接西安绕城高速谢王立交，南至东南郊南殿村，全长14

3、.7公里，主线设计为双向八车道，城市快速路标准，设计荷载100kn，标准道路段宽度100米。建成后将连接西临、西潼、西阎等多条高速公路，成为西安东向进出市区的重要通道，承担较为繁重的交通任务。本工程长乐路立交线位贯穿居民高度密集的灞桥区梁家街村，属西安市东三环中段，该处因修建西安三环路在2006年5月进行了集中拆迁，拆迁后在k9+550k10+250段现场遗留了大量的建筑垃圾，初步估算约有30万方，涉及长度约700米，地表上建筑垃圾平均厚度约3.0米左右。按照施工图设计要求，需作弃运处理。如果运往郊外或乡村,采用露天堆放或填埋的方式进行处理,建筑垃圾消纳处理的无序状态,一方面需要耗用大量的征地

4、及垃圾清运等建设经费,同时清运和堆放过程中的遗撒、粉尘和扬灰等问题又加重了环境污染,给城市的环境治理造成了不堪重负的压力。同时本工程路基施工准备期间，时值持续连阴雨天气，进出施工现场的唯一道路为原有农耕路，由于长期受雨水浸泡，道路泥泞不堪，短期内无法满足重型运输车辆通行条件。在客观上制约了现场建筑垃圾清运和外购黄土的运输环节。综合以上因素，本着“资源利用、节能减排”的原则，决定采用分层碾压建筑砖碴的路基施工方法，施工时也将对周围环境的影响降到最低。施工质量经检测也达到相应的设计要求，效果良好。二、施工工艺及现场质量控制（一）试验过程分析首先从现场取样，对其进行成分分析、粗细骨料质量比、无侧限抗

5、压强度、最佳含水量以及最佳干密度等试验数据综合分析，经分析最佳含水量15.5，最大干密度1.81g/3 ，其试验数据能够满足施工要求。（二）施工工艺控制1、建筑垃圾分捡因建筑垃圾位于主线路基范围内，首先将建筑垃圾倒运至方便利用而又不影响施工的区域，倒运时，垃圾应分类堆放，将不能使用的建筑垃圾混合体单独堆放。2、基底处理现行的公路路基施工技术规范(jtj033-95)中提到：“路堤基底应在填筑前进行压实，高速公路、一级公路和二级公路路堤基底的压实度不应小于85%。”。该段地下室及地窖较多，为消除地下空洞现象，原地面以下挖除1.0米。确保路基碾压质量，两侧坡脚各超宽50。清理掘除完成后，用推土机、

6、平地机平整，人工清理表层个别裸露的大块混凝土块和建筑垃圾，压路机碾压至压实度不小于85%。3、摊铺、整平 后退式摊铺法：建筑垃圾大块料较少，采用后退式摊铺法，此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人工整平，表面平整，达到所要求的松铺层厚20cm。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，方格网目尺寸为6m6m，每车车载体积5.52.51.622方，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，车辆边向前行驶边布料，这样布料不均匀，会形成一些分散的填料堆，再用推土机整平。施工中涉及到平整度检

7、测、相对沉降值观测，需要使用光轮压路机进行面层处理，实际施工中基本以羊角碾碾压为主，光轮压路机辅以微振密实。结合现有的压实机械，通过2种不同的机械组合碾压方式，施工数据表明：两种机械碾压组合方式在13遍之前碾压效果基本一致，说明自行式羊角碾的碾压效果能够达到破碎砖块的目的。随着碾压遍数的增加，拖式羊角碾碾压18遍时压实度达到97.27%，而自行试羊角碾在碾压18遍时压实度达到96.43%，说明拖式羊角碾在后期碾压对压实度增加效果较为明显，自行式羊角碾的作用效果弱于拖式羊角碾。通过比较，从节省机械功率以及工程成本角度考虑，确定采用在施工中确定选用拖式羊角碾、自行式羊角碾及光轮压路机组合比较经济合

8、理，机械组合方式如表1。建筑垃圾路基填筑碾压机械组合 表1碾压遍数前13遍第1318遍型 号yz18bltk220b自行式羊角碾yzt18b光轮压路机yitk20a拖式羊角碾生产厂家三明重型机械厂洛阳建筑机械厂铁二十局工程机械厂振动频率（hz）3230242917行驶速度（km/h）32.632.8备 注碾压第6遍和10遍，平地机粗平，碾压第13和18遍，平地机精平，然后第19遍光轮压路机微振，第20遍光轮压路机静压。观测最后两遍的相对高程。4、建筑垃圾路基填筑碾压建筑垃圾路基施工过程中必须高度重视压实工艺，只有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，粒径变小，使颗粒重新

9、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，压实功能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，粒径碾压过小，不能达到连续级配，同时出现粒径回弹，填料反而得不到充分密实的现象。焖料后，确定含水量适中，羊角碾继续碾压，碾压时应由两边向中间碾压，碾压速度控制在3/左右，轮迹重叠0.40.5。碾压10遍前，通过目测粒径较大，不需要做检测，碾压至第13遍筛分检测。 碾压10遍后平地机粗平，继续碾压，碾压至18遍，建筑垃圾颗粒直径基本小于3cm以下，且与碾压16遍的筛分试验较为接近，碾压能够满足压实度要求。挑拣出少量的未碾碎的钢筋砼块，按照路面

10、横坡平地机精平，平轮压路机碾压2遍。5、质量检测法本次试验压实效果的检测手段采用沉降率方法、弯沉检测和密度检测（灌砂法）。（1）沉降率方法通过对在k9+900k10+200段的九个断面中，每个断面第一层到第六层的相对变形变化不大，呈波浪状分布，波动范围介于03mm之间，其中相对变形值以1mm为主，之所以呈现波浪状变化规律，主要是因为路基填料的不均匀性所造成的，而其相对沉降的变化范围介于03mm之间，且以1mm为主，表明路基填料的刚度较大，稳定性较好，满足路基填料的要求。（2）弯沉检测施工过程中委托长安大学进行承载板试验，测出每级荷载下相应的路基回弹变形值，经过计算求的路基回弹模量。通过选取有代

11、表性的6个点，各测点回弹模量分别为：86.91mpa，91.65mpa，92.58mpa，73.27mpa，64.20mpa，76.14mpa，相应干密度分别为：1.78g/cm3，1.80g/cm3，1. 82g/cm3，1.48g/cm3，1.41g/cm3，1.53g/cm3，含水量分别为：15.1，15.5，15.7，14.8，14.1，14.4，建筑垃圾填筑路基回弹模量有一定的变化幅度，平均回弹模量为80.79mpa，标准差11.39，变异系数0.14。远满足一般路基回弹模量要求。（5）密度检测（灌砂法）通过试验检测在机械组合碾压16遍时，其密实度平均值为95.8%，当碾压达到18遍

12、时，密实度均大于96.5。满足施工规范要求。综合以上，3种方法均能达到要求，由于弯沉检测较为复杂，灌砂法由于压实颗粒的不均匀性，检测值可能存在偏差，建议采用较为直观的沉降观测法。6、衔接层处理建筑垃圾顶层填筑完毕后，由于砖碴具有一定的离散性，在其上均匀撒布含量4%的水泥，10%的粉煤灰，用挖掘机翻挖压实深度约20cm，充分拌合均匀，然后碾压密实以保证与填土路基紧密结合。（三）施工工艺流程综合施工过程，建筑垃圾填筑路基可按以下施工工艺流程控制。见下页。三、施工结论通过施工得出以下结论：1建筑垃圾路基的地基处理要求：在建筑垃圾路基填筑前，首先应该对原地面进行表面清理，清除树木等杂物，同时进行压实处

13、理，使其满足施工要求。在土质地基上填筑建筑垃圾路基时，为防止填料中的细粒料迁移，提高地基的强度与均匀性，应设置过渡层，过渡层填筑一层较薄的建筑垃圾填筑，并按规定进行压实。2建筑垃圾路基对地基的排水要求：建筑垃圾路基因其特殊性，路基应采取必要的引排、建议路基边坡及坡脚排水要采取严格的排水措施以防路面雨水以及坡脚积水浸入路床，浸泡软化基础致其整体沉降。3建筑垃圾路基的摊铺应采用渐进式摊铺方法，同时摊铺过程中必须使用大功率推土机进行填料的推铺。建筑垃圾路基填料整平工艺的关键是保证表面平整，厚度均匀。建筑垃圾路基填筑施工工艺流程框图施 工 准 备填前基底羊角碾压实处理基底报验建筑垃圾松铺20cm羊角碾

14、碾压10遍平地机粗平测试含水量，剔除大块粒料焖料、继续碾压至18遍平地机精平不合格计算砖碴方量测含水量计算洒水量适时补充洒水光碾静压、弱震各一遍测压实度压实度、弯沉检测路 基 成 型报检碾压10遍前目测粒径较大，不需测试 4对于建筑垃圾路基压实施工的碾压组合原则应是：优先选择拖式振动羊角碾及其他振动型压路机进行碾压组合，而不应单一选用自行式压路机；优先选用吨位及激振力较大的压路机；碾压组合的压路机数量越少越好。5建筑垃圾路基的压实宜使用以下碾压组合，开始用18t自行式羊角碾与18t光轮压路机的组合。后几遍用20t拖式振动羊角碾与18t光轮压路机的组合。建筑垃圾路基的压实施工碾压速度宜为3km/

15、h左右，且压路机的碾压速度开始宜用慢速。6建筑垃圾路基的密实程度随碾压遍数的增加而增加，而碾压遍数增加到一定程度后，路基密实程度的增长率变小，趋于缓和，甚至有可能降低。建筑垃圾路基正式施工时的碾压遍数应结合填料具体的工程性质和现场压实机械情况通过试验路段来确定的，以沉降差值1mm为标准来确定碾压遍数。四、结束语就长乐路立交而言，按照设计要求，需弃运建筑垃圾约30万m3，外够土方回填需要15万m3，需要直接经济费用1380万元。而直接利用建筑垃圾回填该段路基施工费用约800万元，节约工程投资580万元。同时，利用建筑砖碴填筑路基，解决雨天路基施工难的问题，提前28天完成主线路基回填，为东三环主线2006年元旦前开通赢得宝贵的时间。实践证明城市改造拆除的建筑砖碴用于路基填筑方案技术上可行，无论在经济效益上还是社会效益上均有重要的意义，为后续类似施工提