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據大量資料顯示,我國每年產生的建筑垃圾將近20億噸,如此數量龐大的建筑廢棄物通常未經處理便被運送到郊區或城市周邊地區,最常用的處理方法為填埋、露天堆放。這種處理方法,不僅會嚴重污染環境,還會造成資源浪費,甚至對周邊居民正常生活與工作造成很大不便。為此,如何實現建筑渣土再生利用顯得尤為重要。將建筑渣土用于市政道路路基填筑,可以實現低碳交通、環保交通的目標,同時也是建筑渣土變廢為寶的重要解決手段。
建筑渣土是指建筑施工當中產生的廢棄施工材料。建筑渣土的優點在于堅硬度高、吸水性能好等。按照我國現行規范規定,可將建筑渣土分為2類,即泥土狀渣土、非自硬型渣土。在道路路基施工中使用建筑渣土,必須保證建筑渣土選擇的合理性。其特點如下:
1.親水性。建筑渣土具有一定親水性,空隙較大,在施工當中,需摻加一定量粉煤灰材料,通過粉煤灰吸收建筑渣土水分,待使用時,需提前進行晾曬處理,保證能夠及時排除水分。建筑渣土當中若存在超大顆粒,需進行破碎處理。
2.強度高。建筑渣土細粒、混合料強度可滿足規定要求,相比粘土、粉土硬度值,建筑渣土混合料的強度硬度值高出5~8倍,基本上與摻雜低劑量的石灰改良土強度值一致。
3.壓碎值低。建筑渣土的細料、粗料壓碎值相對較小,可通過壓實壓縮試驗進行其壓碎特性分析。通過研究表明,8%以上的粗料可被碾壓成細料,與道路路基填充要求相符。
隨著城市化進程的不斷加快,城市建筑規模持續擴大,老舊低矮住宅伴隨城市的發展而被高樓大廈所取代,作為建筑廢棄物,建筑渣土量大、占地多,若處理不好,將會造成嚴重的環境污染和資源浪費。本文依托某市政道路工程,項目工地周圍建筑廢棄物存量較大,采用建筑渣土填筑路基不僅可以變廢為寶,還能節約資源、保護環境,大幅降低施工成本。加上建筑渣土具有良好的透水性能,施工期間基本不會受雨季的影響,可以加快施工進度、縮短工期。
施工前,為了保證后期施工質量,必須做好前期準備工作。首先,必須做好原路面清理工作,要求清理干凈路基范圍內原地面表層雜物,比如腐殖土、草皮等。若基底范圍內存有樹根等,需全部挖除并清理干凈,隨后填平夯實坑穴。其次,根據設計要求,針對填方段進行整平、壓實,保證壓實度滿足施工規定,隨后進行高程測量。再次,完成路表清理工作后,需根據設計要求進行地基處理,確保基底承載力達到設計規定,且基底具有一定強度。與此同時,還要提前設置好防排水措施,保證排水通暢。最后,做好原材料質量檢測與管理。建筑渣土是建筑廢棄物,應根據工程施工要求,對建筑渣土材料進行破碎、分選、剔除,保證其粒徑、組分滿足設計要求,并優化級配。此外,若材料內存在泡沫輕物質、金屬材料、塑料等雜物,需及時進行分離,確保不會影響施工材料的性能和質量。
完成施工準備工作后,需先進行測量放樣,根據設計樁位準確確定邊線、中線位置,并將每層邊緣處的設計標高標示在兩側樁上,確保標記明顯。建筑渣土向施工場地運送前,需在填料加工場地做好試驗檢測分析,保證填料強度、級配等參數滿足技術要求。若填料內存在超大粒徑,需提前破碎處理。
填料運輸過程中,需提前做好填料運輸路線規劃,指派專人負責指揮,填料裝入自卸車之后,便可向施工場地運送。一般卸料時,可按照“先低后高”“先兩側后中間”的順序進行。每側填料鋪設需進行超寬填筑,相比設計寬度,填筑寬度不得小于0.5m。
攤鋪施工當中,先粗平后精平,粗平時可采用推土機,精平時則采用平地機。若發現粒徑大于規范要求,需重新進行破碎,或人工去除。推土機攤鋪時,必須和自卸汽車卸料方向反向而行,盡可能確保上部是細集料,便于壓實壓密。攤鋪過程中,建筑渣土表層會流失大量水分,為了保證滿足最佳含水率要求,必須及時補水、灑水,從而確保碾壓密實度。
攤鋪后,應保證填料符合最佳含水率要求,說明建筑渣土碾壓、破碎效果良好,有利于后期碾壓施工。因此,在攤鋪和碾壓施工之間的這段時間,必須對建筑渣土填料的含水率進行檢測與控制。根據室內擊實試驗確定最佳含水率,并在最佳含水率±2%范圍內控制現場含水率。若填料含水率高于這個范圍,需及時晾曬處理;若填料含水率低于這個范圍,則應灑水處理。灑水之后,必須進行2~4小時悶料,隨后才能進行碾壓施工。
碾壓時,可采用振動壓路機,碾壓順序為“由低到高”,直線段則應從“兩側到中間”。曲線段則應從“內側到外側”。碾壓需一層一層碾壓,并分層檢測。初期碾壓速度不宜過快,可控制在2km/h,最大不得在4km/h以上。碾壓過程中,可先采取振動壓路機進行1遍靜壓,隨后進行1遍弱振,初壓時不得采取振動壓實法。隨后復壓時,采用強振施工,碾壓遍數為3~7遍,直至壓實度基本符合施工規定。終壓時則進行1遍靜壓即可。待路基每層填筑高度滿足1.5m規定時,可采用三邊形沖擊壓路機進行10~15遍增強沖擊補壓施工,保證碾壓施工后,壓實度可達到規定要求。若部分位置無法達到要求,可再次進行碾壓施工,直至滿足規定。
碾壓施工中,應現場目測檢測,路基表面粗骨料內粒徑顆粒較多,需及時就地破碎,或挖除更換,并再次進行碾壓施工。每層碾壓施工后,均需觀測其施工情況,保證路基線路順直、曲線圓滑。路基表面無松散材料,平整度滿足施工規定。
為了驗證建筑渣土在市政道路路基施工中的應用效果,可進行路基壓實度、壓實沉降差等指標檢測,具體如下:
為了檢驗建筑渣土填筑路基時碾壓遍數、松鋪厚度是否會影響施工質量,需要進行壓實度試驗檢測,本工程采用灌砂法進行壓實度測定。
在本路段2個斷面設置測點,分別為測點1、測點2。隨后通過振動壓路機進行強振壓實,碾壓遍數設定為3遍、5遍、7遍。檢測結果如下:
(1)松鋪厚度為250mm的條件下,壓實度范圍為94.5%~98.1%;
(2)松鋪厚度為300mm的條件下,壓實度范圍為93.4%~95.7%。
由此可見,強振碾壓遍數越多,壓實度越大。
本工程建筑渣土填筑路基施工,先各進行1遍靜壓和弱振施工,隨后進行3~7遍強振,最后進行1遍靜壓。當采用250mm松鋪厚度時,想要達到94區、96區壓實度強振遍數分別要達到3遍以上、7遍以上。當采用300松鋪厚度時,想要達到93區、94區壓實度強振遍數分別要達到3遍以上、7遍以上,在此階段96區不宜采用300mm松鋪厚度的壓實工藝。
在沉降差檢測當中,觀測斷面同樣選擇2個,且每個斷面測點分別設3個,共6個測點。按照測點布設情況進行建筑渣土填料靜壓施工,用白灰在測點周邊進行標注,并將鉚釘打入測點位置路基,釘帽需高出路基2cm左右,最后通過水準儀進行初始標高、碾壓3遍后高程、碾壓5遍后高程及碾壓7遍后高程的測定。
碾壓施工可以讓建筑渣土填料由一個較為松散的狀態逐步發展為致密結構,壓實層厚度也會逐步趨于穩定,達到規定值范圍。通過水準儀實時檢測不同碾壓遍數下的高程變化,可以準確獲取沉降差。通過計算分析所得結果如下:
(1)松鋪厚度為250mm的條件下,在5~7遍強振碾壓之后,沉降差值在5mm以下,并逐步趨于穩定,經計算可知,25mm為平均累計沉降,225mm為壓實后厚度,1.1為松鋪系數。
(2)松鋪厚度為300mm的條件下,在5~7遍強振碾壓之后,沉降差值在5mm以下,并逐步趨于穩定,經計算可知,27mm為平均累計沉降,273mm為壓實后厚度,1.1為松鋪系數。
由此可見,在相同部位進行7遍碾壓施工,沉降差可控制在5mm以下,且強振碾壓遍數越多,累計沉降越大,沉降差越小,說明建筑渣土填筑路基后具有良好的壓實效果。
綜上所述,在社會經濟高速發展的今天,建筑渣土等廢棄物越來越多,甚至嚴重影響了部分人群的正常生活。為了實現建筑渣土再生利用,變廢為寶、節約資源,可以將其用于市政道路路基填筑施工,從而減少筑路取土開挖量,降低施工成本,保護環境。為此,開展市政道路路基工程建筑渣土施工技術研究具有重要意義。