工程渣土源頭減量與回收利用的項目實踐

工程渣土是建筑垃圾的一種，是各類建筑物、構(gòu)筑物、管網(wǎng)等基礎(chǔ)開挖過程中產(chǎn)生的棄土 。近年來，隨著我國城市化建設(shè)步伐的加快，地下空間利用突飛猛進，在施工過程中產(chǎn)生了大量的渣土類建筑垃圾，作為工程建設(shè)的“副產(chǎn)品”也引起了越來越多的重視。據(jù)行業(yè)調(diào)研報告預(yù)測，2020 年我國的建筑垃圾產(chǎn)生量將達到 39.66 億 t，其中約 2/3 為工程渣土。目前，國內(nèi)絕大部分的工程渣土不經(jīng)任何處理便被運往郊區(qū)或碼頭，采取露天堆放、填埋或海洋傾倒等粗放式方法進行處置。由此不僅占用大量土地、污染環(huán)境，還存在著較大的安全隱患。這已成為制約城市可持續(xù)發(fā)展的重要問題，亟待解決[1]。工程渣土如何源頭減量和資源化利用進行成為迫切需要研究解決的問題。

本文以工程渣土處置現(xiàn)狀為背景，以深圳市某醫(yī)院項目為例，在結(jié)合項目渣土外運與肥槽回填施工難點的基礎(chǔ)上，提出了工程渣土源頭減量與資源利用的優(yōu)化措施，并進行了實踐，以供參考。

1 工程渣土的處置現(xiàn)狀

創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享是新時代的發(fā)展理念，國家對工程渣土的處置一直比較重視，并通過立法的形式進行了規(guī)定。2020 年 4 月通過的《中華人民共和國固體廢物環(huán)境污染防治法》六十一條規(guī)定，“國家鼓勵采用先進技術(shù)、工藝、設(shè)備和管理措施，推進建筑垃圾源頭減量，建立建筑垃圾回收利用體系。”為推動建筑垃圾的源頭減量，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于 2020 年印發(fā)了《關(guān)于推進建筑垃圾減量化的指導(dǎo)意見》（建質(zhì)〔2020〕46 號），提出了統(tǒng)籌策劃，源頭減量，因地制宜、系統(tǒng)推進，創(chuàng)新驅(qū)動，精細管理的基本原則，并組織編制了《施工現(xiàn)場建筑垃圾減量化指導(dǎo)手冊》（ 建辦質(zhì)〔2020〕20 號）、《施工現(xiàn)場建筑垃圾減量化指導(dǎo)圖冊》（ 建辦質(zhì)函〔2020〕505 號）。為進一步推動工程渣土的資源化利用，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于 2020 年 1 月 13 日發(fā)布了建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JG/T 575-2020《工程渣土免燒再生制品》。

從全國范圍來看，雖然工程渣土在減量化、資源化利用方面取得了一定的進展，但工程渣土排放量仍遠遠高于再利用量，傳統(tǒng)的填埋、造山、堆放等處置方式仍占據(jù)了主導(dǎo)地位。隨著城市地下空間、軌道交通的快速發(fā)展和日益加劇的資源環(huán)境約束，這種模式越發(fā)難以為繼，迫切需要在源頭減量、資源化利用方面進一步挖潛、創(chuàng)新。現(xiàn)以深圳市某醫(yī)院項目優(yōu)化實踐為例，以期拋磚引玉。

2 項目概況

2.1 項目簡介

深圳市某醫(yī)院項目，位于深圳市龍華區(qū)長順路與新區(qū)大道之間，民寶路以北，占地面積為 57 743.65 m2，總投資約 43 億元，總建筑面積 509 614 m2，其中地上最高 22 層，地下 4 層。地面黃海高程 83.0～87.0 m，基坑開挖最深 20.3 m，基坑周長 930.0 m。基坑采用樁撐支護結(jié)構(gòu)，支護樁采用咬合樁，基坑中段設(shè)兩道鋼筋混凝土內(nèi)支撐與三道預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)，基坑四個角部設(shè)三道鋼筋混凝土內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)。肥槽回填采用了 6% 的水泥石粉渣，壓實系數(shù)≥0.9。

2.2 施工難點

2.2.1 渣土運量大，運距長

本項目開挖面積約 4.6 萬 m2，涉及土方外運量約 92.5 萬 m3。本項目土方按照深圳市建筑渣土收納設(shè)置點，應(yīng)運往媽灣或大鏟灣碼頭，運距約 25 km，途經(jīng)市區(qū)，日間運輸受到道路交通影響，運輸效率低。項目毗鄰住宅，屬噪聲敏感區(qū)，夜間施工運輸對周邊環(huán)境影響比較大，作業(yè)時間上存在較多不確定的因素。

2.2.2 肥槽回填難度大

項目基坑支護結(jié)構(gòu)距建筑紅線距離較近，在肥槽回填時運輸車輛無法運至部分回填部位，需二次倒運，運輸困難。同時，本工程屬于深基坑施工，結(jié)構(gòu)外墻外邊線與支護結(jié)構(gòu)之間的設(shè)計距離僅 1.0 m，扣除外墻防水及防水保護層厚度和局部錨索腰梁所占空間，最小距離不足 0.4 m，施工作業(yè)面受到限制。在作業(yè)面受限的情況下，采用分層夯實，施工效率低，不滿足工程進度的要求，且支護結(jié)構(gòu)腰梁下的部位無法有效夯實，施工質(zhì)量難以保證。

3 工程渣土的源頭減量

解決渣土運量大，運距長等施工難題，源頭減量是最直接的方法。工程渣土的源頭減量，就是在不降低設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、不影響設(shè)計功能的前提下，通過合理優(yōu)化、深化原設(shè)計方案，最大程度地減少工程渣土的產(chǎn)生。工程渣土的源頭減量，優(yōu)化基礎(chǔ)的埋深是行之有效的方法，因此按照此思路對項目地形進行了分析。

本項目原設(shè)計±0.00 為黃海高程 85.9 m，后經(jīng)現(xiàn)場踏勘發(fā)現(xiàn)項目用地西高東低，西側(cè)新區(qū)大道路面絕對標(biāo)高約 86.5 m，比東側(cè)長順路高約 4.5 m，如按照 ±0.00 為黃海高程 85.9 m 進行實施，則項目的 ±0.00 比西側(cè)新區(qū)大道路面低 0.6 m，存在雨水倒灌的隱患，高程設(shè)計不成立。

為消除隱患，提出了將±0.00 抬高 1.6 m，即將±0.00 改為黃海高程 87.5 m，同時為保證在長順路與建筑有效銜接，在西側(cè)設(shè)計了階形人行踏步，其余部位通過微地形的塑造形成坡形過度綠化帶，不但滿足了使用功能，消除了雨水倒灌的風(fēng)險，還減少渣土外運約 7.36 萬 m3，縮短工期約 45 d。

4 工程渣土的回收利用

4.1 預(yù)拌流態(tài)固化土的引入

工程渣土的回收利用，其最佳方案是就地利用，肥槽回填是首選方向。針對肥槽施工回填的難點，我們引入了預(yù)拌流態(tài)固化土。

預(yù)拌流態(tài)固化土是一種新興的環(huán)境友好型填筑料，是在土中加入一定量的固化劑、外加劑和水拌和均勻，形成具有一定流動性，且凝固后能達到一定強度的混合物[2]。預(yù)拌流態(tài)固化土可泵送，不受運輸?shù)缆返南拗疲粺o須夯實，自密實，不受作業(yè)面的限制；成套自動化設(shè)備制備，施工效率高，質(zhì)量有保障，能有效解決肥槽回填的難題。目前在西安[2]、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院東院工程[3]等項目已經(jīng)有了成功的應(yīng)用，且北京市巖土工程協(xié)會已經(jīng)于 2019 年發(fā)布了團體標(biāo)準(zhǔn) T/BGEA 001-2019《預(yù)拌流態(tài)固化土填筑工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，技術(shù)相對成熟，是可行性的論證方向。

4.2 技術(shù)可行性復(fù)核

按照 T/BGEA 001-2019 4.3.1 的規(guī)定，“土料的有機質(zhì)量含量不得超過 5%，所含粗粒最大粒徑不宜超過 5 cm，未經(jīng)處理的污染土不得作為固化土的原材料。”經(jīng)核查項目地質(zhì)勘察報告，現(xiàn)場開挖土料符合制備條件。

由于本項目施工現(xiàn)場場地比較狹小，因此對現(xiàn)場預(yù)拌場地進行了復(fù)核。預(yù)拌流態(tài)固化土的制備設(shè)備采用專用自動化成套設(shè)備，其場地需求主要由水泥罐、固化劑罐、土料斗、傳送帶、攪拌機、儲水池、地泵等設(shè)備占地及土料堆場等構(gòu)成。預(yù)拌場地選在了項目東側(cè)中部土方車輛方便運輸?shù)奈恢谩＝?jīng)核算，土料堆場面積較小，但能滿足設(shè)備安裝及使用要求。

4.3 技術(shù)方案的經(jīng)濟性分析

根據(jù)技術(shù)的可行性復(fù)核，出具了初步的設(shè)計優(yōu)化方案。由于肥槽回填只有壓實度的要求，而固化土沒有壓實系數(shù)，但固化土的強度與承載力有一定的對應(yīng)關(guān)系，因此固化土設(shè)計使用強度控制。經(jīng)與設(shè)計溝通，固化土設(shè)定 28 d 強度為 0.5 MPa，并出具了優(yōu)化方案（表1）。

表1 肥槽回填方案對比表

功能上滿足，技術(shù)上可行，經(jīng)濟上合理、環(huán)境上友好是評價設(shè)計方案優(yōu)劣的基本準(zhǔn)則，為此對設(shè)計方案進行了經(jīng)濟分析。經(jīng)分析，在使用本項目渣土作為預(yù)拌流態(tài)固化土原料的情況下，該方案經(jīng)濟上可行。

4.4 預(yù)拌流態(tài)固化土的填筑

預(yù)拌流態(tài)固化土塌落度設(shè)計指標(biāo)為 [200±20）mm，擴展度]400 mm，并進行了試配。現(xiàn)場施工按照場地復(fù)核方案采用地泵泵送，溜槽整體分層澆筑。按照設(shè)計樓層 3.8 m 換撐的要求，首層澆筑厚度 0.5 m，二層三層澆筑厚度分別為 1.6 m、1.7 m，以此類推。布料點間距參照自密實混凝土不宜超過 7 m[4]的要求，設(shè)定為兩節(jié)泵管的長度 6 m（3 m/節(jié)），水平推移式澆筑。澆筑成型后覆膜養(yǎng)護，過程中留設(shè)試塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護，經(jīng) 28 d 后檢測，強度均滿足設(shè)計要求。

5 結(jié) 語

統(tǒng)籌策劃，施工圖紙深化、優(yōu)化是工程渣土源頭減量的根本途徑。預(yù)拌流態(tài)固化土具有施工方便、快速，質(zhì)量可靠，低碳環(huán)保等優(yōu)點，是促進工程渣土就地回收利用的有力武器，雖然其屬新型材料，目前市場供應(yīng)較少，價格透明度不高，但仍值得進一步發(fā)掘、推廣。