建筑固廢在繞城高速公路建設(shè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

王立東 WANG Li-dong

（中鐵十七局集團(tuán)第三工程有限公司，石家莊 050000）

0 引言

許昌繞城高速位于河南省許昌長(zhǎng)葛市，屬于平原地區(qū)，周邊地勢(shì)平坦，且均為基本農(nóng)田，該地區(qū)取土困難，距離鄭州新鄭市取土點(diǎn)約50km，距離禹州市可取土點(diǎn)約45km。同時(shí)河南省每年5 月至9 月份為該地區(qū)雨季，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、降雨量大，使用土方資源作為填料時(shí)，容易造成已填筑路堤積水翻漿、土體軟化，嚴(yán)重制約了施工進(jìn)度。

許昌繞城XCTJ-3 標(biāo)段起點(diǎn)里程K34+800，終點(diǎn)里程K53+490，全長(zhǎng)18.69 公里，借土填方517 萬方，下路堤約397 萬方。項(xiàng)目土方需求量大，取土內(nèi)運(yùn)費(fèi)用高昂，但本標(biāo)段經(jīng)過拆遷區(qū)域較多，拆遷產(chǎn)生的建筑廢棄物數(shù)量龐大。因此，許昌繞城XCTJ-3 標(biāo)擬采用建筑固廢填筑路堤。經(jīng)本項(xiàng)目試驗(yàn)檢測(cè)、路堤試驗(yàn)段總結(jié)驗(yàn)證，建筑固廢作為填料填筑路堤強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)施工不受雨天影響，路堤填筑檢測(cè)方法簡(jiǎn)單，鑒于此特性本項(xiàng)目提出使用建筑固廢代替土方填筑路堤。

1 當(dāng)前建筑固廢利用的形勢(shì)與背景

平原地區(qū)缺土的需要：河南許昌范圍均屬于平原地區(qū)，線路周邊均為基本農(nóng)田，嚴(yán)禁取土，長(zhǎng)葛市區(qū)開槽土遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了施工進(jìn)度需要，取土困難。

雨季施工的需要：5 月至9 月份屬于雨季，本地區(qū)原地貌基本無水系，靠自然蒸發(fā)或者地下滲水解決降雨影響，一次降雨至少影響7 天土方進(jìn)度。

2 建筑固廢填筑解決的主要問題

房屋拆遷段建筑固廢就地消耗，節(jié)約施工成本：本標(biāo)段房屋拆遷量大，涉及11 個(gè)村，拆除廠房及房屋約30 萬平米，拆除后建筑固廢經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)處理、破碎，采用羊足碾碾壓破碎，達(dá)到要求后經(jīng)振動(dòng)碾壓、驗(yàn)收，能快速、就地進(jìn)行消耗，加快施工進(jìn)度，節(jié)省施工成本。

解決原地面軟基處理，加快路基施工：河南許昌范圍原地面表層為松散粉土，遇水濕陷，且壓實(shí)度很難達(dá)到90區(qū)，通過采用建筑固廢進(jìn)行原地面處理，將大顆粒磚塊或者混凝土塊擠壓至土體，增強(qiáng)地基承載力，表面經(jīng)過羊足碾破碎，保證表面平整度及壓實(shí)度。

解決雨季施工難題：雨季路堤施工效率底下，且容易受雨水沖刷，長(zhǎng)時(shí)間無法施工；采用建筑固廢施工路基，表面密實(shí)，雨后強(qiáng)度及壓實(shí)度不受影響，可持續(xù)施工。

3 施工流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工流程

建筑固廢路堤填筑施工流程如圖1。

圖1 工藝流程圖

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 施工前準(zhǔn)備

施工前，對(duì)路幅范圍內(nèi)原地面表層腐殖土、表土、草皮等進(jìn)行清理，按要求整平壓實(shí)，壓實(shí)度不小于90%。

3.2.2 測(cè)量放樣

由測(cè)量班放出線路中線、邊線、加寬線，并定好中樁位置，同時(shí)采用50m 鋼卷尺復(fù)核線路距離。（圖2）

圖2 測(cè)量放樣大樣圖

圖3 撒網(wǎng)格線大樣圖

3.2.3 打格備樣

填筑前首先用石灰線打出卸料方格網(wǎng)，結(jié)合運(yùn)輸車運(yùn)料的立方數(shù)，確定每個(gè)方格大小及所卸料車數(shù)，收料人員按照格線進(jìn)行備料，每個(gè)方格網(wǎng)堆放一車運(yùn)料車的方量。

3.2.4 填料初平

用挖掘機(jī)進(jìn)行填料攤鋪初平，并對(duì)較大顆粒填料進(jìn)行破碎。裝載機(jī)配合補(bǔ)充填料，初平后表面無明顯高差。

3.2.5 垃圾清撿

用于填筑路基的建筑廢棄物，采用人工清撿其中的生活垃圾、塑料、金屬材料、木質(zhì)材料、腐殖質(zhì)、泡沫輕物質(zhì)等雜質(zhì)。

3.2.6 建筑廢棄物破碎錘破碎

用破碎錘對(duì)建筑廢棄物進(jìn)行破碎，破碎后建筑固廢均勻，且最大粒徑不超過15cm。

3.2.7 填料碾壓破碎

破碎錘破碎完成后，先用振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)壓實(shí)2 遍，擠壓建筑固廢，再用羊角碾強(qiáng)振碾壓2 遍，擠壓破碎。碾壓時(shí)，按照“先邊緣、后中間，先慢后快，縱向進(jìn)退”的原則進(jìn)行，由外側(cè)至內(nèi)側(cè)、輪跡重疊不少于1/3、最大速度控制在2～4km/h，碾壓時(shí)確保均勻，無漏壓、無死角，振動(dòng)壓路機(jī)選用強(qiáng)振。

3.2.8 灑水降塵

破碎過程中為防止現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵，采用霧炮車灑水降塵。

3.2.9 平地機(jī)精平

經(jīng)破碎后，路基表面已經(jīng)成顆粒狀磚渣及混凝土小塊，采用平地機(jī)進(jìn)行精平，確保路基面高程及平整度要求。

3.2.10 二次破碎

精平后部分建筑固廢由于第一次破碎不徹底，部分粒徑過大，故進(jìn)行二次破碎，采用破碎錘重新破碎，破碎完成后采用羊足碾振動(dòng)碾壓2 遍，保證表面顆粒基本均勻，改善填料粒徑，降低填料的孔隙率。

3.2.11 振動(dòng)壓實(shí)

羊角碾碾壓破碎后，填料粒徑經(jīng)檢驗(yàn)滿足規(guī)范要求后，用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓密實(shí)：振動(dòng)壓路機(jī)強(qiáng)振壓實(shí)至沉降差小于3mm 后靜壓1 遍收光。

3.2.12 沉降差觀測(cè)

測(cè)量人員在線外架設(shè)沉降觀測(cè)儀，首先在壓實(shí)后的路堤上沿橫向布點(diǎn)，每40m 觀測(cè)一個(gè)斷面，每個(gè)斷面布設(shè)4個(gè)點(diǎn)，為減少誤差，準(zhǔn)備一塊鋼板（規(guī)格采用10cm*10cm*1cm，長(zhǎng)*寬*厚），放置在測(cè)點(diǎn)上。第一次振壓結(jié)束后，用振動(dòng)壓路機(jī)靜壓一遍把鋼板壓入路堤，記錄高程，再用振動(dòng)壓路機(jī)來回振壓一遍（橫向行走），碾壓后再次記錄高程，各測(cè)點(diǎn)在碾壓前后的高差，就是測(cè)點(diǎn)的壓實(shí)沉降差，經(jīng)過來回一遍碾壓的沉降差不大于3mm，沉降差判定合格。沉降差觀測(cè)如圖4。

圖4 沉降差觀測(cè)

4 主要材料及設(shè)備

4.1 主要材料

采用建筑固廢作為高速公路路堤填料，應(yīng)符合如下要求：

①建筑固廢作為路基填料，從強(qiáng)度和承載力考慮，應(yīng)選用粒徑小而均勻，便于回填的建筑固廢，大塊料過多時(shí)利用機(jī)械加工成小塊，以確保碾壓后的密實(shí)度。

②根據(jù)填石路基規(guī)范要求，建筑固廢填筑路堤時(shí)，填料粒徑小于15cm。

③建筑垃圾應(yīng)以雜物含量少、均勻性好、無污染為優(yōu)選原則，在施工前應(yīng)排除含有害物質(zhì)、污染嚴(yán)重或腐蝕嚴(yán)重的建筑垃圾。

④建筑固廢使用前應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，不同批次材料應(yīng)分別取樣，檢測(cè)合格后方可使用。

⑤承載比試驗(yàn)CBR 值大于8%。

4.2 主要設(shè)備（表1）

表1 設(shè)備配備表

5 措施項(xiàng)目

5.1 質(zhì)量措施

①嚴(yán)格控制填料質(zhì)量，保證裝運(yùn)合格的建筑固廢料。

②為防止建筑固廢在運(yùn)輸過程中揚(yáng)塵污染，需采取有效的覆蓋措施。

③建筑固廢現(xiàn)場(chǎng)破碎，采用2 臺(tái)破碎錘進(jìn)行破碎，粒徑控制在15cm 以內(nèi)，破碎完成后級(jí)配均勻。

④施工過程中安排專人清理雜物，清撿覆蓋全過程。

⑤破碎過程中灑水降塵，破碎完成后灑水悶料，然后用振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)，羊角碾碾壓破碎。

⑥建筑固廢填料寬度每側(cè)較設(shè)計(jì)面寬20cm，同時(shí)在邊坡覆蓋30cm 土，以便后期的綠化需要。

⑦沉降觀測(cè)按照來回振壓1 遍，沉降差按照不大于3mm 控制。

5.2 安全措施

①成立安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，項(xiàng)目經(jīng)理為安全生產(chǎn)第一責(zé)任人，項(xiàng)目安全質(zhì)量部為安全管理職能部門，設(shè)專職安全工程師，施工隊(duì)設(shè)專職安全員，班組設(shè)兼職安全員跟班作業(yè)。

②制定施工安全操作規(guī)程、安全教育培訓(xùn)制度、安全責(zé)任制度、安全檢查制度、安全處理制度、安全競(jìng)賽制度等制度，并保證在施工中落實(shí)到實(shí)處。

③各種機(jī)械設(shè)備的操作人員必須持有效證件上崗。機(jī)械操作人員工作前，應(yīng)對(duì)所使用的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行安全檢查，嚴(yán)禁帶病使用，嚴(yán)禁酒后作業(yè)。

④為了保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)附近和過往群眾的安全與方便，在必要的時(shí)間提供照明、警衛(wèi)、警告標(biāo)志等安全防護(hù)措施。

⑤現(xiàn)場(chǎng)配電箱及用電設(shè)備要做好防護(hù)，臨時(shí)用電線路要經(jīng)常檢查，一旦發(fā)現(xiàn)漏電要及時(shí)排除，高壓電器設(shè)置必要的移動(dòng)輕便護(hù)欄、標(biāo)志牌等。搭設(shè)的臨時(shí)線路用完及時(shí)拆除。

⑥路堤施工注意坡面的穩(wěn)定情況，每次開工前、收工后，對(duì)坡面、坡頂周圍認(rèn)真檢查。如有異常立即處理。

⑦組織制定安全事故應(yīng)急救援預(yù)案，定期進(jìn)行預(yù)案演練，不斷完善應(yīng)急預(yù)案。

5.3 環(huán)保措施

①根據(jù)工程對(duì)環(huán)境的要求，項(xiàng)目經(jīng)理部成立環(huán)保領(lǐng)導(dǎo)小組，以地方負(fù)責(zé)人為組長(zhǎng)牽頭，綜合管理部配專職環(huán)保員。

②在靠近居民區(qū)施工時(shí)，機(jī)械設(shè)備和工藝操作所產(chǎn)生的噪音不得超過有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并符合國家規(guī)定的有關(guān)規(guī)定，噪音過大時(shí)應(yīng)采取消聲措施，降低噪音。

③在運(yùn)輸易飛揚(yáng)物時(shí)，采取覆蓋、密封、灑水，防止和減少揚(yáng)塵等措施。

④施工完成后，應(yīng)最大限度的恢復(fù)原有地貌，臨時(shí)防護(hù)設(shè)施、工棚、防護(hù)堤壩、生產(chǎn)生活建筑垃圾等予以拆除，運(yùn)往指定的棄土場(chǎng)，不得隨意堆放。恢復(fù)既有道路，保證暢通。恢復(fù)可耕種土地，清除廢物。

⑤對(duì)水土保持工作將作全面規(guī)劃，綜合治理。及時(shí)與當(dāng)?shù)厮帘３謾C(jī)構(gòu)取得聯(lián)系，遵守有關(guān)水土保持的法規(guī)，做好水土保持工作。

⑥雨季施工時(shí)，加強(qiáng)臨時(shí)排水管理措施，如路肩邊沿設(shè)土埝、泄水口，并鋪草袋或編織袋，防止雨水沖毀路基，同時(shí)可一定程度上減少水土流失。

6 效益分析

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

本線路兩側(cè)均為基本農(nóng)田，不能取土，最近的土場(chǎng)運(yùn)距約45km，土資源費(fèi)10 元/t，運(yùn)費(fèi)0.8 元/km·t，本項(xiàng)目所需路堤填筑材料40 萬方，壓實(shí)土系數(shù)1.8t/方，計(jì)算成本約40*10*1.8+40*45*0.8*1.8=3312 萬元。

使用建筑固廢作為填料時(shí)，建筑固廢無資源費(fèi)，運(yùn)距40km，本項(xiàng)目所需路堤填筑材料40 萬方，運(yùn)費(fèi)0.8 元/km·t，壓實(shí)系數(shù)2.2t/方，計(jì)算成本40*0.8*40*2.2=2816 萬元。

通過對(duì)比，建筑固廢作為填料時(shí)共節(jié)約成本3312-2816=496 萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

同時(shí)建筑固廢每層壓實(shí)厚度為35cm，路基填土每層壓實(shí)厚度24cm，每70cm 減少一層壓實(shí)遍數(shù)，減少了設(shè)備投入費(fèi)用，同時(shí)加快了施工進(jìn)度。

6.2 技術(shù)效益

通過使用檢測(cè)沉降差控制建筑固廢填筑質(zhì)量，沉降差小于3mm，使建筑固廢填筑的質(zhì)量得到了有效控制，保證了路基的施工質(zhì)量。

6.3 社會(huì)效益

經(jīng)施工驗(yàn)證，本技術(shù)應(yīng)用緩解了土方壓力，減少了雨季對(duì)施工進(jìn)度的影響，施工功效更高，能夠保證工程的高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)要求，受到了業(yè)主、監(jiān)理單位的一致認(rèn)可和贊揚(yáng)，對(duì)類似路堤填筑施工具有很好的借鑒和指導(dǎo)意義。

7 結(jié)語

本文從可行性研究到施工器具、施工工藝、產(chǎn)生效益等分析了建筑固廢作為填料填筑路堤的可行性。目前，該施工方法已應(yīng)用于許昌繞城高速公路XCTJ-3 標(biāo)路基下路堤的施工并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)效益和社會(huì)效益，為類似工程提供了具有價(jià)值的參考實(shí)例和經(jīng)驗(yàn)。