建筑垃圾填筑高速公路路基施工技術研究

辛勇

（唐山市交通運輸局公路工程處，河北 唐山 063000）

0 引言

隨著城市化進程的加快，建筑垃圾產(chǎn)量逐年增多，對環(huán)境造成嚴重污染。與此同時，我國高速公路建設對砂石材料需求量不斷增長，而砂石材料過度開采帶來的資源枯竭問題迫使高速公路建設必須尋找新的替代材料，以滿足工程建設對材料的需求。將建筑垃圾作為填料用于高速公路路基施工中，能夠有效解決上述問題，使高速公路建設取得良好的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

1 工程概況

某高速公路工程全長122.61km，設計時速120km/h，設計標準為雙向六車道。本工程全線總挖方394.14 萬m3，總填方1 244.17 萬m3。施工前，調(diào)查工程沿線地區(qū)的建筑垃圾儲量，共842 萬m3，能夠滿足路基填筑的填料用量需求。為驗證建筑垃圾作為路基填料的可行性，本工程選取228m 試驗路段開展建筑垃圾填筑施工，設計填方量為56 478.58m3，填筑高度為4～8m，填筑后檢測路基強度、彎沉值、沉降和內(nèi)部應力，為建筑垃圾填筑本工程路基提供依據(jù)。

2 建筑垃圾填筑高速公路路基施工技術

本工程根據(jù)路基不同部位的施工質量要求，填筑不同等級的建筑垃圾，采用相應的施工技術和施工機械。路床底面2m 以下部位，篩分建筑垃圾，建筑垃圾最大粒徑不超過25cm，采用分層填筑工藝，壓實厚度在25cm 內(nèi)[1]；路床底面0～2m 部位，篩分并破碎處理建筑垃圾，最大粒徑不得超過10cm，采用分層填筑工藝，壓實厚度在20cm內(nèi)。

2.1 施工工藝

2.1.1 施工準備

（1）處理建筑垃圾，撿出垃圾中的鋼筋、塑料袋、木塊等雜物，人工破碎10cm 以上粒徑的建筑垃圾；對粒徑超過4.75mm 的建筑垃圾填筑材料進行篩分，要求顆粒含量在40%～75%之間，本工程的顆粒含量為73.6%，符合相關規(guī)范要求；本工程建筑垃圾填料CBR試驗結果為38.6，含水率為4.6%，壓碎值為12.8，有機質含量為0.1%，易溶鹽含量為0.1%，建筑垃圾材料各項目檢驗結果均達到填筑材料規(guī)定值要求[2]。

（2）填筑前清理地基，清除填筑地面上的樹根、雜草等雜物，并在開挖過程中集中堆放表土；清理后放樣中線，測量基底表面水平度和邊緣的設計高程。

（3）根據(jù)試驗段對建筑垃圾的需用量備足填料，現(xiàn)場拌和填料，添加適量水泥拌和均勻，為路基填筑做好準備。

（4）結合永久排水設施修建臨時排水設施，便于在雨期施工時能夠快速排出地表水[3]；采取坡面防護措施，減少雨水對坡面造成的沖刷；填方路基邊坡超過6m 時，邊坡坡率控制在1∶3。不超過6m 時，邊坡坡率控制在1∶2。

2.1.2 攤鋪

（1）選用施工機械，包括挖掘機、大型自卸汽車、推土機、振動壓路機等；挖掘機用于裝料，自卸汽車負責運輸填料，現(xiàn)場派專人指揮卸料；均勻裝運填料，不得集中裝運大粒徑填料。

（2）按照由低到高、水平分層的順序攤鋪填料，采用全寬水平分層填筑壓實工藝，在施工場地畫出5m 方格線，計算每個方格內(nèi)的填料數(shù)量，每層填料高度不得超過25cm；使用大型推土機攤鋪，要求攤鋪面無明顯的高差。若攤鋪面存在不平整問題，則通過人工找平方式，將細骨料填充到填料中找平[4]；攤鋪時從中間向兩側攤鋪，縱向做到中間高、兩邊低，橫向控制好橫坡坡度；攤鋪后用水平儀測量松鋪厚度，每層厚度應小于30cm；在分層填筑厚度不超過20cm的情況下，最大填料粒徑不得大于壓實厚度的2/3，且不超過10cm。

2.1.3 碾壓

（1）檢測建筑垃圾填料含水量，對含水量偏低的建筑垃圾填料灑水補水，對含水量偏高的建筑垃圾填料晾曬，要求填料最佳含水量保持在10%～15%范圍內(nèi)。在保證填料含水量達到設計要求的情況下才能進入碾壓施工工序。

（2）采用振動壓路機分層碾壓，輪重不超過25t，振動頻率為20～35Hz，根據(jù)不同碾壓施工情況分別選用光輪振動壓路機和羊足碾振動壓路機兩種機型[5]。碾壓遍數(shù)共7遍，用羊足碾壓路機碾壓4遍，碾壓速度為2km/h，再用光輪壓路機碾壓3遍，碾壓速度為4km/h，最后用光輪振動壓路機開振收面1遍；碾壓過程中要從兩邊向中間碾壓，相鄰兩輪重疊至少為輪寬1/3。

（3）分層碾壓的橫向接頭重疊40～50cm，前后相鄰縱向重疊不小于80cm，壓實線路保持縱向平行；壓實后進行質量檢查，保證壓實表面無松動、無脫落、無死角；測量壓實后的標高，做好標記后再碾壓一遍，重新測量高程，比較前后兩次高程差值，當差值不超過2mm時表明壓實度合格。

2.1.4 灑水

碾壓后對填料層灑水潤濕，灑水量不能過多，要保證表面形成水膜，但水不能處于流動狀態(tài)；灑水潤濕7d，以保證填料成型，本工程的灑水量為4kg/㎡[6]。

2.1.5 鋪設土工布

鋪設防滲土工布，本工程采用HDPE 復合土工膜，膜厚約0.5mm，膜拉伸強度不得小于25MPa，斷裂伸長率不得小于550%，尺寸穩(wěn)定性在±3%范圍內(nèi)；采用人工滾鋪方式鋪設土工布，留出變形余量，檢查鋪設的平整度；在鋪設土工布后，再鋪上1.5%水泥改良土壤保護層，保護層厚度為20cm[7]。

2.2 施工質量檢測

2.2.1 施工過程檢測

（1）外觀檢測。在建筑垃圾填料攤鋪和碾壓過程中，隨時檢測表面平整情況，不得出現(xiàn)明顯裂縫、輪跡等質量缺陷。

（2）幾何尺寸檢測。用水準儀每間隔200m測4個斷面，要求橫坡偏差在±0.3%范圍內(nèi)，中心偏位不超過50mm，縱斷高程偏差在±20mm內(nèi)。

（3）厚度檢測。用鋼尺每20m 測1 個斷面，每個斷面測量4 處，每處隨機選取3 個測點，要求松鋪厚度和碾壓厚度符合設計要求。

（4）沉降差檢測。在振動碾壓后，檢查表面填料是否有松動，不允許出現(xiàn)明顯輪跡；用水準儀每40m檢測1 斷面，每個斷面隨機選取10 個測點，測量沉降差不得超過2mm。

（5）平整度檢測。在路基填筑完工后，采用3m直尺測量平整度，要求平整度允許偏差不超過20mm[8]。

2.2.2 完工后檢測

（1）彎沉檢測。在每層最后一遍碾壓收光后開展現(xiàn)場彎沉試驗，本工程各層松鋪厚度均為20cm，平均彎沉量值為0.66mm，變異系數(shù)0.036，各層的彎沉值較為穩(wěn)定，表明將建筑垃圾作為路基填料符合路基施工質量要求。

（2）回彈模量檢測。本工程各層松鋪厚度均為20cm，測試回彈模量平均值為162.15MPa，變異系數(shù)0.029，表明建筑垃圾填筑的試驗路段回彈模量比較穩(wěn)定。

（3）顆粒篩分檢測。建筑垃圾作為填料在攤鋪碾壓過程中會受到二次破碎，促使原本的建筑垃圾顆粒組成產(chǎn)生變化，本工程通過篩分試驗檢測填料破碎情況，試驗結果表明，建筑垃圾的顆粒主要集中在0.5～10mm，表明填料級配細化程度符合路基施工的填料質量要求。

經(jīng)上述工后試驗檢測可知，將建筑垃圾作為填料用于路基施工能夠保證路基整體穩(wěn)定性，使路基質量達到驗收標準，因此本工程路基施工中采用建筑垃圾填筑完全具備可行性。

3 結論

在高速公路路基施工中運用建筑垃圾作為填筑材料，不僅能夠解決砂石材料短缺問題，而且還能夠實現(xiàn)建筑垃圾的資源化利用，減少建筑垃圾對環(huán)境造成的污染破壞。在建筑垃圾填筑施工中，需對建筑垃圾進行加工處理，使建筑材料達到填筑材料的質量要求，再采用填筑施工工藝完成路基施工，進而保證路基施工質量達到施工規(guī)范要求。