建筑固廢在繞城高速公路建設領域中的應用

王立東 WANG Li-dong

（中鐵十七局集團第三工程有限公司，石家莊 050000）

0 引言

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

許昌繞城XCTJ-3 標段起點里程K34+800，終點里程K53+490，全長18.69 公里，借土填方517 萬方，下路堤約397 萬方。項目土方需求量大，取土內運費用高昂，但本標段經過拆遷區(qū)域較多，拆遷產生的建筑廢棄物數量龐大。因此，許昌繞城XCTJ-3 標擬采用建筑固廢填筑路堤。經本項目試驗檢測、路堤試驗段總結驗證，建筑固廢作為填料填筑路堤強度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，同時施工不受雨天影響，路堤填筑檢測方法簡單，鑒于此特性本項目提出使用建筑固廢代替土方填筑路堤。

1 當前建筑固廢利用的形勢與背景

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田，嚴禁取土，長葛市區(qū)開槽土遠遠滿足不了施工進度需要，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：本標段房屋拆遷量大，涉及11 個村，拆除廠房及房屋約30 萬平米，拆除后建筑固廢經現場處理、破碎，采用羊足碾碾壓破碎，達到要求后經振動碾壓、驗收，能快速、就地進行消耗，加快施工進度，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，且壓實度很難達到90區(qū)，通過采用建筑固廢進行原地面處理，將大顆粒磚塊或者混凝土塊擠壓至土體，增強地基承載力，表面經過羊足碾破碎，保證表面平整度及壓實度。

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，長時間無法施工；采用建筑固廢施工路基，表面密實，雨后強度及壓實度不受影響，可持續(xù)施工。

3 施工流程及操作要點

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

3.2.1 施工前準備

施工前，對路幅范圍內原地面表層腐殖土、表土、草皮等進行清理，按要求整平壓實，壓實度不小于90%。

3.2.2 測量放樣

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

圖2 測量放樣大樣圖

圖3 撒網格線大樣圖

3.2.3 打格備樣

填筑前首先用石灰線打出卸料方格網，結合運輸車運料的立方數，確定每個方格大小及所卸料車數，收料人員按照格線進行備料，每個方格網堆放一車運料車的方量。

3.2.4 填料初平

用挖掘機進行填料攤鋪初平，并對較大顆粒填料進行破碎。裝載機配合補充填料，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、木質材料、腐殖質、泡沫輕物質等雜質。

3.2.6 建筑廢棄物破碎錘破碎

用破碎錘對建筑廢棄物進行破碎，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，先用振動壓路機振動壓實2 遍，擠壓建筑固廢，再用羊角碾強振碾壓2 遍，擠壓破碎。碾壓時，按照“先邊緣、后中間，先慢后快，縱向進退”的原則進行，由外側至內側、輪跡重疊不少于1/3、最大速度控制在2～4km/h，碾壓時確保均勻，無漏壓、無死角，振動壓路機選用強振。

3.2.8 灑水降塵

破碎過程中為防止現場揚塵，采用霧炮車灑水降塵。

3.2.9 平地機精平

經破碎后，路基表面已經成顆粒狀磚渣及混凝土小塊，采用平地機進行精平，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 振動壓實

羊角碾碾壓破碎后，填料粒徑經檢驗滿足規(guī)范要求后，用振動壓路機碾壓密實：振動壓路機強振壓實至沉降差小于3mm 后靜壓1 遍收光。

3.2.12 沉降差觀測

測量人員在線外架設沉降觀測儀，首先在壓實后的路堤上沿橫向布點，每40m 觀測一個斷面，每個斷面布設4個點，為減少誤差，準備一塊鋼板（規(guī)格采用10cm*10cm*1cm，長*寬*厚），放置在測點上。第一次振壓結束后，用振動壓路機靜壓一遍把鋼板壓入路堤，記錄高程，再用振動壓路機來回振壓一遍（橫向行走），碾壓后再次記錄高程，各測點在碾壓前后的高差，就是測點的壓實沉降差，經過來回一遍碾壓的沉降差不大于3mm，沉降差判定合格。沉降差觀測如圖4。

圖4 沉降差觀測

4 主要材料及設備

4.1 主要材料

采用建筑固廢作為高速公路路堤填料，應符合如下要求：

①建筑固廢作為路基填料，從強度和承載力考慮，應選用粒徑小而均勻，便于回填的建筑固廢，大塊料過多時利用機械加工成小塊，以確保碾壓后的密實度。

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

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

④建筑固廢使用前應進行質量檢測，不同批次材料應分別取樣，檢測合格后方可使用。

⑤承載比試驗CBR 值大于8%。

4.2 主要設備（表1）

表1 設備配備表

5 措施項目

5.1 質量措施

①嚴格控制填料質量，保證裝運合格的建筑固廢料。

②為防止建筑固廢在運輸過程中揚塵污染，需采取有效的覆蓋措施。

③建筑固廢現場破碎，采用2 臺破碎錘進行破碎，粒徑控制在15cm 以內，破碎完成后級配均勻。

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，然后用振動壓路機壓實，羊角碾碾壓破碎。

⑥建筑固廢填料寬度每側較設計面寬20cm，同時在邊坡覆蓋30cm 土，以便后期的綠化需要。

⑦沉降觀測按照來回振壓1 遍，沉降差按照不大于3mm 控制。

5.2 安全措施

①成立安全生產領導小組，項目經理為安全生產第一責任人，項目安全質量部為安全管理職能部門，設專職安全工程師，施工隊設專職安全員，班組設兼職安全員跟班作業(yè)。

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

③各種機械設備的操作人員必須持有效證件上崗。機械操作人員工作前，應對所使用的機械設備進行安全檢查，嚴禁帶病使用，嚴禁酒后作業(yè)。

④為了保護現場附近和過往群眾的安全與方便，在必要的時間提供照明、警衛(wèi)、警告標志等安全防護措施。

⑤現場配電箱及用電設備要做好防護，臨時用電線路要經常檢查，一旦發(fā)現漏電要及時排除，高壓電器設置必要的移動輕便護欄、標志牌等。搭設的臨時線路用完及時拆除。

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

⑦組織制定安全事故應急救援預案，定期進行預案演練，不斷完善應急預案。

5.3 環(huán)保措施

①根據工程對環(huán)境的要求，項目經理部成立環(huán)保領導小組，以地方負責人為組長牽頭，綜合管理部配專職環(huán)保員。

②在靠近居民區(qū)施工時，機械設備和工藝操作所產生的噪音不得超過有關標準，并符合國家規(guī)定的有關規(guī)定，噪音過大時應采取消聲措施，降低噪音。

③在運輸易飛揚物時，采取覆蓋、密封、灑水，防止和減少揚塵等措施。

④施工完成后，應最大限度的恢復原有地貌，臨時防護設施、工棚、防護堤壩、生產生活建筑垃圾等予以拆除，運往指定的棄土場，不得隨意堆放?；謴图扔械缆?，保證暢通?；謴涂筛N土地，清除廢物。

⑤對水土保持工作將作全面規(guī)劃，綜合治理。及時與當地水土保持機構取得聯系，遵守有關水土保持的法規(guī)，做好水土保持工作。

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

6 效益分析

6.1 經濟效益

本線路兩側均為基本農田，不能取土，最近的土場運距約45km，土資源費10 元/t，運費0.8 元/km·t，本項目所需路堤填筑材料40 萬方，壓實土系數1.8t/方，計算成本約40*10*1.8+40*45*0.8*1.8=3312 萬元。

使用建筑固廢作為填料時，建筑固廢無資源費，運距40km，本項目所需路堤填筑材料40 萬方，運費0.8 元/km·t，壓實系數2.2t/方，計算成本40*0.8*40*2.2=2816 萬元。

通過對比，建筑固廢作為填料時共節(jié)約成本3312-2816=496 萬元，經濟效益顯著。

同時建筑固廢每層壓實厚度為35cm，路基填土每層壓實厚度24cm，每70cm 減少一層壓實遍數，減少了設備投入費用，同時加快了施工進度。

6.2 技術效益

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

6.3 社會效益

經施工驗證，本技術應用緩解了土方壓力，減少了雨季對施工進度的影響，施工功效更高，能夠保證工程的高質量、高標準要求，受到了業(yè)主、監(jiān)理單位的一致認可和贊揚，對類似路堤填筑施工具有很好的借鑒和指導意義。

7 結語

本文從可行性研究到施工器具、施工工藝、產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，該施工方法已應用于許昌繞城高速公路XCTJ-3 標路基下路堤的施工并取得了顯著的經濟效益、技術效益和社會效益，為類似工程提供了具有價值的參考實例和經驗。