建筑垃圾拆房土处理垃圾场段路基的应用研究

靳灿章 肖 田 侯志峰

1 工程概况

津港高速公路一期工程起于天津市外环线与洞庭路交口，向南经西青区、津南区，终点至滨海新区大港功能区的板港路与胜利街交口，全长25.13 km。该高速公路K1+900～K2+225段分布着区域较大的生活垃圾，含大量松散塑料袋、布料和生活用品等，层底埋深最大达到5.5 m，层底标高最低达到-3 m。垃圾场附近地表天然地基承载力为85 kPa～100 kPa，而垃圾场范围内天然地基承载力较低，垃圾含水量高，天然含水量分布在32.6%～124%之间，呈高压缩性，压缩模量分布在0.88 MPa～3.28 MPa之间。垃圾场及地质剖面图见图1，图2。

随着城市建设的加快，越来越多的建筑垃圾拆房土需要处理或应用。本着环保、变废为宝，树立循环经济的设计理念，对该段生活垃圾采取建筑垃圾拆房土换填处理方案:即清除生活垃圾至标高为-3 m的水平层面位置，其上依次施作建筑垃圾拆房土+60 cm山皮土+60 cm石灰土(10%)+路面结构，填料粒径逐级过渡，并要求拆房土顶部地基承载力应不小于150 kPa。

使用建筑垃圾拆房土可以降低工程造价，但拆房土形成条件决定了其特殊性，颗粒级配不均匀，形状不规则，普通压路机难以压实，因此建筑垃圾拆房土填筑的压实控制成为影响工程质量的关键技术点，其压实效果关系到路基的工后沉降及不均匀沉降，路基的反射裂缝，必然影响道路的使用性能和耐久性、安全性。

2 试验段路基填筑方案

1)明确建筑垃圾拆房土材料要求:拆房土须为拆除砖瓦房所产生的强度较高的建筑垃圾，且不含塑料、纸张、树枝、草根等生活垃圾和腐殖质;大块拆房土须破碎至30 cm以内。2)生活垃圾清除至标高为-3 m的水平层面位置后，分层填筑拆房土并采用18 t以上大型压路机振动碾压。填筑过程中，拆房土松铺厚度按50 cm，60 cm及70 cm分层填筑，通过测定每种松铺厚度情况下不同碾压遍数时拆房土沉降量和干密度等参数，确定拆房土的最佳松铺厚度和碾压遍数。3)拆房土填至山皮土底部标高时，采用冲击压路机进行补强处理。冲击补强过程中测定不同碾压遍数下拆房土表面的沉降量，以确定冲击碾压补强处理的最佳碾压遍数。

3 试验结果及分析

3.1 拆房土最佳松铺厚度和碾压遍数试验

3.1.1 沉降量与碾压遍数之间的关系

拆房土松铺厚度按50 cm，60 cm及70 cm分层填筑，分级沉降量与碾压遍数的关系和累计沉降量与碾压遍数的关系见图3，图4。

填料松铺厚度为50 cm时，振动压路机碾压第5遍时，分级平均沉降量为0.6 mm，累计平均沉降量为33.9 mm;填料松铺厚度为60 cm时，振动压路机碾压第6遍时，分级平均沉降量为1.2 mm，累计平均沉降量为46.1 mm;填料松铺厚度为70 cm时，振动压路机碾压第6遍时，分级平均沉降量为0.5 mm，累计平均沉降量为48.0 mm。以上数据表明:随着碾压遍数的增加，分级平均沉降量迅速减小，累计平均沉降量趋于稳定;在相同的压实机械作用下，累计平均沉降量随松铺厚度的增大有增大趋势。

3.1.2 干密度与碾压遍数之间的关系

采用试箱法测定干密度，当松铺厚度为50 cm，60 cm时，试箱在层厚中间;当松铺厚度为70 cm时，试箱分别埋设在填料表面和底面。拆房土松铺厚度按50 cm，60 cm及70 cm分层填筑，干密度与碾压遍数的关系见图5。当拆房土松铺厚度为50 cm时，碾压遍数超过5遍时，填料的干密度已基本不再增长;当松铺厚度为60 cm时，碾压遍数超过6遍时，填料的干密度已基本不再增长;当松铺厚度为70 cm时，表面和底面填料的干密度随着碾压遍数的增加一直缓慢增长。这表明，压实机械一定时，仅靠增加碾压遍数来提高深层土体的干密度比较困难。因此，拆房土路基施工时，必须根据经济、技术等方面的要求，确定出相应压实功下合理的松铺厚度和碾压遍数。

3.2 冲击压路机补强试验

拆房土填至山皮土底部标高时，采用冲击压路机补强处理。补强过程中，冲击压路机每碾压两遍观测一次地表沉降。冲击压路机碾压遍数与分级沉降量、累计沉降量之间的关系详见图6，图7。随着碾压遍数增加，地表沉降量逐渐减小，当冲击碾压20遍时，地表基本无沉降;冲击碾压补强过程中，地表累计沉降量达10 cm左右，即拆房土路基采用冲击压路机补强处理效果明显。

3.3 试验分析

从图3～图 7中，经过整理分析，综合考虑技术、经济需求，可以得出以下结论:1)根据拆房土不同松铺厚度、不同碾压遍数下拆房土沉降量和干密度试验结果，大功率振动压路机碾压时，拆房土最佳松铺厚度为60 cm，最佳碾压遍数为6遍。2)拆房土换填完成后，采用冲击压路机补强处理，最佳补强碾压遍数为20遍。

4 拆房土换填后地基承载力试验

拆房土换填后于垃圾场区域范围内进行了6个测点地基承载力试验。各测点地基容许承载力分别为165 kPa，154 kPa，188 kPa，167 kPa，164 kPa，161 kPa，取其平均值 166 kPa作为该区域内地基承载力特征值。采用建筑垃圾拆房土换填生活垃圾后，建筑垃圾拆房土顶部地基承载力可以满足设计要求。

5 结语

采用建筑垃圾拆房土填筑路基，通过测定不同碾压遍数下的沉降量和干密度等参数，得出拆房土填筑路基时合理的施工机械组合、松铺厚度和碾压工艺，并依此确保路基填筑的压实质量，探索归纳出了拆房土填筑压实的有效途径，即振动碾压和冲击碾压相结合的压实工艺。本文希望以该工程为样本，树立循环经济的设计理念，掌控建筑垃圾拆房土设计施工的关键技术点——压实控制，对其他类似工程提供借鉴与参考。

[1] 天津市市政工程设计研究院.津港高速公路一期工程垃圾场段专项处理工程施工图设计图纸[Z].

[2] 交通部.公路冲击碾压应用技术指南[M].北京:人民交通出版社，2006.