建筑废弃物砖渣在高速公路软基换填处治中的应用
2023-11-09朱远锋
朱远锋
(广东华路交通科技有限公司,广州 510420)
1 引言
汕湛高速公路云浮至湛江段吴川支线项目起始桩号为K0+000~K30+457(建设过程中经优化设计,起始桩号变为K6+395~K30+457),项目全长24.062 km,全线共设软土路基85 处。其中,清淤换填段落共计57 处,长度约6 100 m,软基换填设计深度0.7~4.4 m,平均换填深度约2.6 m。项目所在区域道路建筑材料资源(砂、碎石、水泥等)紧缺、价格浮动大,随着我国城市建设工作的深入开展,旧路翻新、旧城改造等大量工程中产生了非常多的建筑废物,筑路材料如何再生利用以达到节能环保、技术可行,成了当今工程建设领域关注的热点。
2 砖渣的应用背景
在本项目中为了更好地实现对建筑废弃物砖渣的具体应用,同时落实《住房城乡建设部关于开展建筑垃圾治理试点工作的通知》(建城函〔2018〕65 号)、广州市住房和城乡建设委员会、广州市城市管理委员会、广州市交通委员会、广州市水务局、广州市林业和园林局关于印发《广州市建筑废弃物再生建材产品推广使用办法的通知》(穗建规字〔2018〕3 号)文件精神,本项目软基换填施工填料采用建筑废弃物砖渣。
本项目所处湛江市吴川市,该地区石料资源匮乏,当地工程建设也有部分项目采用砖渣作为地基处理材料进行应用。因湛江市吴川机场建设需要,新机场选址红线范围内须拆除大量建筑房屋,预计将产生几十万立方米砖渣,为软基换填提供填筑料源保障。
3 砖渣的材料特性
本项目建筑废弃物砖渣主要由红砖、废弃混凝土块、砂浆碎屑等组成,通过室内试验数据表明,砖渣具有较高的强度、硬度及冲击性强、耐磨性高、耐水性好,同时具备较强的性价比。在应用效果上,砖渣与其他建筑材料相比具备明显的成本和质量优势特征,在项目中应用效果优于粉性土、砂土、石灰土以及湿黏土,化学与物理稳定性较强。
4 砖渣在软基换填处治中的施工工艺及应用
4.1 砖渣的分拣工作
用于软基换填的砖渣,需要在原料收集现场拆除过程中对其中的生活垃圾、塑料、金属材料、木质材料、腐殖质、泡沫、轻物质等杂质进行分离[1],严禁使用有机质、易溶盐超过允许含量以及液塑限指标不合格的砖渣填筑路基。对于粒径大于30 cm 的砖渣,材料进场后采用挖掘机炮头进行破碎,确保填料粒径符合要求。
4.2 砖渣填筑前准备工作
施工单位技术负责人组织相关技术人员对施工图设计文件、软基处理路段施工组织设计进行现场复核,在具体施工前,落实好软基换填施工段落的各项工作,做好试验检测、频率方法、质量评定、施工工艺等的技术交底。技术人员需充分了解和领会设计图纸的设计意图与设计要领,熟悉技术流程和掌握设计规范,为后期施工奠定坚实的基础。
对软基换填地段进行场地清理,挖除表层腐殖土,清除树根,将表土及非适用性土运至指定弃土场。软基处理前,须做好临时排水设施,红线内设置多道纵横向排水沟,红线外分级设置集水井,并采用大功率抽水机集中排水、降低水位,避免浸泡软化地基。
4.3 砖渣填筑施工
1)总体施工工艺流程:换填基底标高测量→建筑废弃物分拣→填料摊铺、平整→静压→沉降观测点布设→振动碾压→沉降差观测(合格可进行下层填筑,不合格继续振动碾压,直至合格为止)。
2)测量放样:基坑收方完成后,利用全站仪或GPS 按照每20 m 一个断面放出边桩和中桩,并测出各放样点标高。
3)布料、摊铺平整填料:现场堆料间距约5 m,布料完成后采用推土机整平填料,通过在放样桩上挂线控制松铺厚度,局部难以平整的可采用挖掘机配合找平,松铺厚度按照50 cm 控制。
4)松铺顶部标高测量:填料整平完成后,对各放样点标高数据进行采集,计算出实际松铺厚度。
5)碾压:通过20 t 压路机进行填料平整之后,依照先弱后强、先静后动的原则展开碾压工作,重叠轮宽约1/3~1/2,通过错进退进的方式实现对碾压速度的有效控制,为了实现更好的压实效果,速度控制在2~2.5 km/h。碾压工艺流程如表1所示。
表1 碾压工艺流程
6)沉降观测点布设说明:(1)布设密度:基于沉降观测点来看,在每400 m 处出现1 个断面,在每个断面上设置3 个点。(2)布设时间:沉降观测点在一遍弱振后进行布设,减少因碾压导致观测点布设标记位置偏移的可能性,沉降点布设完成后,应准确测量并记录其坐标。(3)布设方法:布设沉降观测点时,在预先确定的位置附近选择嵌挤较为密实、较完整的混凝土块或红砖块进行布设,采用红油漆标记好观测点位置。(4)沉降差确定:沉降差采用四等水准测量,首次测量、计算沉降差之前,需复核沉降观测点是否因碾压产生水平位移,发生水平位移的观测点可通过全站仪进行校正。(5)碾压效果判断:根据DB41/T 1193—2016《建筑废弃物填筑路基施工技术规范》,当相邻两遍碾压沉降差≤5 mm 时,即可判定为碾压密实,同时可通过观测碾压面是否存在轮迹辅助判断碾压效果。
4.4 填筑质量控制要求
1)确定每一段路基压实层的工艺流程与工艺参数,实现对压实过程中的有效控制,通过对沉降差指标的确定实现对压实质量的有效检测。
2)在完成对高程的整修设计之后,对建筑废弃物路基进行填筑,其施工质量情况应符合表2 中的规定内容。
表2 砖渣施工质量指标要求
3)严格按照“第1 遍静压+第2 遍弱振+第3 遍强振,测高程+第4 遍强振,测高程计算沉降差……第n 遍强振,直至沉降差满足要求+第n+1 遍静压”的碾压工艺进行施工,压路机吨位不得小于20 t,特别要加强半填半挖、路基边部等部位的碾压控制,确保最终相邻2 次碾压后的高程差满足≤5 mm的要求,具体数据成果如表3 所示。
表3 K13+810~K13+920 段砖渣软基换填试验段碾压遍数与沉降差关系成果表
基于表1 中内容可以看出:松铺厚度按照50cm 控制,碾压方式按照“静压1 遍+弱振1 遍+强振3 遍+静压1 遍”的碾压组合,高程差X=2.1mm≤5mm,相应的松铺系数为50.5/42.7=1.18。
5 效益分析
5.1 社会效益
利用建筑废弃物砖渣施工,有效地解决了城市升级改造过程中产生的大量建筑废弃物,使砖渣变废为宝,得到循环利用[2],同时减少土地征用,降低借方数量,节约城市土地资源,节约项目资金,提高工程建设速度,具有良好的社会效益[3]。
5.2 经济效益
利用建筑废弃物砖渣作为软基换填材料,不仅减少土地征用资金,降低路基借方数量,而且原材料价格相比原设计材料价格便宜,在成本方面约节省了1 980 万元,提升了整个工程项目的性价比,增强了其经济效益。
5.3 环保效益
利用建筑废弃物砖渣进行软基换填处治,施工工艺成熟且技术可靠,相对比传统软基换填处治方法,节省了土地征用数量,有效降低扬尘污染,减少对植被的破坏,真正做到科学施工、绿色施工、文明施工,对环境保护起到积极作用。
6 结语
本项目于2018 年8 月22 日正式开工,2021 年6 月17 日顺利通过交工验收,2021 年6 月30 日正式建成通车。通过实践证明,该建筑废弃物砖渣对确保工程质量、加快建设进程、节约建设投资、增强环保质量等方面较传统软基换填处置方式具有很大的优越性。
本项目建筑废弃物砖渣软基换填处治于2018 年10 月开工,至2020 年6 月全部结束。在施工过程中,参建单位严格按照批复的试验参数,通过精细化管理和全过程管控等手段,圆满完成了全部建筑废弃物砖渣软基换填处治工作,施工质量符合要求,达到了预期的效果。