高速公路建筑再生料填筑施工工藝

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摘要：上海S7公路Ⅱ-2標(biāo)的一般路基結(jié)構(gòu)均采用建筑廢棄料填筑而成。以此為例，介紹了利用建筑再生料進(jìn)行路基填筑施工時(shí)的難、特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，闡述了具體的路基填筑施工工藝。經(jīng)實(shí)踐，該技術(shù)既踐行了綠色環(huán)保的理念，又保證了工程質(zhì)量，值得相關(guān)工程參考。

關(guān)鍵詞：路基填筑；建筑舊料；建筑再生料；綠色施工

傳統(tǒng)建筑舊料處理方式一般為堆放、掩埋及再利用。建筑舊料對環(huán)境的污染形式多、程度嚴(yán)重，包括：由于發(fā)酵和雨水的淋溶、沖刷，以及地表水和地下水浸泡而滲濾出的污水造成的水污染；在溫度、水分等作用下，產(chǎn)生有毒氣體；建筑舊料粉塵直接污染空氣等。建筑舊料再利用的局限性及其工藝的復(fù)雜性直接導(dǎo)致較低的建筑舊料回收利用率。城市高速公路采用建筑舊料再利用的路基填料工藝簡單，質(zhì)量控制明確，可解決大量的因建筑拆遷所產(chǎn)生的建筑廢棄物的處置問題[1-2]。

1工程概況

上海S7公路Ⅱ-2標(biāo)為S7高速公路跨越G1503的互通式立交，S7公路起止樁號為K6＋600～K8＋350，全長1.75km，G1503改建道路為東西走向，起止樁號為K190＋146～K192＋275，全長2.13km。工程內(nèi)容包括高架橋梁、地面道路、地面橋梁、G1503道路拓寬以及本標(biāo)段規(guī)劃紅線范圍內(nèi)的河道工程。一般路基填料采用建筑再生料，為保證路基具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性，填方路基和零填及挖方路基應(yīng)保證高度不小于1.2m。當(dāng)路基填筑高度達(dá)不到最小設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)采用“挖方填筑”的施工工藝來保證處置厚度。建筑再生料應(yīng)分層填筑壓實(shí)，每層建筑再生料的壓實(shí)厚度應(yīng)不大于20cm，路基均采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)（圖1）。

2路基填筑施工的難點(diǎn)和特點(diǎn)

建筑再生料，選取優(yōu)良的建筑舊料進(jìn)行回收利用，確保含泥量≤5%，不含草根、木料、鋼筋等雜物，填筑時(shí)進(jìn)行破碎施工。本工程區(qū)域內(nèi)廠房、房基、民宅較多，拆遷所產(chǎn)生的建筑舊料量大、質(zhì)優(yōu)，可直接利用至建設(shè)工程中。建筑舊料的再利用最大限度地降低了對土、石資源的消耗以及對環(huán)境的負(fù)面影響，同時(shí)，也降低了建造投資費(fèi)用。針對建筑再生料這類填料，在施工過程中將面臨以下主要難題：1）尚未有完全相符的規(guī)范及條例，來確定其施工工藝及過程質(zhì)量控制項(xiàng)目。2）過往施工案例較少，施工經(jīng)驗(yàn)缺乏。3）路基填方量大，約達(dá)180000m3。路基填筑施工對路基填料原材料、相應(yīng)施工工藝、試驗(yàn)檢測等均提出了較高的要求。根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范、業(yè)主和設(shè)計(jì)的要求，對建筑再生料填筑路基制訂了一套系統(tǒng)的施工方案：1）清表40cm（厚度）作業(yè)后，路基填筑采用建筑再生料分層回填至水泥穩(wěn)定碎石底標(biāo)高，每層回填厚度不大于25cm，用壓路機(jī)碾壓至穩(wěn)定、密實(shí)，第1層與第2層中間滿鋪防水土工合成材料；考慮到土基排水需要，在填筑邊線外側(cè)布設(shè)縱向排水溝。2）素土包邊應(yīng)根據(jù)建筑再生料每層填筑厚度分層填筑，土帶寬度不小于1.5m。3）采用道路工程原狀土標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)、路基回彈模量試驗(yàn)等方法來控制路基施工質(zhì)量。

3建筑再生料原材料生產(chǎn)

將建筑舊料從施工便道運(yùn)入碎石場地，碎石場地面積約1000m2，原材料破碎、篩分后，通過傳輸帶將細(xì)料、粗料分別置于不同的堆放區(qū)（圖2）。

3.1碎石機(jī)簡介

建筑再生料采用專業(yè)重錘式破碎機(jī)（圖3），碎石機(jī)選用規(guī)格1200×1200型，成套設(shè)備尺寸為3m×10m，最大動(dòng)力為132kW，可滿足50～60m3/h建筑舊料的處理能力，碎石機(jī)的最大粒徑大小可以按不同的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.2振動(dòng)篩簡介

振動(dòng)篩主要由篩箱、振動(dòng)電機(jī)、減振系統(tǒng)、底架及傳輸帶等組成。振動(dòng)篩工作原理為：篩箱依靠2臺相同的振動(dòng)電機(jī)做相反方向自同步旋轉(zhuǎn)，使支承在減振器上的整個(gè)篩機(jī)做直線振動(dòng)，物料從入料端落入篩箱后，迅速前進(jìn)、松散、透篩，完成篩分作業(yè)，再經(jīng)傳送帶送達(dá)指定堆場。

4路基填筑施工工藝

4.1清表施工

清表前首先進(jìn)行導(dǎo)線、中線和高程的復(fù)測及布設(shè)，標(biāo)明其輪廓，同時(shí)確定開挖邊線或坡腳線。先挖除厚40cm地表耕植土，清除綠化的根莖、樹根等雜物，將原地面整平，然后整形成向外側(cè)2%坡度的斷面，再用壓路機(jī)碾壓密實(shí)（圖4）?？紤]土基排水需要，在填筑邊線外側(cè)設(shè)置縱向排水溝（圖5）。

4.2土工合成材料施工

1）清除施工范圍內(nèi)的各種對施工有影響的障礙物，保證土工合成材料鋪設(shè)施工。2）對基底及下承層進(jìn)行檢測，保證其寬度、坡度、平整度。3）所有原材料送檢合格后，方可使用。4）鋪設(shè)時(shí)，使強(qiáng)度高的方向垂直于路堤軸線方向，從一端向另一端進(jìn)行，端部先鋪填，中間后鋪填，端部應(yīng)精心鋪設(shè)并錨固。鋪設(shè)時(shí)應(yīng)松緊適度，無繃?yán)^緊或褶皺現(xiàn)象，同時(shí)保證連續(xù)性、完整性。施工過程中不要過度拉伸土工合成材料，避免其因所受的力超過強(qiáng)度和變形的極限而發(fā)生破壞、撕裂或局部頂破。5）土工合成材料間連接牢固，連接處的強(qiáng)度不低于材料設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度。鋪設(shè)時(shí)，土工合成材料搭接寬度不小于50cm，保證其搭接寬度和整體性。6）鋪設(shè)范圍應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，土工合成材料鋪設(shè)后應(yīng)及時(shí)填筑填料，避免受陽光長時(shí)間直接暴曬，一般情況下，間隔時(shí)間不應(yīng)超過48h。

4.3建筑再生料攤鋪

自卸汽車運(yùn)料至現(xiàn)場，挖掘機(jī)攤鋪整平，并根據(jù)道路設(shè)計(jì)要求形成2%的單向橫坡。建筑再生料的最大粒徑不得大于10cm，材料粒徑在料源處軋碎至符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求后，方可用于路基填筑。應(yīng)分層填筑，松鋪厚度按25cm進(jìn)行控制（最終壓實(shí)厚度≤20cm）。攤鋪時(shí)，粗細(xì)顆粒應(yīng)分布均勻，避免出現(xiàn)粗粒料集中堆積現(xiàn)象。當(dāng)石塊含量較多時(shí)，其間隙應(yīng)以石屑鋪撒填充。路基填筑時(shí)，外側(cè)1m范圍內(nèi)用較細(xì)的材料填筑，禁止大顆粒集中于坡側(cè)。

4.4分層碾壓

碾壓機(jī)械采用26t（振動(dòng)頻率33Hz）自行式光輪壓路機(jī)。填料的碾壓應(yīng)控制在最佳含水量范圍內(nèi)進(jìn)行。施工過程中，對填料的含水量進(jìn)行嚴(yán)格控制，及時(shí)測定和調(diào)整。碾壓時(shí)，前后2次輪跡重疊30cm以上，且均勻。對于壓路機(jī)無法壓實(shí)的地方（如鄰近橋臺邊等），采用小型夯具夯實(shí)。每一碾壓過程前后均需進(jìn)行中、邊樁放樣及高程測量，并計(jì)算松鋪系數(shù)。碾壓過程：光輪壓路機(jī)靜壓1遍，行駛速度控制為2.5km/h；光輪壓路機(jī)弱振1遍，行駛速度控制為2.8km/h；光輪壓路機(jī)強(qiáng)振2遍，行駛速度分別控制為3.3、3.5km/h；光輪壓路機(jī)靜壓1遍，行駛速度控制為3.2km/h。每完成一個(gè)工作循環(huán)或增加了碾壓遍數(shù)，應(yīng)根據(jù)頂層路基回彈模量測試及時(shí)調(diào)整碾壓次序、碾壓遍數(shù)或壓路機(jī)行駛速度。經(jīng)試驗(yàn)段施工驗(yàn)證，符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，壓路機(jī)輪跡深度在3mm左右，故每層壓實(shí)現(xiàn)場實(shí)際控制壓路機(jī)輪跡深度控制在≤5mm，以壓實(shí)遍數(shù)及輪跡深度進(jìn)行雙控，確保壓實(shí)度滿足要求。

4.5工序檢驗(yàn)及沉降觀測

4.5.1工序檢測根據(jù)規(guī)范、設(shè)計(jì)等要求，以碎石路基為基礎(chǔ)，以每200m道路工程為一個(gè)檢驗(yàn)批進(jìn)行質(zhì)量控制?；貜椖Ａ吭囼?yàn)結(jié)果為39.2MPa，大于設(shè)計(jì)要求的35.0MPa，符合要求。

4.5.2沉降觀測沉降板須埋設(shè)在中央分隔帶或土路肩范圍內(nèi)。鋪設(shè)路面結(jié)構(gòu)時(shí)，中間帶沉降觀測點(diǎn)應(yīng)保存完好，以備后期進(jìn)一步觀測之需；土路肩處沉降觀測點(diǎn)在設(shè)置擋土墻段處拔除。深層沉降板在耕植土清除并壓實(shí)后回填2層填料，再局部開挖埋設(shè)，確保深層沉降板埋設(shè)牢固；淺層沉降板在路基填土結(jié)束后埋設(shè)（圖6）。試驗(yàn)段路基填筑后，沉降即已趨于穩(wěn)定，約1個(gè)月后基本無明顯沉降（圖7），驗(yàn)證了路基填筑施工控制措施的有效性?？⒐ず螅Ａ舨糠稚顚映两蛋?，持續(xù)進(jìn)行工后沉降觀測，跟蹤觀察道路使用情況，為工程養(yǎng)護(hù)積累提供可信的數(shù)據(jù)資料。

5結(jié)語

建筑再生料路基填筑施工工藝將被拆除的建筑舊料再加工利用，為城市環(huán)境保護(hù)管理解決了難題，給廢料再利用提供了處置方法。工程實(shí)踐證明，建筑舊料再利用技術(shù)可降低對土、石等自然資源的消耗，同時(shí)也相應(yīng)降低了工程造價(jià)。上海S7公路新建工程Ⅱ-2標(biāo)的一般路基結(jié)構(gòu)全部采用建筑舊料再生利用技術(shù)，經(jīng)過檢驗(yàn)和檢測，施工工藝質(zhì)量符合設(shè)計(jì)及現(xiàn)行驗(yàn)收規(guī)范要求，證明施工技術(shù)方法是可行的，可為市政道路或公路工程設(shè)計(jì)和施工提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]陳冬梅.建筑垃圾再生料的工程分類及其特性研究[J].山西建筑,2017(22):194-196.

[2]關(guān)瑞榮,歐國原,肖三霞,等.復(fù)合樁樁端建筑再生料夯密施工技術(shù)[J].河南科技,2019(13):93-95.

作者：陳仕颋 單位：上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司