王家磊

（中國民航機場建設(shè)集團公司 北京 100101）

某機場工程回填建筑垃圾沖擊碾壓試驗研究

王家磊

（中國民航機場建設(shè)集團公司 北京 100101）

飛行區(qū)場內(nèi)拆遷遺留的建筑垃圾數(shù)量較大，采取回收利用措施兼具環(huán)保和經(jīng)濟效益。機場工程中，土基的壓實度至關(guān)重要。本文采用沖擊碾壓法進行建筑垃圾填筑體處理試驗，得出了合理有效的施工參數(shù)及施工工藝。根據(jù)施工后的壓實度檢測試驗結(jié)果可知，以此確定的施工參數(shù)在該工程中取得了良好的處理效果，可作為后續(xù)大面積施工的參考依據(jù)。

機場；建筑垃圾；沖擊碾壓；壓實度；試驗

1 前 言

城市基本建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，給城市和社會帶來了新的污染源—建筑垃圾。絕大部分建筑垃圾未經(jīng)任何處理便被施工單位運往郊外或鄉(xiāng)村，采用露天堆放或填埋的方式處理，耗用大量的征用土地費、垃圾清運費等建設(shè)經(jīng)費，同時清運和堆放過程中的遺撒和粉塵、灰砂飛揚等問題又造成了嚴重的環(huán)境污染[1]。因此，倘若建筑垃圾回收利用措施得當，則對社會兼具環(huán)保和經(jīng)濟效益。

本文總結(jié)了某機場土方填筑工程成功利用建筑垃圾的實例，為相關(guān)的研究和類似工程提供了一定的借鑒意義。

2 工程概況

2.1 概況

飛行區(qū)場內(nèi)拆遷遺留的建筑垃圾數(shù)量較大，約200萬方，采取回收利用措施，則環(huán)保和經(jīng)濟效益顯著。建筑垃圾的成分主要是磚塊、混凝土塊、素填土及少量生活垃圾等。其特點是粒徑極差較大，粒徑較小者，風季易形成揚塵，較大的混凝土塊、砌塊會給破碎及運輸帶來困難。飛行區(qū)建筑垃圾概況如圖1所示。

圖1 飛行區(qū)建筑垃圾概況

2.2 工程地質(zhì)條件

勘察揭露表明，擬建場地地表以下20m深度范圍內(nèi)的地層，表層為人工填土層，其下為新近沉積層及一般第四紀沉積層，巖性以粉土、粘性土及砂土為主，從上至下分別描述如下：

1）砂質(zhì)粉土素填土：黃褐色，松散～稍密，稍濕，主要以砂質(zhì)粉土為主，局部為粘質(zhì)粉土素填土，含少量混凝土塊、磚渣、灰渣等雜質(zhì)。

2）砂質(zhì)粉土：褐黃色，中密，稍濕，含云母，氧化鐵，夾粘質(zhì)粉土、粉細砂、粉質(zhì)粘土及粘土。

3）砂質(zhì)粉土：褐灰色～灰色，中密～密實，稍濕～濕，含云母、氧化鐵及少量有機質(zhì)，夾粘質(zhì)粉土、粉細砂、粉質(zhì)粘土及粘土。

4）粉質(zhì)粘土：褐黃色，濕～很濕，可塑，含氧化鐵，夾粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土及粘土。

5）粉細砂：褐黃色，密實，飽和，砂質(zhì)純凈，礦物成分以云母、石英、長石為主。

詳細勘察鉆探深度（20.0m）范圍內(nèi)觀測到兩層地下水。第一層地下水為上層滯水，勘察期間僅個別鉆孔中飽和狀態(tài)下的砂土、粉土有揭露，水量較小，無成層穩(wěn)定水位；以人工灌溉及大氣降水為主要補給方式，以蒸發(fā)為主要排泄方式。第二層地下水為層間潛水，水位埋藏較深，少數(shù)鉆孔揭露，地下水類型為層間潛水，大氣降水和地下徑流為主要補給方式，以蒸發(fā)和地下徑流為主要排泄方式。

3 試驗方案及結(jié)果分析

3.1 試驗方案

因建筑垃圾成分復(fù)雜、工程力學性質(zhì)較差、處理經(jīng)驗相對較少，針對建筑垃圾的填筑性能開展現(xiàn)場試驗，根據(jù)試驗成果確定后續(xù)大面積施工的填筑方法和控制指標。

土基壓實是場道土基施工的一個重要方面，它直接影響機場的長期使用性能。為了以較小的費用獲得滿意的服務(wù)性能，對土基壓實采用有效的方法是十分重要的。根據(jù)以往機場工程經(jīng)驗，對比振動碾壓和沖擊碾壓兩種工法表明，對于相同鋪厚、相同碾壓遍數(shù)的填筑料，沖壓的壓實度和沉降量均大于振碾的壓實度和沉降量，并且振碾的壓實度檢測普遍不能滿足設(shè)計要求，而沖壓的壓實度檢測絕大多數(shù)能夠滿足設(shè)計要求。[2]

沖擊壓實技術(shù)經(jīng)過了四十多年的研究、改進和完善，發(fā)展成高能量連續(xù)式?jīng)_擊壓路機，兼有恒定重量的、揉擠的、振動的和沖擊的壓實設(shè)備，能更有效壓實土基。其主要特點為：

（1）沖擊式壓路機生產(chǎn)效率是傳統(tǒng)壓路機的4～5倍，一般沖擊式壓路機行駛速度為12～15km/h，而傳統(tǒng)壓路機行駛速度為1.5～2.5km/h。這對于提高生產(chǎn)效率，縮短工期是十分重要的。

（2）沖擊式壓路機有效影響深度是傳統(tǒng)壓路機3～4倍。對于原地基土質(zhì)不良的工程，一般需要大量的時間和資金換土，再行碾壓，而沖擊壓實技術(shù)可直接沖擊壓實，壓實影響有效深度 1.0～1.2m，省去了換土工序，可大大提高生產(chǎn)效率、降低工程造價具有十分重要作用。

（3）沖擊式壓路機對土基含水量要求較傳統(tǒng)壓路機范圍大，通常傳統(tǒng)壓路機所要求含水量為最佳含水量的±2%，而對沖擊式壓路機來說，一般情況下，當細粒土含量大于等于 50%時，含水量（w）范圍：wopt-4%≤w≤wopt+2%；當細粒土含量小于50%時，wopt-3%≤w≤wopt+2%。對于特別干旱、或特別潮濕地區(qū)土方施工，其施工的難易程度是完全不一樣的。

綜上所述，從滿足設(shè)計要求、工效、工期、造價等，沖擊碾壓具有填料厚度大，施工速度快等優(yōu)點，同時其壓實效果較好，因此沖擊碾壓對本試驗具有很好的適宜性。

在確保工程質(zhì)量的前提條件下，通過試驗選擇合理的施工方法、施工工藝，經(jīng)濟效益和縮短工期是十分明顯的。其試驗?zāi)康木褪牵罕ＷC工程質(zhì)量、降低工程造價、控制工程投資、確保施工工期。結(jié)合現(xiàn)場建筑垃圾分布狀況及土面區(qū)地勢設(shè)計標高，具體試驗方案如下：

（1）必須剔除建筑垃圾原材料中的鋼筋、塑料袋、木材、塑料管、草皮、樹根、腐殖質(zhì)等雜質(zhì)及生活垃圾。最大粒徑不得超過60cm，對于超粒徑的建筑垃圾填料，應(yīng)在料源處破碎至滿足要求。清理后的建筑垃圾應(yīng)經(jīng)監(jiān)理檢驗合格后，方可用于試驗。

（2）試驗應(yīng)在土面區(qū)內(nèi)進行，試驗場地不小于50m×100m。試驗前應(yīng)清表并平整地面。試驗時，在壓實后的原地面分層填筑建筑垃圾，松鋪厚度為 100cm，碾壓采用沖擊能量為25kJ～32kJ三邊形壓路機，壓實遍數(shù)應(yīng)不少于25遍，然后采用壓路機振動碾壓至無明顯輪跡。選擇試驗位置時應(yīng)結(jié)合地勢設(shè)計圖紙，保證試驗壓實后頂面距地勢設(shè)計標高不小于0.5m。

（3）壓實后對壓實層進行6組全深度壓實度或固體體積率檢測，要求壓實度≥90%（細粒料）；固體體積率≥75%（粗粒料）。

3.2 試驗過程及結(jié)果分析

施工程序：試驗段場地清理→場地平整并測量原地面的標高→沖壓施工→測量沖壓后標高→填筑體壓實度檢測→施工質(zhì)量驗收→進入下一道施工工序。

沖壓試驗施工采用輪跡交錯法進行，即行走中輪隙交錯推進，直至覆蓋完整處理區(qū)域為一遍，依次完成設(shè)計遍數(shù)。沖壓過程如圖 2所示。在沖壓過程中，每隔一定遍數(shù)平整場地并進行標高測量，保證了地勢設(shè)計標高下0.5m內(nèi)不得填筑建筑垃圾。

圖2 現(xiàn)場建筑垃圾沖擊碾壓過程

沖壓25遍后，在壓實層頂面進行檢測試驗。由于粗顆粒含量較少，無法進行固體體積率檢測，所以現(xiàn)場進行壓實度檢測。建筑垃圾填筑層厚度為 100cm，傳統(tǒng)灌砂法無法全斷面檢測壓實層壓實度，故現(xiàn)場采用灌水法全斷面檢測。試坑貫穿壓實層，直徑為80cm，如圖3所示。為了保證檢測值更加切合實際，檢測時需剔除磚塊等大粒徑的體積及質(zhì)量，如圖4所示。

圖3 現(xiàn)場灌水法檢測壓實度

圖4 現(xiàn)場檢測剔除磚塊等大粒徑

統(tǒng)計試驗檢測結(jié)果，如表1所示。

由表1中數(shù)據(jù)可以看出，25遍沖擊碾壓后，6組壓實度均大于90%。這是由于沖擊壓實法影響深度較深，有效影響深度至少為1.0m，滿足設(shè)計要求。

表1 現(xiàn)場壓實度檢測值統(tǒng)計表

4 結(jié)論

（1）鑒于沖擊碾壓技術(shù)所具有的優(yōu)勢，對本機場飛行區(qū)建筑垃圾回填土面區(qū)的處理是可行和有效的。

（2）本試驗沖擊碾壓施工參數(shù)為：松鋪厚度為 100cm；25kJ～32kJ的三邊形沖壓；沖壓遍數(shù)不應(yīng)少于25遍；沖壓后全深度檢測壓實度，控制值為90%。

（3）通過施工結(jié)束后的壓實度檢測試驗，本試驗區(qū)的處理取得了非常良好的效果，可作為后續(xù)大面積施工的依據(jù)。

[1]許志中，黃世梅.我國建筑垃圾綜合利用的幾點建議[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2003，30(7):109—110.

[2]周立新，黃曉波，周虎鑫.機場工程淺層填筑體沖擊壓實試驗研究 [J]工程勘察，2010，（S1）：872～875.

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1007-6344（2016）10-0069-02

江蘇大學生宜居綠色城市可再生能源利用策略研究項目201410332050X