CN106758629B - 一种掺杂建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掺杂建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层及施工方法，土工格室加筋砂垫层主要由下至上多个交叉设置在地基内的建筑垃圾层和加筋结构层组成，所述建筑垃圾层主要为经过破碎处理后的废弃混凝土压实铺设而成，所述加筋结构层为土工格室，所述土工格室底部与其下方的建筑垃圾层部分交叉，土工格室中部以及上部填充砂土，在土工格室上方在形成砂垫层，所述砂垫层上设置另一建筑垃圾层。本发明的主体材料为建筑垃圾和土工格室，既解决了建筑垃圾填放问题，又节约了资源，降低了工程造价。并且建筑垃圾经过压实，能形成咬合密实的骨架，与三维的土工格室相结合，不仅能提高地基承载力，也克服了由于地基变形过大而造成的破坏。

Description

一种掺杂建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层及施工方法

技术领域

本发明属于软土地基加固技术领域，具体涉及一种掺杂建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层及施工方法。

背景技术

由于土体抗拉强度很低，在土内掺入具有一定抗拉强度的土工合成材料，土体的强度将得到很好的改善。掺加了土工材料的软弱地基，能够有效的限制地基土的水平位移。而土工材料在此处的作用是为了提高路堤的抗滑稳定性，增加路堤的极限填筑高度；使路堤下沉趋于均匀，防止堤面开裂。

加筋砂垫层属于软基浅层处理方法的一种，相对于施工工艺技术复杂、工期长、费用高的深层处理方法来说，浅层处理一般使用比较简单的工艺和施工设备、耗费较少的材料，是简单快速和经济的处理方法。加筋砂垫层能限制软基的侧向位移，提高地基承载力，均化应力分布，减少不均匀沉降，增加路堤稳定性等性能，因此在高速公路建设中广泛应用。其基本原理是：土工格栅具有一定强度，它与砂之间的摩擦和咬合对地基土变形起着一定的约束作用，阻止其侧向变形，改善其力学性能，同时，土工格栅具有低的延伸率和较高的抗拉强度，与砂垫层形成加筋复合体，对地基应力起扩散和均化作用，并增强地基和路基的整体性，提高其强度，另外，加筋砂垫层作为水平排水层还可以加速软土固结、提高其强度。

同时，随着经济的发展，我国建筑垃圾的总量已占到城市垃圾总量的30%-40%，建筑垃圾生产的高峰期已经到来，而这些建筑垃圾绝大部分被运到露天堆放或填埋，这种处理方法不仅占用了大量的土地资源，而且还会造成严重的环境污染。将建筑垃圾应用于加筋结构，既解决了建筑垃圾填放问题，又使得建筑垃圾变废为宝，有效的节约了资源。在加筋结构中，有大量的研究表明，二维平面材料能有效地减小结构体的不均匀沉降，而三维筋材依靠筋材侧壁对土体的约束能起到更大的加筋作用。将建筑垃圾用于加筋砂垫层中，形成一个咬合密实的整体，再在建筑垃圾中布置土工格室，不仅具有土中建筑垃圾形成的咬合骨架与填土的摩擦作用，而且竖向的土工格室也能提供了较大的侧阻力，从而约束土体的变形，起到更好的加固效果。

发明内容

本发明的目的在于提供具有较高整体性和稳定性的抗压、抗弯、抗剪的掺杂了建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层。

本发明的另一目的在于提供一种掺加了建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层施工方法，能够有效提高加筋复合垫层的强度及稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种掺杂建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层施工方法，土工格室加筋砂垫层主要由多个建筑垃圾层和加筋结构层交替叠加组成，加筋结构层与其下方的建筑垃圾层部分交叉设置，所述建筑垃圾层为经过破碎处理后的废弃混凝土压实铺设而成，所述加筋结构层为土工格室，所述土工格室底部与其下方的建筑垃圾层部分交叉，土工格室中部以及上部填充砂土，在土工格室上方在形成砂垫层，所述砂垫层上设置另一建筑垃圾层，其特征在于：土工格室加筋砂垫层施工方法包括以下步骤：

步骤一、首先清除地表薄层并平整场地，地表不得有坚硬凸出物，然后在地表铺设砂土形成砂垫层；

步骤二，将废弃的建筑垃圾进行预处理，收集粒径在4.75mm-10mm的废弃混凝土；

步骤三、在砂垫层上铺设一定厚度的废弃混凝土，并用机械分层压实，再铺设一层不经过压实的废弃混凝土形成建筑垃圾层；

步骤四、在未经压实的废弃混凝土上铺设土工格室，土工格室铺设时要充分拉紧展开，以充分发挥土工格室的加筋作用，废弃混凝土与土工格室的交叉厚度不大于土工格室的厚度，且不小于5cm；

步骤五、之后及时在土工格室内外空隙处充填砂土，并在土工格室上方形成砂垫层，时间间隔不超过48小时，并用机械分层压实形成加筋结构层，达到层间距设计要求，经过压实后，建筑垃圾层与加筋结构层的总厚度不大于50cm；

步骤六、在土工格室上方的砂垫层上面按照步骤三要求继续添加建筑垃圾形成新的建筑垃圾层；

步骤七、依次重复上述步骤四至步骤六过程，分层等间距或不等间距交替铺设建筑垃圾层和加筋结构层，并及时在加筋结构层的土工格室内外空隙处和层间距充填砂土并用机械压实，一直达到地基的设计要求为止。

作为优选，所述建筑垃圾层和加筋结构层均为2-4层。

作为优选，所述经过破碎处理后的废弃混凝土粒径在4.75mm-10mm之间。

作为优选，所述土工格室底部与建筑垃圾层交叉的厚度小于土工格室厚度和建筑垃圾层厚度，且不小于5cm。

作为优选，所述土工格室上方的砂垫层不小于15cm。

作为优选，所述步骤一中，砂垫层的厚度不小于0.3 m，砂垫层宽度应大于路堤底宽与路堤沉降加宽和施工加宽之和。

作为优选，所述步骤三中，所述没有压实的废弃混凝土厚度为5cm-10cm。

作为优选，所述步骤五中，土工格室上方形成的砂垫层厚度不小于15cm。

本发明以预处理过的建筑垃圾和土工格室作为加筋地基材料，不仅将建筑垃圾有效利用，保护了环境，并且与二维平面筋材相比，也大大的提高了加筋作用。建筑垃圾形成咬合密实的骨架增加了与填料的摩擦，同时也增强了土体的抗剪性能。土工格室是三维结构，土工格室侧壁不仅可以增大对填料的侧向约束力，还可以通过竖向摩擦力减少填料的沉降，从而提高地基承载力。

本发明提供的土工格室加筋砂垫层由多个建筑垃圾层和加筋结构层交替叠加组成，先在地基底部放置一层厚度不小于0.3 m的砂垫层，再铺设一定厚度的建筑垃圾并分层压实，然后再铺一层建筑垃圾，将土工格室放置于这层中，其交错厚度不大于建筑垃圾层与土工格室的厚度，且不小于5cm，在土工格室筋材内外填满砂土并充分压实，使其通过筋材和建筑垃圾的摩擦和咬合来提高整个加筋地基的整体性。对于依次交叉布置掺加建筑垃圾的土工格室加筋地基，建筑垃圾与土工格室相互交叉的结构具有较大的应力扩散角，当加筋地基受到荷载作用时，能够有效地将上部荷载转移，使其向路堤两侧扩散，降低应力峰值，均化应力分布，从而提高路堤的稳定性。而土工格室筋材对填料的侧向约束力限制了填料的侧向变形，也提高了加筋地基的承载能力。更重要的是，建筑垃圾形成的咬合密实的骨架和土工格室结合在一起，形成了具有一定抗压、抗弯、抗剪强度的整体，极大地增加了加筋地基结构的整体性和稳定性。

本发明的有益效果在于：土工格室加筋砂垫层的主体材料为建筑垃圾和土工格室，将建筑垃圾用于加筋结构中，既解决了建筑垃圾填放问题，又节约了资源，降低工程造价。并且建筑垃圾经过压实，能形成咬合密实的骨架，与三维的土工格室相结合，不仅提高了地基承载力，也克服了由于地基变形过大而造成的破坏。

附图说明

图1是为本发明土工格室加筋砂垫层结构示意图；

图2是本发明建筑垃圾层形成咬合密实骨架示意图；

图3是本发明废弃混凝土与土工格室交叉示意图；

图4是本发明土工格室示意图。

图中，1-建筑垃圾层，2-加筋结构层，3-砂土，4-废弃混凝土，5-土工格室。

具体实施方式

下面结合附图和实施例1对发明进行详细说明：

如图1至图4所示，一种掺杂建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层，主要由下至上多个交叉设置在地基内的建筑垃圾层1和加筋结构层2形成蜂窝状三维立体结构，所述建筑垃圾层1主要为经过破碎处理后的废弃混凝土4压实铺设而成，所述加筋结构层2为土工格室5，所述土工格室5底部与其下方的建筑垃圾层1部分交叉，土工格室5中部以及上部填充砂土3，在土工格室5上方在形成砂垫层，所述砂垫层上设置另一建筑垃圾层1。

所述建筑垃圾层1和加筋结构层2均为2-4层，本实施例各为2层。

所述经过破碎处理后的废弃混凝土4粒径在4.75mm-10mm之间。

所述土工格室5底部与建筑垃圾层1交叉的厚度小于土工格室5厚度和建筑垃圾层1厚度，且不小于5cm。

所述土工格室5上方的砂垫层不小于15cm。

一种掺杂建筑垃圾的土工格室5加筋砂垫层施工方法，包括以下步骤：

步骤一、铺设砂垫层之前应首先清除地表薄层并平整场地，地表不得有坚硬凸出物，且砂垫层的厚度不宜小于0.3 m，宽度应大于路堤底宽与路堤沉降加宽和施工加宽之和，保证施工过程中地基固结排出的水顺畅排向路基之外。

步骤二、将废弃的建筑垃圾进行预处理，收集粒径在4.75mm-10mm的废弃混凝土4。

步骤三、在砂垫层上铺设一定厚度的废弃混凝土4并用机械分层压实，再铺设一层不经过压实5cm-10cm的废弃混凝土4形成建筑垃圾层1。

步骤四、在未经压实的废弃混凝土4上铺设土工格室5，土工格室5铺设时一定要充分拉紧展开，以充分发挥土工格室5的加筋作用。废弃混凝土4与土工格室5的交叉厚度不大于土工格室5的厚度，且不小于5cm。

步骤五、之后应及时在土工格室5内外空隙处充填砂土，并在土工格室5上方形成砂垫层，时间间隔不超过48小时，并用机械分层压实形成加筋结构层2，达到层间距设计要求，经过压实后，建筑垃圾层1与加筋结构层2的总厚度不大于50cm。为方便机械施工，铺设在土工格室5上的砂垫层厚度不应小于15cm，以避免施工过程中施工机械损伤土工格室5。

步骤六、在土工格室5上方的砂垫层上面按照步骤三要求继续添加建筑垃圾形成建筑垃圾层1。

步骤七、依次重复上述步骤四至步骤六过程，分层等间距或不等间距铺设交替建筑垃圾层1和加筋结构层2，并及时在加筋结构层2的土工格室5内外空隙处和层间距充填砂土并用机械压实，一直达到地基的设计要求为止。最终得到的加筋地基结构如图1所示。

本发明中所述的对建筑垃圾的预处理为：首先，在建筑垃圾中通常会混杂一些大块物质,它的存在会对回收处理设备产生干扰和损坏，所以应先采用人工分拣的方式将废铁料、木料、塑料、金属等挑选出来。再将建筑垃圾经装载机送至破碎机处进行破碎，来满足混凝土块的使用要求。经过初级破碎后进入砖砼分离器来分离混凝土块和砖块。接着进入磁选设备分离出铁磁性物质，再用风选设备分离出竹木材、塑料、编织品等轻质材料，以此来提高混凝土块的纯度。最后用筛分设备筛分至使用所需粒径即可。这样既实现了建筑垃圾的资源化再利用，又在节约资源的同时，减轻了对生态环境的压力。

Claims (8)

1.一种掺杂建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层施工方法，土工格室加筋砂垫层主要由多个建筑垃圾层和加筋结构层交替叠加组成，加筋结构层与其下方的建筑垃圾层部分交叉设置，所述建筑垃圾层为经过破碎处理后的废弃混凝土压实铺设而成，所述加筋结构层为土工格室，所述土工格室底部与其下方的建筑垃圾层部分交叉，土工格室中部以及上部填充砂土，在土工格室上方在形成砂垫层，所述砂垫层上设置另一建筑垃圾层，其特征在于：土工格室加筋砂垫层施工方法包括以下步骤：

步骤一、首先清除地表薄层并平整场地，地表不得有坚硬凸出物，然后在地表铺设砂土形成砂垫层；

步骤二，将废弃的建筑垃圾进行预处理，收集粒径在4.75mm-10mm的废弃混凝土；

步骤三、在砂垫层上铺设一定厚度的废弃混凝土，并用机械分层压实，再铺设一层不经过压实的废弃混凝土形成建筑垃圾层；

步骤四、在未经压实的废弃混凝土上铺设土工格室，土工格室铺设时要充分拉紧展开，以充分发挥土工格室的加筋作用，废弃混凝土与土工格室的交叉厚度不大于土工格室的厚度，且不小于5cm；

步骤五、之后及时在土工格室内外空隙处充填砂土，并在土工格室上方形成砂垫层，时间间隔不超过48小时，并用机械分层压实形成加筋结构层，达到层间距设计要求，经过压实后，建筑垃圾层与加筋结构层的总厚度不大于50cm；

步骤六、在土工格室上方的砂垫层上面按照步骤三要求继续添加建筑垃圾形成新的建筑垃圾层；

步骤七、依次重复上述步骤四至步骤六过程，分层等间距或不等间距交替铺设建筑垃圾层和加筋结构层，并及时在加筋结构层的土工格室内外空隙处和层间距充填砂土并用机械压实，一直达到地基的设计要求为止。

2.根据权利要求1所述一种掺杂建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层施工方法，其特征在于：所述建筑垃圾层和加筋结构层均为2-4层。

3.根据权利要求1所述一种掺杂建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层施工方法，其特征在于：所述经过破碎处理后的废弃混凝土粒径在4.75mm-10mm之间。

4.根据权利要求1所述一种掺杂建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层施工方法，其特征在于：所述土工格室底部与建筑垃圾层交叉的厚度小于土工格室厚度和建筑垃圾层厚度，且不小于5cm。

5.根据权利要求1所述一种掺杂建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层施工方法，其特征在于：所述土工格室上方的砂垫层不小于15cm。

6. 一种根据权利要求1所述掺杂建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层施工方法，其特征在于：所述步骤一中，砂垫层的厚度不小于0.3 m，砂垫层宽度应大于路堤底宽与路堤沉降加宽和施工加宽之和。

7.一种根据权利要求1所述掺杂建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层施工方法，其特征在于：所述步骤三中，没有压实的废弃混凝土厚度为5cm-10cm。

8.一种根据权利要求1所述掺杂建筑垃圾的土工格室加筋砂垫层施工方法，其特征在于：所述步骤五中，土工格室上方形成的砂垫层厚度不小于15cm。