刘鹏 付童童
中国建筑第二工程局有限公司 北京市 100160
摘要：用建筑垃圾作为换垫材料对软土地基进行处理取得了完全成功，这一变废为宝的处理办法取得了极为明显的经济、环境效益，完全符合国家关于建高资源节约型和环境友好型社会的思想，值得推广。
关键词：建筑垃圾；应用现状；软土地基
建筑垃圾多为固体废弃物，一般是在建设过程中或旧建筑物维修、拆除过程中产生的。随着基本建设规模的逐步扩大，其数量已占到城市垃圾总量的30～40％。目前国内外对如何合理利用建筑垃圾，将其”变废为宝”已陆续进行研究。本文分析了城市建筑垃圾在软土地基处理中的应用。
一、建筑垃圾概述
1、界定。根据建设部颁布的《城市建筑垃圾管理规定》，建筑垃圾是指建设单位、施工单位新建、改建、扩建和拆除各类建筑物、构筑物、管网等，以及居民装饰装修房屋中所产生的弃土、弃料及其它废弃物。
狭义的界定为：建筑垃圾是旧建筑物及构筑物拆除后废弃的部分。
广义的界定为：建筑垃圾包括建筑物拆除下来的砖；旧建筑拆除后不能再使用的废弃部分；建筑物施工中产生的废弃物，如未用完木材、落地砂浆、混凝土、金属制品、钢筋头、钢材、塑料制品等；建筑物施工中开挖基础的基坑土、边坡土或碎石等；家庭装修中产生的各类废料；道路翻修产生的废料等。
在研究利用建筑垃圾时应从广义角度进行。建筑垃圾大多为固体废弃物，其产生主要集中在建设、装修过程及旧建筑物维修、拆除过程中。不同结构类型的建筑所产生的垃圾各种成分的含量虽有所不同，但其基本组成一致。其主要由土、渣土、散落的砂浆和混凝土、剔凿产生的砖石和混凝土碎块、打桩截下的钢筋混凝土桩头、金属、竹木材、装饰装修产生的废料、各种包装材料和其它废弃物等组成。
2、分类
1)按建筑垃圾来源分类。①拆除由于使用年限期满或老化的建筑物产生的建筑垃圾。②市政工程的动迁及改造或新建重大基础设施产生的建筑垃圾，例如对城市道路的修整、保养或更换等。③施工单位、高校实验室和科研机构测试完的混凝土试件。④地震、风灾或火灾等自然灾害造成建筑物倒塌而产生的建筑垃圾。
2)按建筑垃圾可利用性分类。为针对建筑垃圾的回收利用建立市场机制及开展综合利用，在对建筑垃圾进行再生利用前，要在原有功能和可利用性上对建筑垃圾进行分类，为此可针对不同的利用渠道将其应用于不用的场合。
建筑垃圾经分类堆放、杂物挑选后，大部分可作为再生资源利用，再生技术可使建筑垃圾利用率大幅提高。如：对于废弃的木材，可回收起来作为生产人造木材的原材料；针对各类金属制品，如废旧钢筋、铁丝和钢结构中各种废弃构件等，若将其集中起来进行分拣后重新回炉，可再加工制造成各种规格的钢材；对于一些拆除产生的废料，如砖、石、混凝土等，可将其经粉碎后代替砂石，应用到砂浆的砌筑、抹面、混凝土垫层等工序中；此外，若掺混一些其他材料，经二次加工后不仅可用于道路施工，还可应用于路面工程。综合以上各个建筑领域中常见的实例，不仅凸显了再生建筑垃圾较高的利用率、较节省的生产成本、较便捷的生产方式，与直接使用新的材料相比，在环境保护与经济效益上略胜一筹。
二、建筑垃圾应用现状
随着和谐社会深入人心，人民对人居环境的要求越来越高，催生了大量新城市建设中。城中村改造、拆临拆违、旧城改造等工程实施步伐不断加快，产生了大量固体废弃物，据统计，建筑垃圾约占城市垃圾总量的30%～40%。建筑垃圾占用土地、影响空气质量、对水资源和土壤污染严重，因此如何处理和利用越来越多的建筑垃圾，已成为各级政府部门和建筑垃圾处理单位所面临的一个重要课题。
建筑垃圾中的许多废弃物经分拣、剔除或粉碎后，大多可作为再生资源重新利用，但目前，国内对建筑垃圾一般采取填埋法处理，部分回收利用，少部分进行焚烧。
三、工程概况
某工程整体上呈扇形，堆填最大高度为50m，最大荷载约为800kN·m-2，该区为冲积海积平原地貌。目前，垃圾土厚度一般约为1O～30m，此垃圾填埋场的成分主要是混凝土、石灰、沙石、渣土和灰土等，其特点是粒径极差较大，粒径较小者，风季易形成扬尘，较大的混凝土砌块会给搬运及运输带来困难。场区内除广泛分布有高含水量、高孔隙比、高压缩性及低强度的冲填土外，其余地层均为典型的土质偏软、中高压缩性的软土。
四、主要工程问题与处理措施
由于堆山工程堆载量大，若在堆填过程中不能保证堆载产生的剪应力增长与地基土的强度增长速率相一致，即前期荷载所造成的地基强度增长量与加载量相比偏小较多，将会产生地基失稳现象，出现以下一些不良工程地质现象。
首先，大面积的地基土滑移，主要是软弱层的剪切破坏产生的土体侧向挤出。
其次，山体周围的地基土隆起，主要是因山体荷载堆周围地基土产生的侧向挤压力使其剪切破坏。
最后，山体局部塌陷，主要是因填埋土强度不够而产生的破坏。
根据工程现状、场地工程地质条件、施工工期等条件，通过反复计算、分析和讨论，充分考虑在技术可行且经济合理情况下，确定如下处理措施为选择依据：①严格控制堆填速率，减少超静孔隙水压力的增长；②通过改善土性来加固地基，提高地基承载力；③适当采用增加抗滑力及排水措施；④根据场地条件对处理措施做相应的分区处理；⑤充分考虑现场条件，紧密结合动态监测，形成一个完整的信息化施工。
鉴于以上原则，拟采用清淤、设置反压平台、排水、控制堆填速率等防治处理措施。其中，排水是关键，为加速其在荷载作用下的排水固结，应在其表层铺设透水性好的材料来缩短排水路径，使土体内孔隙水压力能充分消散，提高土体抗剪强度。由相关堆填材料渗透性测试结果可知，城市建筑垃圾的渗透性较好，可作为缩短排水路径的材料堆填在山体底部作为地基处理的主要措施。
五、现场监测结果
由于土体性质的复杂性和工程中的诸多不确定性，除要在理论上精心设计和计算外，现场监测是一个了解工程实际情况必不可少的手段。现场监测包括侧向位移监测、孔隙水压力监测、土压力监测、沉降监测。
1、水平位移监测结果：侧向位移变化速率基本稳定且较小，从变形特征可知，实测结果反映出水平位移沿深度基本上呈现出两头小、中间大的分布形式，从变形随荷载的变化可知，随着荷载地不断增大，地基水平位移逐渐发展，但其变化速率均在设计控制要求范围内。
2、沉降监测结果：随荷载的逐渐增大，不同土层对应的沉降值均表现出不同程度的隆起，这与严格控制堆填速率密切相关。
3、孔隙水压力监测结果：孔隙水压力监测共布置5组，其中第5组布置在堆填体坡脚，1、2组布置在堆填体北侧和西侧围墙附近，3、4组埋设在山体内部。重点分析了第1、4组孔隙水压力观测结果，总体上来说，虽然孔隙水压力在整个施工过程中有变化，具体来看，最初处于消散阶段，之后随着堆填不断进行，孔隙水压力稍有提高，但基本处于一个平稳变化的过程，表明在类似透水性较好的上部堆填材料，下部为透水性较差厚度较大土层的双层地基中，地基沉降一般很快稳定。
4、土压力监测结果：当堆填工程在进行前期清淤工作时，地下水水位降低，土体密度减小，则土压力相应有一定程度地减小；在清淤工作结束后，地下水位逐渐恢复，随着竖向荷载的不断增加，则地层土压力基本上与之同步变化。受到测试精度的影响，土压力在定量上与传统土压力理论略有差异。
六、结论
1、监测结果表明：由于堆填，地基的侧向变形、山体坡脚的隆起存在，证明了堆山监测项目的重要性和必要性。
2、利用建筑垃圾自身良好的透水性能作为软土地基处理措施，可很好地保证在堆填过程中，山体中心沉降值和坡趾侧向位移速率不超过设计许可值，同时确保了孔隙水压力保持在堆土荷载的50％以内。
参考文献：
[1]黄玉林.我国建筑垃圾的现状与综合利用[J].山西建筑，2015(05).
[2]叶金水.城市建筑垃圾在软土地基处理中的应用[J]．岩土工程界，2015(12).