工程渣土源頭減量與回收利用的項(xiàng)目實(shí)踐

工程渣土是建筑垃圾的一種，是各類建筑物、構(gòu)筑物、管網(wǎng)等基礎(chǔ)開(kāi)挖過(guò)程中產(chǎn)生的棄土 。近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化建設(shè)步伐的加快，地下空間利用突飛猛進(jìn)，在施工過(guò)程中產(chǎn)生了大量的渣土類建筑垃圾，作為工程建設(shè)的“副產(chǎn)品”也引起了越來(lái)越多的重視。據(jù)行業(yè)調(diào)研報(bào)告預(yù)測(cè)，2020 年我國(guó)的建筑垃圾產(chǎn)生量將達(dá)到 39.66 億 t，其中約 2/3 為工程渣土。目前，國(guó)內(nèi)絕大部分的工程渣土不經(jīng)任何處理便被運(yùn)往郊區(qū)或碼頭，采取露天堆放、填埋或海洋傾倒等粗放式方法進(jìn)行處置。由此不僅占用大量土地、污染環(huán)境，還存在著較大的安全隱患。這已成為制約城市可持續(xù)發(fā)展的重要問(wèn)題，亟待解決[1]。工程渣土如何源頭減量和資源化利用進(jìn)行成為迫切需要研究解決的問(wèn)題。

本文以工程渣土處置現(xiàn)狀為背景，以深圳市某醫(yī)院項(xiàng)目為例，在結(jié)合項(xiàng)目渣土外運(yùn)與肥槽回填施工難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了工程渣土源頭減量與資源利用的優(yōu)化措施，并進(jìn)行了實(shí)踐，以供參考。

1 工程渣土的處置現(xiàn)狀

創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享是新時(shí)代的發(fā)展理念，國(guó)家對(duì)工程渣土的處置一直比較重視，并通過(guò)立法的形式進(jìn)行了規(guī)定。2020 年 4 月通過(guò)的《中華人民共和國(guó)固體廢物環(huán)境污染防治法》六十一條規(guī)定，“國(guó)家鼓勵(lì)采用先進(jìn)技術(shù)、工藝、設(shè)備和管理措施，推進(jìn)建筑垃圾源頭減量，建立建筑垃圾回收利用體系?！睘橥苿?dòng)建筑垃圾的源頭減量，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于 2020 年印發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)建筑垃圾減量化的指導(dǎo)意見(jiàn)》（建質(zhì)〔2020〕46 號(hào)），提出了統(tǒng)籌策劃，源頭減量，因地制宜、系統(tǒng)推進(jìn)，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，精細(xì)管理的基本原則，并組織編制了《施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾減量化指導(dǎo)手冊(cè)》（ 建辦質(zhì)〔2020〕20 號(hào)）、《施工現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾減量化指導(dǎo)圖冊(cè)》（ 建辦質(zhì)函〔2020〕505 號(hào)）。為進(jìn)一步推動(dòng)工程渣土的資源化利用，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于 2020 年 1 月 13 日發(fā)布了建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JG/T 575-2020《工程渣土免燒再生制品》。

從全國(guó)范圍來(lái)看，雖然工程渣土在減量化、資源化利用方面取得了一定的進(jìn)展，但工程渣土排放量仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于再利用量，傳統(tǒng)的填埋、造山、堆放等處置方式仍占據(jù)了主導(dǎo)地位。隨著城市地下空間、軌道交通的快速發(fā)展和日益加劇的資源環(huán)境約束，這種模式越發(fā)難以為繼，迫切需要在源頭減量、資源化利用方面進(jìn)一步挖潛、創(chuàng)新。現(xiàn)以深圳市某醫(yī)院項(xiàng)目?jī)?yōu)化實(shí)踐為例，以期拋磚引玉。

2 項(xiàng)目概況

2.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

深圳市某醫(yī)院項(xiàng)目，位于深圳市龍華區(qū)長(zhǎng)順路與新區(qū)大道之間，民寶路以北，占地面積為 57 743.65 m2，總投資約 43 億元，總建筑面積 509 614 m2，其中地上最高 22 層，地下 4 層。地面黃海高程 83.0～87.0 m，基坑開(kāi)挖最深 20.3 m，基坑周長(zhǎng) 930.0 m?；硬捎脴稉沃ёo(hù)結(jié)構(gòu)，支護(hù)樁采用咬合樁，基坑中段設(shè)兩道鋼筋混凝土內(nèi)支撐與三道預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，基坑四個(gè)角部設(shè)三道鋼筋混凝土內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)。肥槽回填采用了 6% 的水泥石粉渣，壓實(shí)系數(shù)≥0.9。

2.2 施工難點(diǎn)

2.2.1 渣土運(yùn)量大，運(yùn)距長(zhǎng)

本項(xiàng)目開(kāi)挖面積約 4.6 萬(wàn) m2，涉及土方外運(yùn)量約 92.5 萬(wàn) m3。本項(xiàng)目土方按照深圳市建筑渣土收納設(shè)置點(diǎn)，應(yīng)運(yùn)往媽灣或大鏟灣碼頭，運(yùn)距約 25 km，途經(jīng)市區(qū)，日間運(yùn)輸受到道路交通影響，運(yùn)輸效率低。項(xiàng)目毗鄰住宅，屬噪聲敏感區(qū)，夜間施工運(yùn)輸對(duì)周邊環(huán)境影響比較大，作業(yè)時(shí)間上存在較多不確定的因素。

2.2.2 肥槽回填難度大

項(xiàng)目基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)距建筑紅線距離較近，在肥槽回填時(shí)運(yùn)輸車輛無(wú)法運(yùn)至部分回填部位，需二次倒運(yùn)，運(yùn)輸困難。同時(shí)，本工程屬于深基坑施工，結(jié)構(gòu)外墻外邊線與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的設(shè)計(jì)距離僅 1.0 m，扣除外墻防水及防水保護(hù)層厚度和局部錨索腰梁所占空間，最小距離不足 0.4 m，施工作業(yè)面受到限制。在作業(yè)面受限的情況下，采用分層夯實(shí)，施工效率低，不滿足工程進(jìn)度的要求，且支護(hù)結(jié)構(gòu)腰梁下的部位無(wú)法有效夯實(shí)，施工質(zhì)量難以保證。

3 工程渣土的源頭減量

解決渣土運(yùn)量大，運(yùn)距長(zhǎng)等施工難題，源頭減量是最直接的方法。工程渣土的源頭減量，就是在不降低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、不影響設(shè)計(jì)功能的前提下，通過(guò)合理優(yōu)化、深化原設(shè)計(jì)方案，最大程度地減少工程渣土的產(chǎn)生。工程渣土的源頭減量，優(yōu)化基礎(chǔ)的埋深是行之有效的方法，因此按照此思路對(duì)項(xiàng)目地形進(jìn)行了分析。

本項(xiàng)目原設(shè)計(jì)±0.00 為黃海高程 85.9 m，后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目用地西高東低，西側(cè)新區(qū)大道路面絕對(duì)標(biāo)高約 86.5 m，比東側(cè)長(zhǎng)順路高約 4.5 m，如按照 ±0.00 為黃海高程 85.9 m 進(jìn)行實(shí)施，則項(xiàng)目的 ±0.00 比西側(cè)新區(qū)大道路面低 0.6 m，存在雨水倒灌的隱患，高程設(shè)計(jì)不成立。

為消除隱患，提出了將±0.00 抬高 1.6 m，即將±0.00 改為黃海高程 87.5 m，同時(shí)為保證在長(zhǎng)順路與建筑有效銜接，在西側(cè)設(shè)計(jì)了階形人行踏步，其余部位通過(guò)微地形的塑造形成坡形過(guò)度綠化帶，不但滿足了使用功能，消除了雨水倒灌的風(fēng)險(xiǎn)，還減少渣土外運(yùn)約 7.36 萬(wàn) m3，縮短工期約 45 d。

4 工程渣土的回收利用

4.1 預(yù)拌流態(tài)固化土的引入

工程渣土的回收利用，其最佳方案是就地利用，肥槽回填是首選方向。針對(duì)肥槽施工回填的難點(diǎn)，我們引入了預(yù)拌流態(tài)固化土。

預(yù)拌流態(tài)固化土是一種新興的環(huán)境友好型填筑料，是在土中加入一定量的固化劑、外加劑和水拌和均勻，形成具有一定流動(dòng)性，且凝固后能達(dá)到一定強(qiáng)度的混合物[2]。預(yù)拌流態(tài)固化土可泵送，不受運(yùn)輸?shù)缆返南拗疲粺o(wú)須夯實(shí)，自密實(shí)，不受作業(yè)面的限制；成套自動(dòng)化設(shè)備制備，施工效率高，質(zhì)量有保障，能有效解決肥槽回填的難題。目前在西安[2]、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院東院工程[3]等項(xiàng)目已經(jīng)有了成功的應(yīng)用，且北京市巖土工程協(xié)會(huì)已經(jīng)于 2019 年發(fā)布了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn) T/BGEA 001-2019《預(yù)拌流態(tài)固化土填筑工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，技術(shù)相對(duì)成熟，是可行性的論證方向。

4.2 技術(shù)可行性復(fù)核

按照 T/BGEA 001-2019 4.3.1 的規(guī)定，“土料的有機(jī)質(zhì)量含量不得超過(guò) 5%，所含粗粒最大粒徑不宜超過(guò) 5 cm，未經(jīng)處理的污染土不得作為固化土的原材料?！苯?jīng)核查項(xiàng)目地質(zhì)勘察報(bào)告，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖土料符合制備條件。

由于本項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地比較狹小，因此對(duì)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)拌場(chǎng)地進(jìn)行了復(fù)核。預(yù)拌流態(tài)固化土的制備設(shè)備采用專用自動(dòng)化成套設(shè)備，其場(chǎng)地需求主要由水泥罐、固化劑罐、土料斗、傳送帶、攪拌機(jī)、儲(chǔ)水池、地泵等設(shè)備占地及土料堆場(chǎng)等構(gòu)成。預(yù)拌場(chǎng)地選在了項(xiàng)目東側(cè)中部土方車輛方便運(yùn)輸?shù)奈恢?。?jīng)核算，土料堆場(chǎng)面積較小，但能滿足設(shè)備安裝及使用要求。

4.3 技術(shù)方案的經(jīng)濟(jì)性分析

根據(jù)技術(shù)的可行性復(fù)核，出具了初步的設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。由于肥槽回填只有壓實(shí)度的要求，而固化土沒(méi)有壓實(shí)系數(shù)，但固化土的強(qiáng)度與承載力有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此固化土設(shè)計(jì)使用強(qiáng)度控制。經(jīng)與設(shè)計(jì)溝通，固化土設(shè)定 28 d 強(qiáng)度為 0.5 MPa，并出具了優(yōu)化方案（表1）。

表1 肥槽回填方案對(duì)比表

功能上滿足，技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理、環(huán)境上友好是評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣的基本準(zhǔn)則，為此對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)分析。經(jīng)分析，在使用本項(xiàng)目渣土作為預(yù)拌流態(tài)固化土原料的情況下，該方案經(jīng)濟(jì)上可行。

4.4 預(yù)拌流態(tài)固化土的填筑

預(yù)拌流態(tài)固化土塌落度設(shè)計(jì)指標(biāo)為 [200±20）mm，擴(kuò)展度]400 mm，并進(jìn)行了試配?，F(xiàn)場(chǎng)施工按照?qǐng)龅貜?fù)核方案采用地泵泵送，溜槽整體分層澆筑。按照設(shè)計(jì)樓層 3.8 m 換撐的要求，首層澆筑厚度 0.5 m，二層三層澆筑厚度分別為 1.6 m、1.7 m，以此類推。布料點(diǎn)間距參照自密實(shí)混凝土不宜超過(guò) 7 m[4]的要求，設(shè)定為兩節(jié)泵管的長(zhǎng)度 6 m（3 m/節(jié)），水平推移式澆筑。澆筑成型后覆膜養(yǎng)護(hù)，過(guò)程中留設(shè)試塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，經(jīng) 28 d 后檢測(cè)，強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié) 語(yǔ)

統(tǒng)籌策劃，施工圖紙深化、優(yōu)化是工程渣土源頭減量的根本途徑。預(yù)拌流態(tài)固化土具有施工方便、快速，質(zhì)量可靠，低碳環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是促進(jìn)工程渣土就地回收利用的有力武器，雖然其屬新型材料，目前市場(chǎng)供應(yīng)較少，價(jià)格透明度不高，但仍值得進(jìn)一步發(fā)掘、推廣。