掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层及施工方法与流程

本发明属于建筑领域，具体涉及一种掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层，和该复合加筋砂砾垫层的施工方法。

背景技术

我国每年产生的建筑垃圾总量约为15.5亿—24亿吨之间，占城市垃圾的比例约为40％以上，用于建筑垃圾堆放的土地达到20多万亩，采用直接填埋或堆放的处理方式，不仅占用土地、影响环境卫生，还会降低土壤质量，土地基本不能再耕种。同时，存在粉尘、灰砂飞扬等问题，且露天堆放极易引发安全事故。目前建筑垃圾的产生与处理是全球面临的共同问题，我国建筑垃圾资源化率仅为5％，如何提高建筑垃圾利用率是我国乃至全世界急需解决的问题。

世界各地每年废旧轮胎的产量急剧增加，其中中国年生产量居世界第一，并以8％至10％的速度递增。堆积如山的废旧轮胎因其存量大、数量增长快，且在自然环境中不易降解、难以处理，被称为“世界黑色污染”。废旧轮胎的堆放不仅占用土地资源，所能消纳处理的数量有限，而且露天堆放的废旧轮胎容易引发火灾，造成严重的空气污染。如何处理数量庞大的废旧轮胎已成为紧迫的和严重的国际性社会经济问题和环境问题。

世界上有两大地震带：环太平洋地震带、地中海—喜马拉雅地震带。我国正好位于环太平洋地震带与欧亚地震带之间，受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压，地震断裂带十分发育。从地质力学的角度看，中国大致可分为20个地震带，其特点是且地震频率高，强度大，震源线分布广等。现有许多减震装置，虽然有很好的减震效果，但往往由于价格昂贵、技术精密、构造复杂，在地理位置偏远且地震多发区中难以推广。

一般素土易发生因拉拔、剪切和承载力不足而破坏，在地震、交通等荷载作用下，破坏作用更加明显。如果能将建筑垃圾和废旧轮胎用于地基处理，从而提高地基承载力和抗震效果，并减少不均匀沉降，增强稳定性，将具有非常重要的意义。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层及施工方法，将建筑垃圾和废旧轮胎橡胶颗粒应用于加筋结构中，而且具有很好的减震隔振作用，能够提高地基承载力，并有效缓解因大变形和不均匀沉降而发生的破坏。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

<施工方法>

本发明提供一种掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层的施工方法，其特征在于，包括：步骤1.将地表范围内的杂物清除，将坑穴填平夯实，整平压实地表后铺上一层砂砾石，并压实，形成砂砾层；步骤2.将土工格室在砂砾层上平整展开，然后在土工格室内填充废旧轮胎橡胶颗粒与砂混合而成的第一混合物，并用机械压实，形成废旧轮胎橡胶层；步骤3.将双向土工格栅在废旧轮胎橡胶层上部平顺展开，并将双向土工格栅与土工格室绑扎相连；步骤4.在双向土工格栅上铺设废旧混凝土块与砂混合而成的第二混合物，并用机械分层压实，形成建筑垃圾层；步骤5.用平地机进行整平，用压路机进行充分压实，压实度控制在90％以上，以保填料填满结构孔隙，压实后得到由废旧轮胎橡胶层、双向土工格栅层与建筑垃圾层组成的复合加筋砂砾垫层，复合加筋砂砾垫层的厚度应不超过50cm；步骤6.重复上述步骤2至5不断铺设复合加筋砂砾垫层，直到满足地基设计要求。这里用到的双向土工格栅和土工格室是广泛应用的土工材料，可以直接从建材市场购买,在现场按照基础尺寸裁剪后展开即可使用。

本发明所涉及的掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层的施工方法，还可以具有这样的特征：砂砾层的厚度不小于30cm，宽度大于路堤底宽与路堤沉降加宽及施工加宽之和。

本发明所涉及的掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层的施工方法，还可以具有这样的特征：在步骤2中，采用的废旧轮胎橡胶颗粒的粒径为2～5mm。

本发明所涉及的掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层的施工方法，还可以具有这样的特征：在第一混合物中，废旧轮胎橡胶颗粒和砂的质量比为3:7。

本发明所涉及的掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层的施工方法，还可以具有这样的特征：在步骤3中，是用高强钢丝将双向土工格栅与预先留缝的土工格室绑扎相连。

本发明所涉及的掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层的施工方法，还可以具有这样的特征：在步骤4中，采用的废旧混凝土块的粒径为4.75～15mm。

本发明所涉及的掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层的施工方法，还可以具有这样的特征：在第二混合物中，废旧混凝土块与砂的质量比为4:6。

本发明所涉及的掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层的施工方法，还可以具有这样的特征：废旧轮胎橡胶层的厚度为20～40cm，建筑垃圾层的厚度为10～30cm。

<复合加筋砂砾垫层>

本发明还提供一种提掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层，其特征在于，包括由下至上依次铺设的：废旧轮胎橡胶层，包含：平铺在砂砾层上的土工格室，和填充在土工格室内的废旧轮胎橡胶颗粒和砂的第一混合物；双向土工格栅层，作为隔离层平铺在废旧轮胎橡胶层上、并且与土工格室相连；以及建筑垃圾层，铺设在双向土工格栅层上，包含废旧混凝土块和砂混合而成的第二混合物。

发明的作用与效果

本发明针对砂垫层提出一种掺杂建筑垃圾的复合加筋砂砾石垫层，使用了大量的建筑垃圾和废旧轮胎等可再生资源，实现了对建筑垃圾和废旧轮胎的循环利用，减轻了固有废弃物乱堆乱放和污染环境等压力。废旧轮胎橡胶颗粒和砂构成的废旧轮胎橡胶层不仅可以增大土体的抗剪能力，同时也能起到很好的减震隔振作用。废旧混凝土块和砂构成了建筑垃圾层，废旧混凝土块与砂之间可以形成咬合密实的骨架，增大抗剪能力。

本发明以建筑垃圾土填料，废旧轮胎橡胶颗粒，土工格室和双向土工格栅作为加筋砂砾石垫层材料，不仅有效利用建筑垃圾和废旧轮胎等固有废弃物，保护环境，并且与二维平面筋材相比，复合加筋构成的三维结构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。废旧轮胎橡胶颗粒和砂相互作用，不仅增到土体抗剪能力，而且起到隔振减震作用。土工格室与双向土工格栅绑扎起来形成三维结构，双向土工格栅可以将建筑垃圾层和废旧轮胎橡胶颗粒层合理分隔开，同时增大土体的抗剪强度。土工格室侧壁不仅可以增大土体的侧向约束力，还可以通过竖向摩擦力减少填料的沉降，双向土工格栅和土工格室复合加筋，可以互相约束，充分发挥了两种筋材的优势，从而很好地提高了地基承载力，缓解因大变形和不均匀沉降而发生的破坏。

由于复合加筋砂砾石垫层的主体材料为建筑垃圾，废旧轮胎橡胶颗粒，双向土工格栅和土工格室，将建筑垃圾和废旧轮胎橡胶颗粒应用于加筋结构中，既解决了建筑垃圾和废旧轮胎乱堆乱放问题，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，废旧轮胎橡胶颗粒与砂混合能提高土体抗剪能力，与土工格室和双向土工格栅构成的三维加筋结构相结合，不仅提高了地基承载力，克服了由于地基变形过大和不均匀沉降而造成的破坏，而且而且节约了资源，降低了工程造价，对生态环境改善也起到很大作用。

附图说明

图1是本发明实施例中涉及的掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层的结构示意图；

图2是本发明实施例中涉及的土工格室的结构示意图。

上述图1和2中，各标号所表示的结构为：

10-砂砾层、20-土工格室、30-第一混合物、40-双向土工格栅、50-第二混合物、60-复合加筋砂砾垫层。

具体实施方式

以下参照附图对本发明所涉及的掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层及施工方法作详细阐述。

<实施例>

本实施例所提供的掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层的施工方法包括如下步骤：

步骤1.首先对地表进行处理，将地表范围内的树根挖除，将原地面表层草皮、腐烂树根等其他杂物进行清除，将坑穴填平夯实，并按要求整平压实，然后再地表铺设一层砂砾石，并压实，形成厚度不小于30cm的砂砾层10，并且砂砾层10宽度应大于路堤底宽与路堤沉降加宽和施工加宽之和。

步骤2.将土工格室20在砂砾层10上平整展开，然后在土工格室20内填充废旧轮胎橡胶颗粒与砂混合而成的第一混合物30，并用机械压实，形成废旧轮胎橡胶层；在第一混合物30中，废旧轮胎橡胶颗粒的粒径为2～5mm，废旧轮胎橡胶颗粒与砂的质量比为3：7。废旧轮胎橡胶层的厚度为20～40cm。

步骤3.将双向土工格栅40在废旧轮胎橡胶层上部平顺展开，并将双向土工格栅40与土工格室20绑扎相连，保证荷载施加后加筋结构处于良好受力状态，使筋材更好的发挥作用。本实施例中，是采用高强钢丝将土工格栅交叉处与格室穿孔处绑扎连接。

步骤4.在双向土工格栅40上铺设废旧混凝土块与砂混合而成的第二混合物50，并用机械分层压实，形成建筑垃圾层；在第二混合物50中，废旧混凝土块的粒径为4.75～15mm，废旧混凝土块与砂的质量比为4:6。建筑垃圾层的厚度为10～30cm。

步骤5.用平地机进行整平，用压路机进行充分压实，压实度控制在90％以上，以保填料填满结构孔隙，压实后得到由废旧轮胎橡胶层、双向土工格栅40层与建筑垃圾层组成的复合加筋砂砾垫层60，复合加筋砂砾垫层60的厚度应不超过50cm。

步骤6.重复上述步骤2至5不断铺设复合加筋砂砾垫层60，直到满足地基设计要求。

上述实施例仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的掺杂建筑垃圾和废旧轮胎的复合加筋砂砾垫层及施工方法并不仅仅限定于在以上实施例中所描述的结构，而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该实施例的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明所要求保护的范围内。