港區(qū)道路及堆場(chǎng)病害原因分析與對(duì)策

徐剛，袁靜波

（中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510230）

0 引言

近年來(lái)港口建設(shè)發(fā)展迅速，工程規(guī)模越來(lái)越大，建設(shè)用地及建筑材料日趨緊張，填海造陸已成趨勢(shì)，同時(shí)港口裝卸機(jī)械更趨大型化。為對(duì)正在制定待出版的《港口道路與堆場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的條款進(jìn)行研究和討論，并結(jié)合設(shè)計(jì)和建設(shè)實(shí)踐情況合理確定規(guī)范參數(shù)，調(diào)研組對(duì)國(guó)內(nèi)外典型港口進(jìn)行調(diào)研，本文主要針對(duì)后期使用中遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出針對(duì)性的解決措施。

1 典型病害原因分析及對(duì)策

1.1 典型病害一：瀝青鋪面車(chē)轍

瀝青鋪面在港區(qū)內(nèi)使用相對(duì)較少，在物流園區(qū)使用較多，從已有使用情況來(lái)看，瀝青優(yōu)勢(shì)還是比較明顯的：對(duì)地基不均勻沉降敏感性較低，平穩(wěn)性好，開(kāi)放交通快，養(yǎng)護(hù)方便。

港區(qū)瀝青鋪面的主要問(wèn)題是車(chē)轍嚴(yán)重及承載能力相對(duì)較低，集中在以下區(qū)域：

1）港區(qū)車(chē)輛經(jīng)常裝卸作業(yè)區(qū)域；

2）RTG保養(yǎng)站、RTG調(diào)車(chē)道等車(chē)輛輪跡比較集中區(qū)域；

3）集裝箱堆箱及艙蓋板堆放等集中荷載作用區(qū)域；

瀝青鋪面適用于流動(dòng)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)荷載為P1～P4級(jí)的港區(qū)道路和堆場(chǎng)鋪面設(shè)計(jì)，但造價(jià)一般高于其他鋪面形式。港區(qū)鋪面如采取瀝青鋪面，可采用全厚式瀝青鋪面，此種鋪面類型非常適用于重載車(chē)輛[1]。

1.2 典型病害二：鋪面工后沉降

目前港區(qū)陸域形成方式復(fù)雜，填海造陸工程項(xiàng)目較多，吹填時(shí)間短，工期緊，地基固結(jié)時(shí)間不足，造成港區(qū)工后沉降嚴(yán)重，主要原因有以下幾點(diǎn)：

1） 地基深層壓實(shí)度不足：在鋪面結(jié)構(gòu)施工前，場(chǎng)地經(jīng)過(guò)大面積碾壓，地基表層壓實(shí)度一般都能滿足要求；但對(duì)于一次性厚層沖填或回填造陸的場(chǎng)地，壓路機(jī)的有效壓實(shí)深度有限，大面積施工時(shí)距離地基表面1.5 m深度的土基壓實(shí)度難以保證，同時(shí)路基填料質(zhì)量也難以控制（易出現(xiàn)砂混淤泥現(xiàn)象）。實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，多采用直接以交工面地基表層壓實(shí)度作為控制標(biāo)準(zhǔn)，很難去分層檢測(cè)路基壓實(shí)度。

2） 地基工作區(qū)深度較深：港口地基情況比公路要差，設(shè)計(jì)上一般考慮在鋪面結(jié)構(gòu)層下邊設(shè)1層中粗砂墊層來(lái)過(guò)渡，厚度一般為1～2 m；路基工作區(qū)深度常規(guī)取1.5 m。由于港區(qū)流動(dòng)機(jī)械荷載遠(yuǎn)大于公路荷載，路基工作區(qū)深度須更大。理論分析表明，堆場(chǎng)在多列6層重箱作用下工作區(qū)深度約為3.85 m，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，在3層15 t重箱加載情況下工作區(qū)深度已達(dá)到1.9 m[2]。

3） 地基頂面回彈模量較小，實(shí)際施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)一般實(shí)測(cè)值為30～40 MPa。調(diào)查表明，砂墊層厚度在1.5 m以上，回彈模量大致可以達(dá)到60 MPa。

在實(shí)際施工過(guò)程中，地基處理多不到位，須加強(qiáng)對(duì)地基施工處理過(guò)程的控制，確保每一項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)應(yīng)確保距離地基表面1.5 m深度范圍內(nèi)回填良好的材料及保證分層碾壓密實(shí)，土基壓實(shí)度須滿足規(guī)范要求[2]。設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮到對(duì)于新近填海造陸并存在厚層軟土地基的工程，實(shí)際控制沉降指標(biāo)較難，如嚴(yán)格控制沉降指標(biāo)，則投資上需要增加很多，地基沉降控制值須根據(jù)實(shí)際情況確定。目前集裝箱堆場(chǎng)殘余沉降一般按20～30 cm控制，散貨堆場(chǎng)一般不做嚴(yán)格限制。

1.3 典型病害三：鋪面不均勻沉降

不均勻沉降主要集中在以下幾個(gè)地方：

1） 水工結(jié)構(gòu)與后方連接區(qū)域一般地基處理不到位，存在薄弱環(huán)節(jié)；碼頭前方作業(yè)區(qū)與堆場(chǎng)之間，碼頭前方作業(yè)區(qū)一般回填材料較好，沉降較小。

2） 軌道基礎(chǔ)與鋪面之間，軌道基礎(chǔ)一般采用樁基礎(chǔ)，鋪面結(jié)構(gòu)下一般存在軟弱層，沉降較大，后期鋪面會(huì)與軌道基礎(chǔ)形成高差；

3） 堆場(chǎng)內(nèi)部，對(duì)于重箱堆場(chǎng)，尤其是空箱堆場(chǎng)，由于堆高較高，堆場(chǎng)地面坡度宜采用0.3%～1.0%[3]，實(shí)際一般采用0.5%，坡度過(guò)大會(huì)影響作業(yè)安全和堆場(chǎng)作業(yè)效率；

4） 集裝箱箱腳做條形基礎(chǔ)時(shí)，一般按20英尺標(biāo)箱來(lái)設(shè)計(jì)間距，40英尺標(biāo)箱堆放時(shí)，由于基礎(chǔ)的不均勻沉降，會(huì)存在擱肚子的現(xiàn)象；

5） 不同地基處理區(qū)域交接部分，由于地基處理方法不同，后期存在不均勻沉降；

一般在碼頭前沿與堆場(chǎng)間做一過(guò)渡段，如簡(jiǎn)支板或易修復(fù)鋪面，并預(yù)留沉降量[4]；軌道基礎(chǔ)與鋪面之間，由于交接處難以碾壓，一般水穩(wěn)基層改做貧混凝土，同時(shí)在軌道基礎(chǔ)兩側(cè)基層局部加厚；對(duì)于不同地基處理區(qū)域交接部分，設(shè)置過(guò)渡區(qū)，過(guò)渡區(qū)內(nèi)埋設(shè)土工格柵，以盡量減少局部區(qū)域內(nèi)的不均勻沉降。

實(shí)際使用過(guò)程中殘余沉降較大，但不影響使用，殘余沉降主要影響管線等。鋪面設(shè)計(jì)應(yīng)主要考慮差異沉降問(wèn)題，而不是殘余沉降，按不同功能和使用要求（件雜貨，散貨，集裝箱）確定工后沉降控制標(biāo)準(zhǔn)。

不均勻沉降按10～20 cm控制[3]，不均勻沉降對(duì)堆場(chǎng)使用影響較大，對(duì)管線正常運(yùn)行也比較重要，在設(shè)計(jì)中要特別加強(qiáng)對(duì)不均勻沉降的控制。

1.4 典型病害四：聯(lián)鎖塊破損

聯(lián)鎖塊破損原因主要集中在以下幾個(gè)方面：

1） 聯(lián)鎖塊與構(gòu)筑物邊上交接處，基層難以碾壓密實(shí)，同時(shí)填縫砂及塊體下部墊砂層易流失，導(dǎo)致聯(lián)鎖塊表面會(huì)出現(xiàn)不平整及松散，車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)易損壞。

2） 集中荷載作用點(diǎn)處，如箱腳基礎(chǔ)及艙蓋板堆放區(qū)域，聯(lián)鎖塊受到?jīng)_擊荷載，破損嚴(yán)重。

3） 重型荷載作用下基層底面的疲勞開(kāi)裂，引起基層頂面不平整，導(dǎo)致塊體底面脫空。

設(shè)計(jì)上一般需要注意交接處的處理，采用局部加厚基層，水穩(wěn)改貧混凝土；同時(shí)保持聯(lián)鎖塊排水通暢，并通過(guò)采取設(shè)置邊緣約束、過(guò)濾等措施，減少聯(lián)鎖塊鋪面邊緣區(qū)域墊砂層的流失。

目前國(guó)內(nèi)聯(lián)鎖塊的預(yù)制，檢測(cè)時(shí)多以抗壓強(qiáng)度滿足要求來(lái)控制，對(duì)于施工過(guò)程中材料質(zhì)量的控制不嚴(yán)，本次調(diào)查的眾多港口中，聯(lián)鎖塊做的好的不多，主要涉及到費(fèi)用和檢測(cè)問(wèn)題。為保證施工質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)聯(lián)鎖塊質(zhì)量控制的全過(guò)程監(jiān)測(cè)。

1.5 典型病害五：RTG轉(zhuǎn)向鋼板損壞

目前RTG輪胎轉(zhuǎn)場(chǎng)多采用轉(zhuǎn)向鋼板形式，為保護(hù)輪胎，正常情況下采用先頂升再轉(zhuǎn)場(chǎng)，但特殊情況仍需考慮用輪胎轉(zhuǎn)場(chǎng)的需要。

RTG轉(zhuǎn)向鋼板損壞情況較普遍，主要集中以下兩個(gè)方面：

1） 使用1~2 a后，板底脫空，鋼板下沉嚴(yán)重，車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)，轉(zhuǎn)向鋼板活動(dòng)幅度較大可能跳出來(lái)；

2） 錨筋和鋼板焊接處焊接失效，錨筋頭漏出來(lái)會(huì)損傷輪胎。

原因主要是鋼板施工時(shí)涉及二次灌漿，施工質(zhì)量難以把握；同時(shí)不同材料（鋼板、混凝土）伸縮性能不同，結(jié)合部位很難連接較好；補(bǔ)救措施多采用配置鋼筋網(wǎng)片加現(xiàn)澆混凝土。翻修次數(shù)比較頻繁，維修量較大，且效果不理想。

應(yīng)對(duì)措施：

1）轉(zhuǎn)向鋼板施工時(shí)加強(qiáng)質(zhì)量控制，確保施工質(zhì)量；

2）取消轉(zhuǎn)向鋼板，轉(zhuǎn)向時(shí)先頂升再轉(zhuǎn)向；

3）采用耐磨地坪代替轉(zhuǎn)向鋼板，耐磨地坪厚度5 mm，從已有港口使用情況來(lái)看，效果比較理想，耐磨地坪參數(shù)要求為耐磨性（磨坑長(zhǎng)度）<25 mm，抗壓強(qiáng)度（28 d）>98 MPa，莫氏硬度 8。

1.6 典型病害六：散貨堆場(chǎng)問(wèn)題

散貨堆場(chǎng)的主要問(wèn)題如下：

1）散貨堆場(chǎng)一般均載較大，地基處理考慮造價(jià)因素，多作簡(jiǎn)單處理和分期堆載，后期沉降一般較大。

2）散貨堆場(chǎng)的道路超載嚴(yán)重，鋪面損壞較多。

3）散貨堆場(chǎng)的坡面排水問(wèn)題較大，采用中間向兩邊排水，即便設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留較大排水坡度，堆場(chǎng)使用后期中間沉降較大，堆場(chǎng)依然會(huì)有積水坑。

4）散貨堆場(chǎng)內(nèi)的排水溝設(shè)置較難。排水溝一般做成明溝加蓋板，對(duì)于堆場(chǎng)四周設(shè)排水溝，下雨后排水溝內(nèi)會(huì)有沉積，清理麻煩。如設(shè)盲溝、滲溝或排水管，對(duì)于礦粉等不透水材料，會(huì)堵塞滲水路徑。

5）散貨堆場(chǎng)對(duì)于不良地基情況，軌道基礎(chǔ)多采用軌枕道砟結(jié)構(gòu)，后期不均勻沉降嚴(yán)重，調(diào)整較大，變形嚴(yán)重；軌道基礎(chǔ)采用天然地基軌道梁加復(fù)合地基時(shí)，一般對(duì)地基要求較高，但軌道梁下的基礎(chǔ)處理多不到位，軌道梁基礎(chǔ)使用過(guò)程中會(huì)有沉降，且難調(diào)整。軌道基礎(chǔ)采用軌道梁加樁基礎(chǔ)時(shí)，造價(jià)昂貴，同時(shí)由于土體負(fù)摩擦和側(cè)向變形，樁基礎(chǔ)可能會(huì)側(cè)移。

目前散貨堆場(chǎng)的鋪面設(shè)計(jì)，由于地基強(qiáng)度較低，按常規(guī)設(shè)計(jì)需要較大厚度，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)一般僅以地基穩(wěn)定來(lái)控制，鋪面主要起隔離作用。鋪面前期使用較多的是聯(lián)鎖塊、碎石等簡(jiǎn)易鋪面，待地基穩(wěn)定后再考慮做永久性鋪面。

對(duì)于散貨堆場(chǎng)港內(nèi)道路，如須保護(hù)道路結(jié)構(gòu)（如混凝土鋪面），一般通過(guò)限載來(lái)控制荷載。

堆場(chǎng)內(nèi)的排水，目前多靠蒸發(fā)和抽水，可以通過(guò)在排水溝外側(cè)邊緣做擋塊擋一下，減少散貨進(jìn)入溝內(nèi)。

對(duì)于軌枕道砟結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)可以采用軌道板結(jié)構(gòu)[5]，使地基表面受力均勻，減少不均勻沉降，實(shí)際使用效果較好；同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)就確定使用期調(diào)整驗(yàn)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)[6]。對(duì)于軌道梁結(jié)構(gòu)形式，需要做好深層地基處理，沉降較大時(shí)，一般只能采用軌道梁加高的方法調(diào)整；對(duì)于樁基加軌道梁形式，設(shè)計(jì)時(shí)還需考慮樁基側(cè)向滑移。

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)道路、堆場(chǎng)病害的調(diào)查研究，分析了常見(jiàn)病害的類型及原因，并結(jié)合已有的技術(shù)，提出了相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施，為設(shè)計(jì)和施工人員提供參考。港口道路、堆場(chǎng)的設(shè)計(jì)有其特殊性，需要綜合考慮港口規(guī)模和運(yùn)量、使用要求、陸域形成和地基條件、工期、工藝荷載、后期維護(hù)等，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較確定。

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[2]交通運(yùn)輸部水運(yùn)工程建設(shè)項(xiàng)目——港區(qū)吹填軟土地基材料參數(shù)與工作區(qū)影響深度專題研究[R].中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院，2013.Port&waterway engineering construction project of Ministry of Transport:Special study on material parameters of harbor soft ground and the influence depth in workspace[R].CCCC-FHDI Engineering Co.,Ltd.,2013.

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