澳門口岸工程泡沫輕質土路基裂縫成因及施工處理技術

郭光華 中交四航局第一工程有限公司

1.工程概況

港珠澳大橋澳門口岸人工島通過填筑中粗砂形成，地形較為平坦，整個人工島已經采用真空聯合堆載預壓進行過軟基處理。路基填筑于設計的23條市政道路上，填筑材料主要分中粗砂（摻6%水泥）回填路基及輕質泡沫土路基兩種，其中內環主干道及橋梁接駁位置均采用泡沫土路基。項目施工過程受連續強降雨和臺風“天鴿”的影響，EA路主干道出現一定程度的裂縫問題。

2.裂縫成因分析

2.1 產生的原因分析

EA 道路施工過程中，由于泡沫土區域分塊澆筑，已成形的路面的積水沿施工臺階流入待施工區域，并滲入基底，水流過程中帶走部分砂土，從而出現泡沫輕質土底部脫空的現象（見圖1）。

通過對圖1進行分析，泡沫輕質土掛板外側為土體，已澆筑泡沫土路面的積水會經過邊坡流入地下水，在這個過程中，有些原地面土壤中的細小顆粒也會被一起帶走，長此以往，泡沫土基礎的位置就會被掏空，這種現場常見于B區的下部，另外老路基臺階和B區搭接的位置也很容易出現，但是A區情況相對好一些。因為浮力的作用，B區泡沫輕質土會上浮，再加上連續強降雨的影響，泡沫土會始終處于浸水狀態，導致泡沫土強度大大降低；如果實際受力超過泡沫輕質土抗拉強度時，路基就會出現開裂，不及時處理，裂縫就會沿著其他方向繼續發展。

圖1 裂縫塊段病害分析

2.3 病害定性

臺風“天鴿”過后引發連續強降雨，澳門口岸人工島水位持續上升，地下水位也隨著上升，而整個人工島路基為吹填砂，保水性能力較差，地下水流動速度較快，水在流動的過程中，可能會帶走土壤中體積較小的顆粒，隨著時間的累積，道路待澆筑泡沫土區域下面就會被掏空，導致該區域強度明顯降低，容易出現地表沉降或者塌陷問題。因為在強降雨天氣，泡沫輕質土表現出以上特性，在水誘發因素的影響下，就會出現裂縫或者拱起，所以，輕質泡沫土路基裂縫問題就可以定性為是由強降雨引起的。

3.處理方案

因為強降雨屬于自然災害，具有一定的不可抗力，不可能通過改變天氣去解決這類問題，所以只能通過調整施工方案避免這類問題的產生。在挖除邊坡掏空部分前，需要先進行打樁完成邊坡防護，確保臨時支護穩定后，再挖除泡沫土。應用分段分層切割挖除的方式對未出現掏空的部分進行挖除，邊挖除，邊澆筑。路基挖除后，及時整理臺階，然后將鋼筋網片設置在泡沫土，強化老路基的連接，處理工作完成后，不需要拆除鋼板。針對輕微的裂縫，不需要進行處理，持續對上層泡沫土進行澆筑。

4.泡沫土路基施工技術

4.1 清理路基，開挖臺階

開挖臺階前，必須確保路基一次性清除到位，才能開挖臺階。應用大臺階開挖方法對舊路邊坡進行開挖，開挖尺寸控制為1.5m×1.5m。

4.2 檢查和驗收澆筑場地

檢查施工場地，要求場地地表不存在任何雜物，表面堅硬平整、場地壓實度超過90%。控制澆筑區域的尺寸必須超過設計值，另外還需要注意控制基底高程和設計值之間的偏差必須小于10cm。臺背基底的澆筑后，需要對其承載力進行檢查，確保其可以達到相應的設計要求。

4.3 裝配式護壁安裝

（1）基礎施工。裝配式護壁基礎的寬度和高度分別為：60cm、30cm。施工前，準確的進行測量放樣，然后人工開挖基槽，根據測量放樣安裝預埋角鋼及護壁面板預留槽模板。對角鋼下部焊接支腿，一般應用鋼筋作為支腿，然后在角鋼中部焊接剛接，確保所有的角鋼都可以連接成為一個整體，進一步提高角鋼的穩定性。

（2）護壁安裝。應用M7.5砂漿澆筑護壁面板，護壁面板的澆筑和泡沫輕質土的施工同時堿性。在進行澆筑施工前，需要對面板的拉扣位置進行檢查，確保位置足夠準確，澆筑完成后，需要重新檢查、測量和定位面板拉扣。砌縫通過勾縫施工方式進行施工，控制砌縫寬度≤1cm。在整個施工過程中，需要確保壁面板支護質量，精準定位側向面板，控制外側平面位置偏差＜1cm。澆筑時應嚴格按照施工步驟進行，避免移位情況的發生。對于高度不超過2m的結構，控制一次性澆筑的高度可以達到設計標高，提高澆筑結構的整體性和穩定性。

（3）混凝土壓頂施工。裝配式護壁混凝土壓頂設計的寬度和高度分別為：60cm，30cm，頂層泡沫土澆筑完成后，就可以進壓頂作業。施工中需要應用到壓頂模板，可以用竹膠板代替，按設計圖紙綁扎壓頂鋼筋，控制相鄰壓頂鋼筋的距離為20cm，11#鋼筋為通長鋼筋，綁扎時，需控制其綁扎長度必須超過35倍鋼筋直徑。綁扎完成經由運輸車輛將混凝土運輸到施工現場澆筑，結束后用插入式振動棒進行振搗，確保密實度達到相應的設計要求。另外施工人員還需要注意，在進行壓頂施工時，嚴格按圖紙要求設置滴水槽，滴水槽的位置以及尺寸必須達到相應的設計要求，滴水槽的主要作用是收集多余水分，避免水分滲入結構，導致結構被破壞。

4.4 泡沫混凝土施工

（1）澆筑準備。澆筑施工前，將澆筑管設置在澆筑區域意外的附近區域，澆筑施工中，配置專業的工作人員對出口處的泡沫混凝土進行觀察，當其外觀性質達到設計要求后，就可以將澆筑管移動到澆筑區。沿著護壁澆筑一圈泡沫混凝土，完成澆筑后，需要預留一定的澆筑管的長度，將澆筑管放置到澆筑地面上，然后埋設在混凝土內部。

（2）澆筑方法。在正式澆筑前，將澆筑管預埋在混凝土內，控制澆筑口的高度和氣泡混凝土的高度一致，平掃混泥土表面時，確保澆筑口應略低于水平，同時還要注意控制澆注口和輕質土之間的距離為最小。澆筑高度達到設計高度后，就可以提起泵送管，平掃泡沫混凝土表面，直到完成澆筑為止；重復前面工序。

（3）變形縫。變形縫的設置盡量錯開澆筑施工區，完成澆筑段側面錨固泡沫塑料板后，再進行另外一側的澆筑施工。根據澆筑長度正確的計算變形縫設置，將由木膠板制作而成的臨時模板設置在縱向相鄰澆筑段之間。完成一段澆筑施工后，注意拆除模板的時候不拆除泡沫塑料板，將其當做變形縫。

4.5 養護

泡沫土澆筑結束后，待其硬度達到設計要求后，就可以澆筑上層，可以在泡沫輕質土的表層覆蓋塑料薄膜，如果沒有塑料薄膜，亦可應用土工布，根據泡沫輕質土的實際情況采取有效的措施進行養生，比如在夏季高溫天氣，可以進行適當的灑水保濕，避免泡沫輕質土表面水分蒸發速度過快，導致裂縫問題的發生。如果在冬季施工，可以通過覆蓋保溫進行養護，避免泡沫輕質土結構被凍壞。養護施工的過程中，嚴禁施工機械設備在上面行走，否則就會出現明顯的車轍問題，影響結構性能，控制養生時間必須超過7d。在整個養護工期內，另外，為了防止泡沫輕質土中的氣泡結構被破壞，施工人員也不能在混凝土表面行走。

5.結束語

綜上所述，本文根據項目工程實例，分析了泡沫輕質土路基病害的原因，然后介紹了優化后的施工方案。經過處理后，輕質泡沫土路基的病害問題得到有效的緩解，道路質量達到設計要求，施工效果良好，值得被廣泛的推廣和應用。