澳門口岸工程泡沫輕質(zhì)土路基裂縫成因及施工處理技術(shù)

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(gè)人工島已經(jīng)采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓進(jìn)行過軟基處理。路基填筑于設(shè)計(jì)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(zhì)泡沫土路基兩種，其中內(nèi)環(huán)主干道及橋梁接駁位置均采用泡沫土路基。項(xiàng)目施工過程受連續(xù)強(qiáng)降雨和臺(tái)風(fēng)“天鴿”的影響，EA路主干道出現(xiàn)一定程度的裂縫問題。

2.裂縫成因分析

2.1 產(chǎn)生的原因分析

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

通過對(duì)圖1進(jìn)行分析，泡沫輕質(zhì)土掛板外側(cè)為土體，已澆筑泡沫土路面的積水會(huì)經(jīng)過邊坡流入地下水，在這個(gè)過程中，有些原地面土壤中的細(xì)小顆粒也會(huì)被一起帶走，長此以往，泡沫土基礎(chǔ)的位置就會(huì)被掏空，這種現(xiàn)場(chǎng)常見于B區(qū)的下部，另外老路基臺(tái)階和B區(qū)搭接的位置也很容易出現(xiàn)，但是A區(qū)情況相對(duì)好一些。因?yàn)楦×Φ淖饔?，B區(qū)泡沫輕質(zhì)土?xí)细?，再加上連續(xù)強(qiáng)降雨的影響，泡沫土?xí)冀K處于浸水狀態(tài)，導(dǎo)致泡沫土強(qiáng)度大大降低；如果實(shí)際受力超過泡沫輕質(zhì)土抗拉強(qiáng)度時(shí)，路基就會(huì)出現(xiàn)開裂，不及時(shí)處理，裂縫就會(huì)沿著其他方向繼續(xù)發(fā)展。

圖1 裂縫塊段病害分析

2.3 病害定性

臺(tái)風(fēng)“天鴿”過后引發(fā)連續(xù)強(qiáng)降雨，澳門口岸人工島水位持續(xù)上升，地下水位也隨著上升，而整個(gè)人工島路基為吹填砂，保水性能力較差，地下水流動(dòng)速度較快，水在流動(dòng)的過程中，可能會(huì)帶走土壤中體積較小的顆粒，隨著時(shí)間的累積，道路待澆筑泡沫土區(qū)域下面就會(huì)被掏空，導(dǎo)致該區(qū)域強(qiáng)度明顯降低，容易出現(xiàn)地表沉降或者塌陷問題。因?yàn)樵趶?qiáng)降雨天氣，泡沫輕質(zhì)土表現(xiàn)出以上特性，在水誘發(fā)因素的影響下，就會(huì)出現(xiàn)裂縫或者拱起，所以，輕質(zhì)泡沫土路基裂縫問題就可以定性為是由強(qiáng)降雨引起的。

3.處理方案

因?yàn)閺?qiáng)降雨屬于自然災(zāi)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(diào)整施工方案避免這類問題的產(chǎn)生。在挖除邊坡掏空部分前，需要先進(jìn)行打樁完成邊坡防護(hù)，確保臨時(shí)支護(hù)穩(wěn)定后，再挖除泡沫土。應(yīng)用分段分層切割挖除的方式對(duì)未出現(xiàn)掏空的部分進(jìn)行挖除，邊挖除，邊澆筑。路基挖除后，及時(shí)整理臺(tái)階，然后將鋼筋網(wǎng)片設(shè)置在泡沫土，強(qiáng)化老路基的連接，處理工作完成后，不需要拆除鋼板。針對(duì)輕微的裂縫，不需要進(jìn)行處理，持續(xù)對(duì)上層泡沫土進(jìn)行澆筑。

4.泡沫土路基施工技術(shù)

4.1 清理路基，開挖臺(tái)階

開挖臺(tái)階前，必須確保路基一次性清除到位，才能開挖臺(tái)階。應(yīng)用大臺(tái)階開挖方法對(duì)舊路邊坡進(jìn)行開挖，開挖尺寸控制為1.5m×1.5m。

4.2 檢查和驗(yàn)收澆筑場(chǎng)地

檢查施工場(chǎng)地，要求場(chǎng)地地表不存在任何雜物，表面堅(jiān)硬平整、場(chǎng)地壓實(shí)度超過90%。控制澆筑區(qū)域的尺寸必須超過設(shè)計(jì)值，另外還需要注意控制基底高程和設(shè)計(jì)值之間的偏差必須小于10cm。臺(tái)背基底的澆筑后，需要對(duì)其承載力進(jìn)行檢查，確保其可以達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求。

4.3 裝配式護(hù)壁安裝

（1）基礎(chǔ)施工。裝配式護(hù)壁基礎(chǔ)的寬度和高度分別為：60cm、30cm。施工前，準(zhǔn)確的進(jìn)行測(cè)量放樣，然后人工開挖基槽，根據(jù)測(cè)量放樣安裝預(yù)埋角鋼及護(hù)壁面板預(yù)留槽模板。對(duì)角鋼下部焊接支腿，一般應(yīng)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(gè)整體，進(jìn)一步提高角鋼的穩(wěn)定性。

（2）護(hù)壁安裝。應(yīng)用M7.5砂漿澆筑護(hù)壁面板，護(hù)壁面板的澆筑和泡沫輕質(zhì)土的施工同時(shí)堿性。在進(jìn)行澆筑施工前，需要對(duì)面板的拉扣位置進(jìn)行檢查，確保位置足夠準(zhǔn)確，澆筑完成后，需要重新檢查、測(cè)量和定位面板拉扣。砌縫通過勾縫施工方式進(jìn)行施工，控制砌縫寬度≤1cm。在整個(gè)施工過程中，需要確保壁面板支護(hù)質(zhì)量，精準(zhǔn)定位側(cè)向面板，控制外側(cè)平面位置偏差＜1cm。澆筑時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照施工步驟進(jìn)行，避免移位情況的發(fā)生。對(duì)于高度不超過2m的結(jié)構(gòu)，控制一次性澆筑的高度可以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，提高澆筑結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。

（3）混凝土壓頂施工。裝配式護(hù)壁混凝土壓頂設(shè)計(jì)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(jìn)壓頂作業(yè)。施工中需要應(yīng)用到壓頂模板，可以用竹膠板代替，按設(shè)計(jì)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(shí)，需控制其綁扎長度必須超過35倍鋼筋直徑。綁扎完成經(jīng)由運(yùn)輸車輛將混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)澆筑，結(jié)束后用插入式振動(dòng)棒進(jìn)行振搗，確保密實(shí)度達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求。另外施工人員還需要注意，在進(jìn)行壓頂施工時(shí)，嚴(yán)格按圖紙要求設(shè)置滴水槽，滴水槽的位置以及尺寸必須達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求，滴水槽的主要作用是收集多余水分，避免水分滲入結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)被破壞。

4.4 泡沫混凝土施工

（1）澆筑準(zhǔn)備。澆筑施工前，將澆筑管設(shè)置在澆筑區(qū)域意外的附近區(qū)域，澆筑施工中，配置專業(yè)的工作人員對(duì)出口處的泡沫混凝土進(jìn)行觀察，當(dāng)其外觀性質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，就可以將澆筑管移動(dòng)到澆筑區(qū)。沿著護(hù)壁澆筑一圈泡沫混凝土，完成澆筑后，需要預(yù)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(shè)在混凝土內(nèi)部。

（2）澆筑方法。在正式澆筑前，將澆筑管預(yù)埋在混凝土內(nèi)，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(shí)，確保澆筑口應(yīng)略低于水平，同時(shí)還要注意控制澆注口和輕質(zhì)土之間的距離為最小。澆筑高度達(dá)到設(shè)計(jì)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(fù)前面工序。

（3）變形縫。變形縫的設(shè)置盡量錯(cuò)開澆筑施工區(qū)，完成澆筑段側(cè)面錨固泡沫塑料板后，再進(jìn)行另外一側(cè)的澆筑施工。根據(jù)澆筑長度正確的計(jì)算變形縫設(shè)置，將由木膠板制作而成的臨時(shí)模板設(shè)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(shí)候不拆除泡沫塑料板，將其當(dāng)做變形縫。

4.5 養(yǎng)護(hù)

泡沫土澆筑結(jié)束后，待其硬度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，就可以澆筑上層，可以在泡沫輕質(zhì)土的表層覆蓋塑料薄膜，如果沒有塑料薄膜，亦可應(yīng)用土工布，根據(jù)泡沫輕質(zhì)土的實(shí)際情況采取有效的措施進(jìn)行養(yǎng)生，比如在夏季高溫天氣，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)臑⑺?，避免泡沫輕質(zhì)土表面水分蒸發(fā)速度過快，導(dǎo)致裂縫問題的發(fā)生。如果在冬季施工，可以通過覆蓋保溫進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，避免泡沫輕質(zhì)土結(jié)構(gòu)被凍壞。養(yǎng)護(hù)施工的過程中，嚴(yán)禁施工機(jī)械設(shè)備在上面行走，否則就會(huì)出現(xiàn)明顯的車轍問題，影響結(jié)構(gòu)性能，控制養(yǎng)生時(shí)間必須超過7d。在整個(gè)養(yǎng)護(hù)工期內(nèi)，另外，為了防止泡沫輕質(zhì)土中的氣泡結(jié)構(gòu)被破壞，施工人員也不能在混凝土表面行走。

5.結(jié)束語

綜上所述，本文根據(jù)項(xiàng)目工程實(shí)例，分析了泡沫輕質(zhì)土路基病害的原因，然后介紹了優(yōu)化后的施工方案。經(jīng)過處理后，輕質(zhì)泡沫土路基的病害問題得到有效的緩解，道路質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，施工效果良好，值得被廣泛的推廣和應(yīng)用。