港區道路及堆場病害原因分析與對策

徐剛，袁靜波

（中交第四航務工程勘察設計院有限公司，廣東 廣州 510230）

0 引言

近年來港口建設發展迅速，工程規模越來越大，建設用地及建筑材料日趨緊張，填海造陸已成趨勢，同時港口裝卸機械更趨大型化。為對正在制定待出版的《港口道路與堆場設計規范》中的條款進行研究和討論，并結合設計和建設實踐情況合理確定規范參數，調研組對國內外典型港口進行調研，本文主要針對后期使用中遇到的問題進行分析，并提出針對性的解決措施。

1 典型病害原因分析及對策

1.1 典型病害一：瀝青鋪面車轍

瀝青鋪面在港區內使用相對較少，在物流園區使用較多，從已有使用情況來看，瀝青優勢還是比較明顯的：對地基不均勻沉降敏感性較低，平穩性好，開放交通快，養護方便。

港區瀝青鋪面的主要問題是車轍嚴重及承載能力相對較低，集中在以下區域：

1）港區車輛經常裝卸作業區域；

2）RTG保養站、RTG調車道等車輛輪跡比較集中區域；

3）集裝箱堆箱及艙蓋板堆放等集中荷載作用區域；

瀝青鋪面適用于流動機械標準荷載為P1～P4級的港區道路和堆場鋪面設計，但造價一般高于其他鋪面形式。港區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輛[1]。

1.2 典型病害二：鋪面工后沉降

目前港區陸域形成方式復雜，填海造陸工程項目較多，吹填時間短，工期緊，地基固結時間不足，造成港區工后沉降嚴重，主要原因有以下幾點：

1） 地基深層壓實度不足：在鋪面結構施工前，場地經過大面積碾壓，地基表層壓實度一般都能滿足要求；但對于一次性厚層沖填或回填造陸的場地，壓路機的有效壓實深度有限，大面積施工時距離地基表面1.5 m深度的土基壓實度難以保證，同時路基填料質量也難以控制（易出現砂混淤泥現象）。實際檢測過程中，多采用直接以交工面地基表層壓實度作為控制標準，很難去分層檢測路基壓實度。

2） 地基工作區深度較深：港口地基情況比公路要差，設計上一般考慮在鋪面結構層下邊設1層中粗砂墊層來過渡，厚度一般為1～2 m；路基工作區深度常規取1.5 m。由于港區流動機械荷載遠大于公路荷載，路基工作區深度須更大。理論分析表明，堆場在多列6層重箱作用下工作區深度約為3.85 m，現場試驗表明，在3層15 t重箱加載情況下工作區深度已達到1.9 m[2]。

3） 地基頂面回彈模量較小，實際施工過程中，現場一般實測值為30～40 MPa。調查表明，砂墊層厚度在1.5 m以上，回彈模量大致可以達到60 MPa。

在實際施工過程中，地基處理多不到位，須加強對地基施工處理過程的控制，確保每一項指標滿足設計要求。同時應確保距離地基表面1.5 m深度范圍內回填良好的材料及保證分層碾壓密實，土基壓實度須滿足規范要求[2]。設計過程中，考慮到對于新近填海造陸并存在厚層軟土地基的工程，實際控制沉降指標較難，如嚴格控制沉降指標，則投資上需要增加很多，地基沉降控制值須根據實際情況確定。目前集裝箱堆場殘余沉降一般按20～30 cm控制，散貨堆場一般不做嚴格限制。

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地方：

1） 水工結構與后方連接區域一般地基處理不到位，存在薄弱環節；碼頭前方作業區與堆場之間，碼頭前方作業區一般回填材料較好，沉降較小。

2） 軌道基礎與鋪面之間，軌道基礎一般采用樁基礎，鋪面結構下一般存在軟弱層，沉降較大，后期鋪面會與軌道基礎形成高差；

3） 堆場內部，對于重箱堆場，尤其是空箱堆場，由于堆高較高，堆場地面坡度宜采用0.3%～1.0%[3]，實際一般采用0.5%，坡度過大會影響作業安全和堆場作業效率；

4） 集裝箱箱腳做條形基礎時，一般按20英尺標箱來設計間距，40英尺標箱堆放時，由于基礎的不均勻沉降，會存在擱肚子的現象；

5） 不同地基處理區域交接部分，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間做一過渡段，如簡支板或易修復鋪面，并預留沉降量[4]；軌道基礎與鋪面之間，由于交接處難以碾壓，一般水穩基層改做貧混凝土，同時在軌道基礎兩側基層局部加厚；對于不同地基處理區域交接部分，設置過渡區，過渡區內埋設土工格柵，以盡量減少局部區域內的不均勻沉降。

實際使用過程中殘余沉降較大，但不影響使用，殘余沉降主要影響管線等。鋪面設計應主要考慮差異沉降問題，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準。

不均勻沉降按10～20 cm控制[3]，不均勻沉降對堆場使用影響較大，對管線正常運行也比較重要，在設計中要特別加強對不均勻沉降的控制。

1.4 典型病害四：聯鎖塊破損

聯鎖塊破損原因主要集中在以下幾個方面：

1） 聯鎖塊與構筑物邊上交接處，基層難以碾壓密實，同時填縫砂及塊體下部墊砂層易流失，導致聯鎖塊表面會出現不平整及松散，車輛經過時易損壞。

2） 集中荷載作用點處，如箱腳基礎及艙蓋板堆放區域，聯鎖塊受到沖擊荷載，破損嚴重。

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

設計上一般需要注意交接處的處理，采用局部加厚基層，水穩改貧混凝土；同時保持聯鎖塊排水通暢，并通過采取設置邊緣約束、過濾等措施，減少聯鎖塊鋪面邊緣區域墊砂層的流失。

目前國內聯鎖塊的預制，檢測時多以抗壓強度滿足要求來控制，對于施工過程中材料質量的控制不嚴，本次調查的眾多港口中，聯鎖塊做的好的不多，主要涉及到費用和檢測問題。為保證施工質量，應加強聯鎖塊質量控制的全過程監測。

1.5 典型病害五：RTG轉向鋼板損壞

目前RTG輪胎轉場多采用轉向鋼板形式，為保護輪胎，正常情況下采用先頂升再轉場，但特殊情況仍需考慮用輪胎轉場的需要。

RTG轉向鋼板損壞情況較普遍，主要集中以下兩個方面：

1） 使用1~2 a后，板底脫空，鋼板下沉嚴重，車輛經過時，轉向鋼板活動幅度較大可能跳出來；

2） 錨筋和鋼板焊接處焊接失效，錨筋頭漏出來會損傷輪胎。

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

應對措施：

1）轉向鋼板施工時加強質量控制，確保施工質量；

2）取消轉向鋼板，轉向時先頂升再轉向；

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

1.6 典型病害六：散貨堆場問題

散貨堆場的主要問題如下：

1）散貨堆場一般均載較大，地基處理考慮造價因素，多作簡單處理和分期堆載，后期沉降一般較大。

2）散貨堆場的道路超載嚴重，鋪面損壞較多。

3）散貨堆場的坡面排水問題較大，采用中間向兩邊排水，即便設計時預留較大排水坡度，堆場使用后期中間沉降較大，堆場依然會有積水坑。

4）散貨堆場內的排水溝設置較難。排水溝一般做成明溝加蓋板，對于堆場四周設排水溝，下雨后排水溝內會有沉積，清理麻煩。如設盲溝、滲溝或排水管，對于礦粉等不透水材料，會堵塞滲水路徑。

5）散貨堆場對于不良地基情況，軌道基礎多采用軌枕道砟結構，后期不均勻沉降嚴重，調整較大，變形嚴重；軌道基礎采用天然地基軌道梁加復合地基時，一般對地基要求較高，但軌道梁下的基礎處理多不到位，軌道梁基礎使用過程中會有沉降，且難調整。軌道基礎采用軌道梁加樁基礎時，造價昂貴，同時由于土體負摩擦和側向變形，樁基礎可能會側移。

目前散貨堆場的鋪面設計，由于地基強度較低，按常規設計需要較大厚度，實際設計時一般僅以地基穩定來控制，鋪面主要起隔離作用。鋪面前期使用較多的是聯鎖塊、碎石等簡易鋪面，待地基穩定后再考慮做永久性鋪面。

對于散貨堆場港內道路，如須保護道路結構（如混凝土鋪面），一般通過限載來控制荷載。

堆場內的排水，目前多靠蒸發和抽水，可以通過在排水溝外側邊緣做擋塊擋一下，減少散貨進入溝內。

對于軌枕道砟結構，基礎可以采用軌道板結構[5]，使地基表面受力均勻，減少不均勻沉降，實際使用效果較好；同時在設計時就確定使用期調整驗評標準[6]。對于軌道梁結構形式，需要做好深層地基處理，沉降較大時，一般只能采用軌道梁加高的方法調整；對于樁基加軌道梁形式，設計時還需考慮樁基側向滑移。

2 結語

通過對道路、堆場病害的調查研究，分析了常見病害的類型及原因，并結合已有的技術，提出了相關的應對措施，為設計和施工人員提供參考。港口道路、堆場的設計有其特殊性，需要綜合考慮港口規模和運量、使用要求、陸域形成和地基條件、工期、工藝荷載、后期維護等，通過技術經濟綜合比較確定。

[1]MS-23，Thicknessdesign-asphalt pavementsfor heavy wheel loads[S].USA:Asphalt Institute，2006.

[2]交通運輸部水運工程建設項目——港區吹填軟土地基材料參數與工作區影響深度專題研究[R].中交第四航務工程勘察設計院，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.

[3]JTS165-4—2011，海港集裝箱碼頭設計規范[S].JTS 165-4—2011,Design code of container terminal for sea port[S].

[4] 胡家順，王琳，鄭小楠，等.青島港前灣港區四期工程1#～4#泊位關鍵技術[J].水運工程，2011（9）：99-104.HUJia-shun,WANGLin,ZHENGXiao-nan,et al.Key technology for berths No.1 to No.4 of Qingdaoport Qianwan harbor phaseⅣ[J].Port&Waterway Engineering,2011(9):99-104.

[5] 劉洪波，李業富，趙麗云.復雜地基條件下軌道基礎的研究及應用[J].水運工程，2011（11）：207-210.LIUHong-bo,LIYe-fu,ZHAOLi-yun.Research and application of rail foundation under complex ground conditions[J].Port&Waterway Engineering,2011(11):207-210.

[6]吳劍，李瑞剛.羅涇港區二期工程礦石堆場堆取料機基礎設計[J].水運工程，2011（5）：124-150.WU Jian,LI Rui-gang.Stacker-reclaimer foundation design for Luojing port phaseⅡproject[J].Port&Waterway Engineering,2011(5):124-150.