港区道路及堆场病害原因分析与对策

徐刚，袁静波

（中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东 广州 510230）

0 引言

近年来港口建设发展迅速，工程规模越来越大，建设用地及建筑材料日趋紧张，填海造陆已成趋势，同时港口装卸机械更趋大型化。为对正在制定待出版的《港口道路与堆场设计规范》中的条款进行研究和讨论，并结合设计和建设实践情况合理确定规范参数，调研组对国内外典型港口进行调研，本文主要针对后期使用中遇到的问题进行分析，并提出针对性的解决措施。

1 典型病害原因分析及对策

1.1 典型病害一：沥青铺面车辙

沥青铺面在港区内使用相对较少，在物流园区使用较多，从已有使用情况来看，沥青优势还是比较明显的：对地基不均匀沉降敏感性较低，平稳性好，开放交通快，养护方便。

港区沥青铺面的主要问题是车辙严重及承载能力相对较低，集中在以下区域：

1）港区车辆经常装卸作业区域；

2）RTG保养站、RTG调车道等车辆轮迹比较集中区域；

3）集装箱堆箱及舱盖板堆放等集中荷载作用区域；

沥青铺面适用于流动机械标准荷载为P1～P4级的港区道路和堆场铺面设计，但造价一般高于其他铺面形式。港区铺面如采取沥青铺面，可采用全厚式沥青铺面，此种铺面类型非常适用于重载车辆[1]。

1.2 典型病害二：铺面工后沉降

目前港区陆域形成方式复杂，填海造陆工程项目较多，吹填时间短，工期紧，地基固结时间不足，造成港区工后沉降严重，主要原因有以下几点：

1） 地基深层压实度不足：在铺面结构施工前，场地经过大面积碾压，地基表层压实度一般都能满足要求；但对于一次性厚层冲填或回填造陆的场地，压路机的有效压实深度有限，大面积施工时距离地基表面1.5 m深度的土基压实度难以保证，同时路基填料质量也难以控制（易出现砂混淤泥现象）。实际检测过程中，多采用直接以交工面地基表层压实度作为控制标准，很难去分层检测路基压实度。

2） 地基工作区深度较深：港口地基情况比公路要差，设计上一般考虑在铺面结构层下边设1层中粗砂垫层来过渡，厚度一般为1～2 m；路基工作区深度常规取1.5 m。由于港区流动机械荷载远大于公路荷载，路基工作区深度须更大。理论分析表明，堆场在多列6层重箱作用下工作区深度约为3.85 m，现场试验表明，在3层15 t重箱加载情况下工作区深度已达到1.9 m[2]。

3） 地基顶面回弹模量较小，实际施工过程中，现场一般实测值为30～40 MPa。调查表明，砂垫层厚度在1.5 m以上，回弹模量大致可以达到60 MPa。

在实际施工过程中，地基处理多不到位，须加强对地基施工处理过程的控制，确保每一项指标满足设计要求。同时应确保距离地基表面1.5 m深度范围内回填良好的材料及保证分层碾压密实，土基压实度须满足规范要求[2]。设计过程中，考虑到对于新近填海造陆并存在厚层软土地基的工程，实际控制沉降指标较难，如严格控制沉降指标，则投资上需要增加很多，地基沉降控制值须根据实际情况确定。目前集装箱堆场残余沉降一般按20～30 cm控制，散货堆场一般不做严格限制。

1.3 典型病害三：铺面不均匀沉降

不均匀沉降主要集中在以下几个地方：

1） 水工结构与后方连接区域一般地基处理不到位，存在薄弱环节；码头前方作业区与堆场之间，码头前方作业区一般回填材料较好，沉降较小。

2） 轨道基础与铺面之间，轨道基础一般采用桩基础，铺面结构下一般存在软弱层，沉降较大，后期铺面会与轨道基础形成高差；

3） 堆场内部，对于重箱堆场，尤其是空箱堆场，由于堆高较高，堆场地面坡度宜采用0.3%～1.0%[3]，实际一般采用0.5%，坡度过大会影响作业安全和堆场作业效率；

4） 集装箱箱脚做条形基础时，一般按20英尺标箱来设计间距，40英尺标箱堆放时，由于基础的不均匀沉降，会存在搁肚子的现象；

5） 不同地基处理区域交接部分，由于地基处理方法不同，后期存在不均匀沉降；

一般在码头前沿与堆场间做一过渡段，如简支板或易修复铺面，并预留沉降量[4]；轨道基础与铺面之间，由于交接处难以碾压，一般水稳基层改做贫混凝土，同时在轨道基础两侧基层局部加厚；对于不同地基处理区域交接部分，设置过渡区，过渡区内埋设土工格栅，以尽量减少局部区域内的不均匀沉降。

实际使用过程中残余沉降较大，但不影响使用，残余沉降主要影响管线等。铺面设计应主要考虑差异沉降问题，而不是残余沉降，按不同功能和使用要求（件杂货，散货，集装箱）确定工后沉降控制标准。

不均匀沉降按10～20 cm控制[3]，不均匀沉降对堆场使用影响较大，对管线正常运行也比较重要，在设计中要特别加强对不均匀沉降的控制。

1.4 典型病害四：联锁块破损

联锁块破损原因主要集中在以下几个方面：

1） 联锁块与构筑物边上交接处，基层难以碾压密实，同时填缝砂及块体下部垫砂层易流失，导致联锁块表面会出现不平整及松散，车辆经过时易损坏。

2） 集中荷载作用点处，如箱脚基础及舱盖板堆放区域，联锁块受到冲击荷载，破损严重。

3） 重型荷载作用下基层底面的疲劳开裂，引起基层顶面不平整，导致块体底面脱空。

设计上一般需要注意交接处的处理，采用局部加厚基层，水稳改贫混凝土；同时保持联锁块排水通畅，并通过采取设置边缘约束、过滤等措施，减少联锁块铺面边缘区域垫砂层的流失。

目前国内联锁块的预制，检测时多以抗压强度满足要求来控制，对于施工过程中材料质量的控制不严，本次调查的众多港口中，联锁块做的好的不多，主要涉及到费用和检测问题。为保证施工质量，应加强联锁块质量控制的全过程监测。

1.5 典型病害五：RTG转向钢板损坏

目前RTG轮胎转场多采用转向钢板形式，为保护轮胎，正常情况下采用先顶升再转场，但特殊情况仍需考虑用轮胎转场的需要。

RTG转向钢板损坏情况较普遍，主要集中以下两个方面：

1） 使用1~2 a后，板底脱空，钢板下沉严重，车辆经过时，转向钢板活动幅度较大可能跳出来；

2） 锚筋和钢板焊接处焊接失效，锚筋头漏出来会损伤轮胎。

原因主要是钢板施工时涉及二次灌浆，施工质量难以把握；同时不同材料（钢板、混凝土）伸缩性能不同，结合部位很难连接较好；补救措施多采用配置钢筋网片加现浇混凝土。翻修次数比较频繁，维修量较大，且效果不理想。

应对措施：

1）转向钢板施工时加强质量控制，确保施工质量；

2）取消转向钢板，转向时先顶升再转向；

3）采用耐磨地坪代替转向钢板，耐磨地坪厚度5 mm，从已有港口使用情况来看，效果比较理想，耐磨地坪参数要求为耐磨性（磨坑长度）<25 mm，抗压强度（28 d）>98 MPa，莫氏硬度 8。

1.6 典型病害六：散货堆场问题

散货堆场的主要问题如下：

1）散货堆场一般均载较大，地基处理考虑造价因素，多作简单处理和分期堆载，后期沉降一般较大。

2）散货堆场的道路超载严重，铺面损坏较多。

3）散货堆场的坡面排水问题较大，采用中间向两边排水，即便设计时预留较大排水坡度，堆场使用后期中间沉降较大，堆场依然会有积水坑。

4）散货堆场内的排水沟设置较难。排水沟一般做成明沟加盖板，对于堆场四周设排水沟，下雨后排水沟内会有沉积，清理麻烦。如设盲沟、渗沟或排水管，对于矿粉等不透水材料，会堵塞渗水路径。

5）散货堆场对于不良地基情况，轨道基础多采用轨枕道砟结构，后期不均匀沉降严重，调整较大，变形严重；轨道基础采用天然地基轨道梁加复合地基时，一般对地基要求较高，但轨道梁下的基础处理多不到位，轨道梁基础使用过程中会有沉降，且难调整。轨道基础采用轨道梁加桩基础时，造价昂贵，同时由于土体负摩擦和侧向变形，桩基础可能会侧移。

目前散货堆场的铺面设计，由于地基强度较低，按常规设计需要较大厚度，实际设计时一般仅以地基稳定来控制，铺面主要起隔离作用。铺面前期使用较多的是联锁块、碎石等简易铺面，待地基稳定后再考虑做永久性铺面。

对于散货堆场港内道路，如须保护道路结构（如混凝土铺面），一般通过限载来控制荷载。

堆场内的排水，目前多靠蒸发和抽水，可以通过在排水沟外侧边缘做挡块挡一下，减少散货进入沟内。

对于轨枕道砟结构，基础可以采用轨道板结构[5]，使地基表面受力均匀，减少不均匀沉降，实际使用效果较好；同时在设计时就确定使用期调整验评标准[6]。对于轨道梁结构形式，需要做好深层地基处理，沉降较大时，一般只能采用轨道梁加高的方法调整；对于桩基加轨道梁形式，设计时还需考虑桩基侧向滑移。

2 结语

通过对道路、堆场病害的调查研究，分析了常见病害的类型及原因，并结合已有的技术，提出了相关的应对措施，为设计和施工人员提供参考。港口道路、堆场的设计有其特殊性，需要综合考虑港口规模和运量、使用要求、陆域形成和地基条件、工期、工艺荷载、后期维护等，通过技术经济综合比较确定。

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

[2]交通运输部水运工程建设项目——港区吹填软土地基材料参数与工作区影响深度专题研究[R].中交第四航务工程勘察设计院，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，海港集装箱码头设计规范[S].JTS 165-4—2011,Design code of container terminal for sea port[S].

[4] 胡家顺，王琳，郑小楠，等.青岛港前湾港区四期工程1#～4#泊位关键技术[J].水运工程，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] 刘洪波，李业富，赵丽云.复杂地基条件下轨道基础的研究及应用[J].水运工程，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]吴剑，李瑞刚.罗泾港区二期工程矿石堆场堆取料机基础设计[J].水运工程，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.