澳门口岸工程泡沫轻质土路基裂缝成因及施工处理技术

郭光华 中交四航局第一工程有限公司

1.工程概况

港珠澳大桥澳门口岸人工岛通过填筑中粗砂形成，地形较为平坦，整个人工岛已经采用真空联合堆载预压进行过软基处理。路基填筑于设计的23条市政道路上，填筑材料主要分中粗砂（掺6%水泥）回填路基及轻质泡沫土路基两种，其中内环主干道及桥梁接驳位置均采用泡沫土路基。项目施工过程受连续强降雨和台风“天鸽”的影响，EA路主干道出现一定程度的裂缝问题。

2.裂缝成因分析

2.1 产生的原因分析

EA 道路施工过程中，由于泡沫土区域分块浇筑，已成形的路面的积水沿施工台阶流入待施工区域，并渗入基底，水流过程中带走部分砂土，从而出现泡沫轻质土底部脱空的现象（见图1）。

通过对图1进行分析，泡沫轻质土挂板外侧为土体，已浇筑泡沫土路面的积水会经过边坡流入地下水，在这个过程中，有些原地面土壤中的细小颗粒也会被一起带走，长此以往，泡沫土基础的位置就会被掏空，这种现场常见于B区的下部，另外老路基台阶和B区搭接的位置也很容易出现，但是A区情况相对好一些。因为浮力的作用，B区泡沫轻质土会上浮，再加上连续强降雨的影响，泡沫土会始终处于浸水状态，导致泡沫土强度大大降低；如果实际受力超过泡沫轻质土抗拉强度时，路基就会出现开裂，不及时处理，裂缝就会沿着其他方向继续发展。

图1 裂缝块段病害分析

2.3 病害定性

台风“天鸽”过后引发连续强降雨，澳门口岸人工岛水位持续上升，地下水位也随着上升，而整个人工岛路基为吹填砂，保水性能力较差，地下水流动速度较快，水在流动的过程中，可能会带走土壤中体积较小的颗粒，随着时间的累积，道路待浇筑泡沫土区域下面就会被掏空，导致该区域强度明显降低，容易出现地表沉降或者塌陷问题。因为在强降雨天气，泡沫轻质土表现出以上特性，在水诱发因素的影响下，就会出现裂缝或者拱起，所以，轻质泡沫土路基裂缝问题就可以定性为是由强降雨引起的。

3.处理方案

因为强降雨属于自然灾害，具有一定的不可抗力，不可能通过改变天气去解决这类问题，所以只能通过调整施工方案避免这类问题的产生。在挖除边坡掏空部分前，需要先进行打桩完成边坡防护，确保临时支护稳定后，再挖除泡沫土。应用分段分层切割挖除的方式对未出现掏空的部分进行挖除，边挖除，边浇筑。路基挖除后，及时整理台阶，然后将钢筋网片设置在泡沫土，强化老路基的连接，处理工作完成后，不需要拆除钢板。针对轻微的裂缝，不需要进行处理，持续对上层泡沫土进行浇筑。

4.泡沫土路基施工技术

4.1 清理路基，开挖台阶

开挖台阶前，必须确保路基一次性清除到位，才能开挖台阶。应用大台阶开挖方法对旧路边坡进行开挖，开挖尺寸控制为1.5m×1.5m。

4.2 检查和验收浇筑场地

检查施工场地，要求场地地表不存在任何杂物，表面坚硬平整、场地压实度超过90%。控制浇筑区域的尺寸必须超过设计值，另外还需要注意控制基底高程和设计值之间的偏差必须小于10cm。台背基底的浇筑后，需要对其承载力进行检查，确保其可以达到相应的设计要求。

4.3 装配式护壁安装

（1）基础施工。装配式护壁基础的宽度和高度分别为：60cm、30cm。施工前，准确的进行测量放样，然后人工开挖基槽，根据测量放样安装预埋角钢及护壁面板预留槽模板。对角钢下部焊接支腿，一般应用钢筋作为支腿，然后在角钢中部焊接刚接，确保所有的角钢都可以连接成为一个整体，进一步提高角钢的稳定性。

（2）护壁安装。应用M7.5砂浆浇筑护壁面板，护壁面板的浇筑和泡沫轻质土的施工同时碱性。在进行浇筑施工前，需要对面板的拉扣位置进行检查，确保位置足够准确，浇筑完成后，需要重新检查、测量和定位面板拉扣。砌缝通过勾缝施工方式进行施工，控制砌缝宽度≤1cm。在整个施工过程中，需要确保壁面板支护质量，精准定位侧向面板，控制外侧平面位置偏差＜1cm。浇筑时应严格按照施工步骤进行，避免移位情况的发生。对于高度不超过2m的结构，控制一次性浇筑的高度可以达到设计标高，提高浇筑结构的整体性和稳定性。

（3）混凝土压顶施工。装配式护壁混凝土压顶设计的宽度和高度分别为：60cm，30cm，顶层泡沫土浇筑完成后，就可以进压顶作业。施工中需要应用到压顶模板，可以用竹胶板代替，按设计图纸绑扎压顶钢筋，控制相邻压顶钢筋的距离为20cm，11#钢筋为通长钢筋，绑扎时，需控制其绑扎长度必须超过35倍钢筋直径。绑扎完成经由运输车辆将混凝土运输到施工现场浇筑，结束后用插入式振动棒进行振捣，确保密实度达到相应的设计要求。另外施工人员还需要注意，在进行压顶施工时，严格按图纸要求设置滴水槽，滴水槽的位置以及尺寸必须达到相应的设计要求，滴水槽的主要作用是收集多余水分，避免水分渗入结构，导致结构被破坏。

4.4 泡沫混凝土施工

（1）浇筑准备。浇筑施工前，将浇筑管设置在浇筑区域意外的附近区域，浇筑施工中，配置专业的工作人员对出口处的泡沫混凝土进行观察，当其外观性质达到设计要求后，就可以将浇筑管移动到浇筑区。沿着护壁浇筑一圈泡沫混凝土，完成浇筑后，需要预留一定的浇筑管的长度，将浇筑管放置到浇筑地面上，然后埋设在混凝土内部。

（2）浇筑方法。在正式浇筑前，将浇筑管预埋在混凝土内，控制浇筑口的高度和气泡混凝土的高度一致，平扫混泥土表面时，确保浇筑口应略低于水平，同时还要注意控制浇注口和轻质土之间的距离为最小。浇筑高度达到设计高度后，就可以提起泵送管，平扫泡沫混凝土表面，直到完成浇筑为止；重复前面工序。

（3）变形缝。变形缝的设置尽量错开浇筑施工区，完成浇筑段侧面锚固泡沫塑料板后，再进行另外一侧的浇筑施工。根据浇筑长度正确的计算变形缝设置，将由木胶板制作而成的临时模板设置在纵向相邻浇筑段之间。完成一段浇筑施工后，注意拆除模板的时候不拆除泡沫塑料板，将其当做变形缝。

4.5 养护

泡沫土浇筑结束后，待其硬度达到设计要求后，就可以浇筑上层，可以在泡沫轻质土的表层覆盖塑料薄膜，如果没有塑料薄膜，亦可应用土工布，根据泡沫轻质土的实际情况采取有效的措施进行养生，比如在夏季高温天气，可以进行适当的洒水保湿，避免泡沫轻质土表面水分蒸发速度过快，导致裂缝问题的发生。如果在冬季施工，可以通过覆盖保温进行养护，避免泡沫轻质土结构被冻坏。养护施工的过程中，严禁施工机械设备在上面行走，否则就会出现明显的车辙问题，影响结构性能，控制养生时间必须超过7d。在整个养护工期内，另外，为了防止泡沫轻质土中的气泡结构被破坏，施工人员也不能在混凝土表面行走。

5.结束语

综上所述，本文根据项目工程实例，分析了泡沫轻质土路基病害的原因，然后介绍了优化后的施工方案。经过处理后，轻质泡沫土路基的病害问题得到有效的缓解，道路质量达到设计要求，施工效果良好，值得被广泛的推广和应用。