蘆 亮

（南京港務(wù)工程公司，江蘇 南京 210000）

港區(qū)堆場(chǎng)高強(qiáng)混凝土聯(lián)鎖塊的應(yīng)用分析及解讀

蘆 亮

（南京港務(wù)工程公司，江蘇 南京 210000）

現(xiàn)代港口中對(duì)于高強(qiáng)度混凝土連鎖塊的應(yīng)用出現(xiàn)了一些問(wèn)題，文章從其本身特征、施工工藝等多個(gè)方面展開了分析，認(rèn)為高強(qiáng)混凝土連鎖塊應(yīng)用于現(xiàn)代港口具備性能優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)以及非常良好的使用前景。

港口堆場(chǎng)；高強(qiáng)度混凝連鎖塊；面層結(jié)構(gòu)

1 高強(qiáng)混凝土連鎖塊結(jié)構(gòu)的特征

應(yīng)用于現(xiàn)代港口中的高強(qiáng)混凝土連鎖塊具備以下幾個(gè)主要特征：

1.1 具有優(yōu)良的力學(xué)性能

連鎖塊是高強(qiáng)混凝土受到強(qiáng)力擠壓并強(qiáng)震構(gòu)成的一種塊狀結(jié)構(gòu)，其主要原料是水泥以及質(zhì)地非常致密的骨料。因此連鎖塊具有高密度以及高強(qiáng)度的特征，并且還具有表面不易隆起以及不易折斷的特性。

1.2 施工速度比較快

連鎖塊是經(jīng)由預(yù)制廠通過(guò)工廠化的設(shè)施加工制作出來(lái)的，具備加工速度快、體積小、便于運(yùn)輸、不受惡劣環(huán)境影響的特點(diǎn)，因此只要在實(shí)際施工中，完成基礎(chǔ)構(gòu)建之后就能夠非常迅速地對(duì)連鎖塊實(shí)施施工，在一定程度上簡(jiǎn)化了施工流程。

1.3 維修方便

連鎖塊的結(jié)構(gòu)為面層結(jié)構(gòu)，其在使用過(guò)程中由于長(zhǎng)期會(huì)承受著比較大的負(fù)荷，因此在使用時(shí)間較長(zhǎng)之后就會(huì)出現(xiàn)損壞，在這種情況下只要從堆場(chǎng)中把受損的連鎖塊拿出來(lái)，用新的連鎖塊替換就能夠使其繼續(xù)使用。而運(yùn)用其他方式做成的堆場(chǎng)在維修時(shí)就必須要將損壞的位置鑿開之后重新進(jìn)行澆筑，這種方式不但消耗的時(shí)間較長(zhǎng)，而且費(fèi)用還比較高。還有，對(duì)連鎖塊下方的管道和線路實(shí)施維護(hù)時(shí)，也只需把管道上部的連鎖塊挖出來(lái)就可以進(jìn)行施工修復(fù)，有效地節(jié)省了維護(hù)成本以及施工時(shí)間。

1.4 能夠重復(fù)進(jìn)行使用

連鎖塊的構(gòu)成原材料是剛性的，但是其成體為柔性結(jié)構(gòu)，它的實(shí)際造價(jià)要低于混凝土，且在其制備和運(yùn)輸過(guò)程中基本上不需要大型設(shè)備，運(yùn)輸使用方便。另外，由于其強(qiáng)度較高，因此其在比較大的載荷作用力下仍然能夠保持其形狀不變，能夠進(jìn)行重復(fù)使用。

1.5 其他功能

連鎖塊在構(gòu)制過(guò)程中，如果向原材料中加入其他中性顏色的物質(zhì)進(jìn)行攪拌，那么最終形成的連鎖塊成品就會(huì)帶有不同顏色。在港口的實(shí)際使用中能夠根據(jù)不同顏色將不同的區(qū)域劃分開來(lái)，從而有效地提升了港口的效率。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目前國(guó)內(nèi)外港口中的堆場(chǎng)主要有3種構(gòu)成方式，即現(xiàn)澆混凝土、瀝青混凝土以及高強(qiáng)混凝土。現(xiàn)澆混凝土構(gòu)成的堆場(chǎng)對(duì)載荷的擴(kuò)散基本上是靠著面層的繞曲來(lái)完成的，瀝青混凝土構(gòu)成的堆場(chǎng)主要是靠著面層的連續(xù)性進(jìn)行的，由于這兩種方式運(yùn)用比較早，其相關(guān)的研究也較多，因此其技術(shù)也較為成熟。而高強(qiáng)混凝土連鎖塊由于其面層結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，且相關(guān)研究較少，所以其實(shí)際應(yīng)用仍然存在一些問(wèn)題[1]。

通常來(lái)講，連鎖塊對(duì)于載荷的傳遞主要是靠著塊體之間的嵌鎖作用完成的，在地基中塊體結(jié)構(gòu)之間通常都擁有2～23mm的縫隙，在塊體的鋪設(shè)過(guò)程中這種縫隙是由砂礫完成填充的。在載荷作用之前，連鎖塊的嵌鎖功能未能有效發(fā)揮；在載荷作用之后，連鎖塊在其作用下出現(xiàn)彎沉，這是塊體由于縫隙的存在會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)輕微的轉(zhuǎn)動(dòng)，使塊體之間形成水平方向的作用力，從而使面層在水平作用力下形成拱度[2]。

當(dāng)前，依據(jù)相關(guān)規(guī)范要求和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，連鎖塊的厚度通常都為8cm，10cm，12cm，其厚度最薄應(yīng)該大于等于8cm，小于等于12cm。另外，在選擇連鎖塊的厚度時(shí)應(yīng)該盡可能地全面考慮各種影響因素，尤其是載荷的影響，隨著載荷作用數(shù)量的增加其厚度也應(yīng)該增加。

3 連鎖塊面層結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用流程

（1）如果港口的地基基礎(chǔ)較好，能夠滿足設(shè)計(jì)的相關(guān)需求，那么在實(shí)際應(yīng)用中只要對(duì)地基實(shí)施非常簡(jiǎn)要的處理后就能夠開始施工。假如初始地基基礎(chǔ)較差，比如為軟土層或者砂土層等，就需要對(duì)地基實(shí)施挖掘以及換填處理。在地基挖掘完成之后，在填入厚度適宜的碎石塊，并對(duì)其進(jìn)行夯實(shí)以及預(yù)壓處理，重復(fù)這一流程，直到地基的壓實(shí)度大于95%。

（2）基層施工環(huán)節(jié)在港區(qū)堆場(chǎng)高強(qiáng)混凝土連鎖塊施工整個(gè)過(guò)程中都占據(jù)著非常關(guān)鍵的地位。施工過(guò)程一般會(huì)進(jìn)行兩次攤鋪，如果其總厚度是40cm，那么就要兩次都進(jìn)行攤鋪20cm。另外，需要注意的是，攤鋪完成之后必須要測(cè)量頂面的高度，如果其超出相關(guān)規(guī)定的要求，則必須由人工對(duì)其細(xì)平，保證基層和頂層的高度差在一定的范圍之內(nèi)，避免其對(duì)施工造成影響。貧混凝土攤鋪完成之后還必須用壓路機(jī)對(duì)地基壓實(shí)，通常需要反復(fù)壓實(shí)10～12遍，直到地基表面看不出明顯的車輪痕跡為止。

（3）對(duì)攤鋪層進(jìn)行電砂，在基層頂面鋪設(shè)砂層，且要確保砂墊層的平整性以及均勻性，完成后好還要運(yùn)用對(duì)其進(jìn)行刮平。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)分析，砂墊層最適合選用含水量為4%～8%的中粗砂，砂的配級(jí)表如表1所示。

（4）連鎖塊在鋪設(shè)時(shí)的施工工藝通常都選用拉線條以及棋盤式的布局方式。在鋪設(shè)中工作人員和機(jī)械前進(jìn)的方向呈45°角向前推進(jìn)，為了確保連鎖塊之間的縫隙寬度以及表面平整性符合施工要求，應(yīng)該用橡皮錘對(duì)連鎖塊進(jìn)行逐一敲打。在一個(gè)區(qū)域內(nèi)的連鎖塊結(jié)束之后，還要對(duì)其縫隙實(shí)施填砂處理，填縫選用的砂子含水量要在百分之二以內(nèi)[3]。最后也要用壓路機(jī)對(duì)表明進(jìn)行壓實(shí)10-12遍。

4 使用情況分析

從上個(gè)世紀(jì)高強(qiáng)混凝土連鎖塊技術(shù)傳入我國(guó)以來(lái)，因其良好的適用性使得我國(guó)的很多公共基礎(chǔ)建設(shè)中都對(duì)其進(jìn)行了應(yīng)用。近幾年隨著我國(guó)港口建設(shè)速度的加快以及港口噸位和吞吐量的迅猛增長(zhǎng)，港口對(duì)于大型機(jī)械的需求也在日益增加，在這種形勢(shì)下，連鎖塊在我國(guó)港口中的運(yùn)用愈來(lái)愈廣泛。

相關(guān)研究表明，近些年我國(guó)港口堆場(chǎng)的連鎖塊運(yùn)用呈直線上升的趨勢(shì)。比如，溫州七里港的工程中，相關(guān)工作人員在對(duì)港區(qū)地質(zhì)環(huán)境以及連鎖塊應(yīng)用情況進(jìn)行考察之后，大約35000m2的港區(qū)堆場(chǎng)都采用了連鎖塊結(jié)構(gòu)；深圳鹽田港的擴(kuò)建工程中也大面積地運(yùn)用了連鎖塊結(jié)構(gòu)，總鋪設(shè)量約為1.07km2；連云港在采用連鎖塊結(jié)構(gòu)之后，有效地解決了之前堆場(chǎng)中存在的強(qiáng)度低、透水性差等問(wèn)題，總鋪設(shè)量約為2km2；在內(nèi)河港口比如新田港、龍頭港、瀘州港等港口的堆場(chǎng)中，也都采用了高強(qiáng)混凝土連鎖塊。從當(dāng)前，從這些港口的實(shí)際運(yùn)用狀況來(lái)觀察，混凝土高強(qiáng)連鎖塊面層結(jié)構(gòu)受到了港口管理單位以及實(shí)際施工單位的廣泛歡迎，且其在后期的實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中并未出現(xiàn)傳統(tǒng)港口堆場(chǎng)的沉降問(wèn)題，結(jié)構(gòu)整體性非常好，它的應(yīng)用有力地增強(qiáng)了港口的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益[4]。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

聯(lián)鎖塊與傳統(tǒng)的混凝土面層結(jié)構(gòu)對(duì)比，主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）高強(qiáng)聯(lián)鎖塊面層的施工工藝和質(zhì)量控制較為簡(jiǎn)單，避免了現(xiàn)澆混凝土面層需要大量機(jī)械設(shè)備和養(yǎng)護(hù)復(fù)雜的情況。

（2）現(xiàn)澆混凝土面層在受到較大荷載和溫度影響下，易產(chǎn)生裂紋、折斷和隆起等現(xiàn)象。而高強(qiáng)聯(lián)鎖塊的抗壓強(qiáng)度等級(jí)在50 MPa，對(duì)承載力和溫度應(yīng)力的適應(yīng)性較強(qiáng)。

（3）聯(lián)鎖塊塊體的形狀較一般混凝土塊體的形狀有很大的不同，形狀一般分為S，A，I，D等。其側(cè)面面積大，且由于塊體間縫隙進(jìn)行了填砂處理，使得聯(lián)鎖塊間的咬合力和整體性較混凝土結(jié)構(gòu)面層要好。

（4）現(xiàn)澆混凝土面層結(jié)構(gòu)比高強(qiáng)聯(lián)鎖塊面層結(jié)構(gòu)造價(jià)高，如表1所示。

表1 連鎖塊面層結(jié)構(gòu)的造價(jià)分析比較

6 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)國(guó)內(nèi)外大量的港口工程堆場(chǎng)的應(yīng)用，可知高強(qiáng)混凝土聯(lián)鎖塊強(qiáng)度高、面層結(jié)構(gòu)整體性好、對(duì)軟土地基和高回填地基適應(yīng)性強(qiáng)、不會(huì)出現(xiàn)單體沉降和局部沉降的情況，施工速度快，便于局部調(diào)整維修，塊體可重復(fù)使用。

（2）和現(xiàn)澆混凝土的總成本相比，高強(qiáng)混凝土聯(lián)鎖塊面層結(jié)構(gòu)工程成本較低，通常為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的85%左右，如果再加上地基處理等費(fèi)用和后期的維修費(fèi)用，其經(jīng)濟(jì)效益是非常良好的。鑒于高強(qiáng)混凝土聯(lián)鎖塊良好的性能以及顯著的經(jīng)濟(jì)效益，其在現(xiàn)代港口工程的堆場(chǎng)應(yīng)用是非常具有前景的。

[1]王力，談至明，胡洪龍，等.港區(qū)聯(lián)鎖塊鋪面的結(jié)構(gòu)力學(xué)模型研究[J].交通科技，2016（2）：106-109.

[2]肖勇，周濤，高峰.大面積聯(lián)鎖塊鋪砌工藝及其在瓜達(dá)爾港口項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].建筑施工，2005，27（1）：130-133.

[3]齊威，楊沛霖.混凝土聯(lián)鎖塊施工工藝及質(zhì)量控制[J].中國(guó)水運(yùn)月刊，2015，15（5）：127-128.

[4]胡洪龍，談至明，朱唐亮，等.聯(lián)鎖塊鋪面的有限元模型分析[J].交通科技，2014（5）：55-58.

Application analysis and interpretation of high strength concrete interlocking block in port yard

Lu Liang
(Port Engineering Company of Nanjing Port, Nanjing 210000, China)

The modern port for the application of high strength concrete blocks in some problems, the article from its own characteristics, analyzes various aspects of the construction process, concluded that the high strength concrete blocks used in modern port has excellent performance and good economy, which has a very good prospect.

port yard; high strength coagulation chain block; surface structure

蘆亮（1988— ）男，江蘇南京人，本科，助理工程師；研究方向：港口與航道工程施工與管理。