隨著經濟快速發(fā)展和節(jié)能減排及綠色運輸的 要求，港口貨物的吞吐量增長尤為明顯。港口朝 著大規(guī)模方向發(fā)展，因此對港口工程中堆場的需 求大幅上升，對堆場質量要求也越來越高，堆場 建設在整個港口工程建設投資中所占的比例也大 幅度提高。高強混凝土聯鎖塊面層作為一種新型 面層結構，以其特有的優(yōu)點，在港區(qū)堆場得到了 廣泛的推廣應用。高強混凝土聯鎖塊的合理使用 對發(fā)揮港區(qū)堆場的功能、節(jié)約工程投資、滿足設 計使用年限等具有重大意義。

1 混凝土聯鎖塊結構的特點 

混凝土聯鎖塊結構應用于港區(qū)堆場中，主要有以下特點: 

1) 力學性能好。混凝土聯鎖塊是經過擠壓強 振成型的一種高強混凝土塊體，主要材料為水泥 和密實骨料。塊體密實度大、強度高，單塊面積 小，不易產生隆起、斷裂、折斷等現象。

2) 施工速度快。高強聯鎖塊是在預制廠內經 過專業(yè)機械設備加工制成的，成品速度快、單塊 面積小、運輸方便、受風雨等惡劣天氣的影響較 小、工期安排方便。在施工過程中，只要將基礎 工程處理完成后即可對聯鎖塊進行鋪砌，使施工 工藝得到很大程度的簡化。 

3) 便于維修。面層結構維修和埋置于面層下 方管線的維修是兩個經常遇到的比較難處理的問 題。堆場由于長期承受較大的荷載，在使用一段 時間后堆場易發(fā)生損壞，聯鎖塊堆場只需將損壞的塊體取出，替換成新的塊體即可。如果使用現 澆混凝土堆場需要鑿開損壞的部分，重新澆筑混 凝土面層，耗費時間長、造價高。同樣在對聯鎖 塊堆場面層下方管線進行維修時，只需將管線上 方的塊體取出，挖開覆蓋層進行維修施工即可， 節(jié)省了維修成本和時間。

4) 附加功能。在聯鎖塊預制過程中，向攪拌 設備中投用不同顏色的水泥拌合料，制作成不同 色彩的聯鎖塊。根據不同的需求拼成各種圖案或 進行區(qū)域劃分，使港區(qū)堆場的利用更加合理，提 高了整個港口的工作效率。

5) 可重復使用。聯鎖塊是由剛性材料制作成 的柔性結構，比現澆混凝土面層造價低，對大型 機械設備的需求少。混凝土強度等級基本在 C50 以上，強度高，在較大的沖擊荷載下能保持原有 形狀，可重復多次使用［1］ 。

2 結構設計 

現澆混凝土面層、瀝青混凝土面層和高強混凝土聯鎖塊面層是國內外港區(qū)堆場最常用的 3 種面層結構。其中作用在現澆混凝土面層上的荷載主要依靠面板的繞曲來擴散，瀝青混凝土面層上的荷載依靠面層自身的連續(xù)性擴散，二者的理論研究和結構設計比較成熟。而高強聯鎖塊面層比現澆混凝土面層和瀝青混凝土面層結構復雜，研究深度仍有不足。 

港區(qū)堆場聯鎖塊面層結構自上而下由高強聯鎖塊層、砂墊層、基層和原始地基組成( 圖 1) 。 一般來說，聯鎖塊面層承受和傳遞載荷主要依賴于塊體之間的嵌鎖作用，位于聯鎖塊面層的地基并非處于完全密實狀態(tài)中，塊體與塊體之間存在 2 ～ 3 mm 的縫隙，在鋪砌過程中用砂粒填充此縫隙。在荷載作用之前，只要依靠填縫砂來傳遞荷載，塊體之間的嵌鎖作用基本上沒有發(fā)揮出來。 當聯鎖塊層逐漸形成穩(wěn)定的結構層以后，塊體在荷載的作用下發(fā)生彎沉，塊體間由于存在縫隙沒有處于緊密接觸狀態(tài)中，所以塊體會出現微小轉動，使塊體之間產生水平擠壓力，面層由于擠壓作用產生一定的拱度。孫立軍［2］ 經過對聯鎖塊體進行室內足尺承載板試驗和現場承載試驗，分析塊體間接縫的力學特性和聯鎖塊層擴散荷載的原理，提出了聯鎖塊在荷載作用下的 “拱效應”。聯鎖塊在荷載作用下將從上部傳來的豎向壓力變?yōu)樗綌D壓力，使得作用在單個塊體的荷載向周圍 更大區(qū)域內擴散。荷載擴散過程中回彈彎沉起著重要作用，故塊體不會出現單體沉降、局部沉降的情況，對生產作業(yè)的影響相對于現澆混凝土面 層和瀝青混凝土面層小得多。

根據相關規(guī)范要求以及使用經驗，聯鎖塊體常 用厚度為 8、10、12 cm，最小厚度不宜小于 8 cm， 聯鎖塊在厚度選取時要充分考慮荷載的作用，荷載作用次數越多則塊體的厚度應越大。基層厚度與除基層以外的各層厚度有關，當各層厚度確定下來 后，根據基層的類型、基層以下回彈模量和基層所受荷載狀況選取，基層最小厚度不宜小于 15 cm［3］ 。

3 混凝土聯鎖塊面層結構的施工流程

1) 若原始地基良好，滿足設計要求，則對地 基進行簡單處理后可直接進行基層施工。若原始 地基為含水量高、壓縮性大、強度低、透水性差 的淤泥質或軟土地基，則需對地基進行開挖和換 填處理。地基開挖后，回填一定厚度的碎石，進 行強夯和預壓加固處理，當地基高程下降后回填 至原設計高程再進行夯擊，直至地基壓實度不小 于 95%為止。然后進行粗平、細平，最后用振動 壓路機對地基進行壓實 10 ～ 12 遍至地基表面沒有 明顯的車輪痕跡［4］ 。 

2) 基層施工主要在地基上攤鋪貧混凝土，此 環(huán)節(jié)在整個混凝土聯鎖塊面層施工過程中占有十 分重要的地位。施工過程中分兩次攤鋪，若基層 總厚度為 40 cm，則每次攤鋪 20 cm，攤鋪過程中 必須對攤鋪后的頂面高程進行測量，若超過施工 規(guī)范要求，必須進行人工細平，確?；鶎禹斆娴母叱滩羁刂圃谝欢ǚ秶鷥?span style="font-size: 14px; color: rgb(0, 0, 0); margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font-family: 方正書宋簡體;">，避免對砂墊層和聯鎖 塊面層的施工產生影響。 貧混凝土攤鋪結束后用振動壓路機對地基進 行壓實 10 ～ 12 遍至地基表面沒有明顯的車輪痕跡。 

3) 攤鋪墊層砂，將墊層砂攤鋪在基層頂面 上，安裝方鋼作為導軌保證攤鋪過程中砂墊層的 平整和厚度均勻，最后用刮尺沿兩側導軌刮平。 砂墊層宜采用含水量 4% ～ 8%的中粗砂，其砂粒的 級配見表 1。

4) 聯鎖塊鋪砌采用棋盤式布局、方框內控 制、拉線條鋪設的施工工藝［5］ 。人工鋪砌過程中 采用人字形并與流動機械行駛方向成 45°角推進， 砌塊時為保證塊體間的縫隙和平整度符合要求， 采用橡皮錘進行敲擊。當一區(qū)域鋪砌完成后，對 聯鎖塊間的縫隙進行填砂處理，填縫砂宜采用含 水量小于 2%的中細砂。為了提高平整度和縮小相 鄰聯鎖塊間的高差，最后用輪胎式壓路機進行壓 實 10 ～ 12 遍。填縫砂級配見表 1。

4 使用效果 

自 20 世紀 80 年代，混凝土聯鎖塊引入我國， 逐漸在人行道、廣場、學校、工廠、生活休閑區(qū)等一些基礎建設中應用。近年我國港口建設快速發(fā)展，港口流動機械的大型化也不斷發(fā)展，隨著高強混凝土聯鎖塊的生產使用，聯鎖塊結構設計已越來越成熟，使用經驗越來越豐富，高強聯鎖塊面層結構在港口工程中的應用越來越普遍。 

在近十幾年中，高強聯鎖塊面層結構在港區(qū)堆場的鋪砌量呈直線上升。2003 年溫州七里港區(qū)一期工程中，在高強聯鎖塊具有一定的使用經驗的基礎上，對港區(qū)建設環(huán)境和地質條件進行反復調查和研究后，約 3. 5 萬 m2 的港區(qū)堆場全部使用高強聯鎖塊面層結構。2005—2010 年深圳鹽田港三期擴建工程道路、堆場大面積鋪砌聯鎖塊面層結構，鋪砌量約 1. 07 km2。連云港廟嶺三期道路、 堆場工程中為了解決地基中淤泥強度低、透水性差、易發(fā)生沉降等不利因素，港區(qū)道路、堆場全部采用高強混凝土聯鎖塊結構，鋪砌量達到 2. 0 km2。 在內河港口重慶寸灘港、果園港、新田港、龍頭 港，四川宜賓港、瀘州港的集裝箱和件雜堆場中， 使用已累計達 1. 0 km2。此外，舟山老塘山港區(qū)、 張家港、深圳鹽田港、天津港，丹東港、黃驊港、 巴基斯坦瓜塔爾港等重要樞紐港堆場，全部或部分采用了高強混凝土聯鎖塊結構。從目前使用情況來看，高強聯鎖塊結構得到了使用單位和施工單位的一致認可，在使用過程中沒有出現單塊沉 降，面層整體性好且地基沉降量小，取得了顯著 的社會效益和經濟效益。

5 經濟效益對比分析聯鎖塊與傳統(tǒng)的混凝土面層結構對比，具有以下優(yōu)點: 

1) 高強聯鎖塊面層的施工工藝和質量控制較 為簡單，避免了現澆混凝土面層需要大量機械設備和養(yǎng)護復雜的情況。 

2) 現澆混凝土面層在受到較大荷載和溫度影 響下，易產生裂紋、折斷和隆起等現象。而高強 聯鎖塊的抗壓強度等級在 50 MPa，對承載力和溫 度應力的適應性較強。

3) 聯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。 其側面面積大，且由于塊體間縫隙進行了填砂處 理，使得聯鎖塊間的咬合力和整體性較混凝土結 構面層要好。

4) 現澆混凝土面層結構比高強聯鎖塊面層結 構造價高［3］ ，見表 2。

由表 2 可知，現澆混凝土面層的單價高于混凝土聯鎖塊面層約 15%，如果將澆筑混凝土面層所需要的大型機械設備和后期維修費用計算在內， 現澆混凝土面層結構的造價還將增加。

6 結語 

1) 通過國內外大量的港口工程堆場的應用， 可知高強混凝土聯鎖塊強度高、面層結構整體性 好、對軟土地基和高回填地基適應性強、不會出現單體沉降和局部沉降的情況，施工速度快，便 于局部調整維修，塊體可重復使用。

2) 高強混凝土聯鎖塊面層結構工程造價較低，一般為現澆混凝土面層的 85%左右，若加上地基處理等費用以及后期維修費用，其經濟效益更為明顯。

3) 由于高強混凝土聯鎖塊良好的性能和顯著的經濟效益，在港口工程的堆場應用中具有廣闊的應用前景。