随着经济快速发展和节能减排及绿色运输的 要求，港口货物的吞吐量增长尤为明显。港口朝 着大规模方向发展，因此对港口工程中堆场的需 求大幅上升，对堆场质量要求也越来越高，堆场 建设在整个港口工程建设投资中所占的比例也大 幅度提高。高强混凝土联锁块面层作为一种新型 面层结构，以其特有的优点，在港区堆场得到了 广泛的推广应用。高强混凝土联锁块的合理使用 对发挥港区堆场的功能、节约工程投资、满足设 计使用年限等具有重大意义。

1 混凝土联锁块结构的特点 

混凝土联锁块结构应用于港区堆场中，主要有以下特点: 

1) 力学性能好。混凝土联锁块是经过挤压强 振成型的一种高强混凝土块体，主要材料为水泥 和密实骨料。块体密实度大、强度高，单块面积 小，不易产生隆起、断裂、折断等现象。

2) 施工速度快。高强联锁块是在预制厂内经 过专业机械设备加工制成的，成品速度快、单块 面积小、运输方便、受风雨等恶劣天气的影响较 小、工期安排方便。在施工过程中，只要将基础 工程处理完成后即可对联锁块进行铺砌，使施工 工艺得到很大程度的简化。 

3) 便于维修。面层结构维修和埋置于面层下 方管线的维修是两个经常遇到的比较难处理的问 题。堆场由于长期承受较大的荷载，在使用一段 时间后堆场易发生损坏，联锁块堆场只需将损坏的块体取出，替换成新的块体即可。如果使用现 浇混凝土堆场需要凿开损坏的部分，重新浇筑混 凝土面层，耗费时间长、造价高。同样在对联锁 块堆场面层下方管线进行维修时，只需将管线上 方的块体取出，挖开覆盖层进行维修施工即可， 节省了维修成本和时间。

4) 附加功能。在联锁块预制过程中，向搅拌 设备中投用不同颜色的水泥拌合料，制作成不同 色彩的联锁块。根据不同的需求拼成各种图案或 进行区域划分，使港区堆场的利用更加合理，提 高了整个港口的工作效率。

5) 可重复使用。联锁块是由刚性材料制作成 的柔性结构，比现浇混凝土面层造价低，对大型 机械设备的需求少。混凝土强度等级基本在 C50 以上，强度高，在较大的冲击荷载下能保持原有 形状，可重复多次使用［1］ 。

2 结构设计 

现浇混凝土面层、沥青混凝土面层和高强混凝土联锁块面层是国内外港区堆场最常用的 3 种面层结构。其中作用在现浇混凝土面层上的荷载主要依靠面板的绕曲来扩散，沥青混凝土面层上的荷载依靠面层自身的连续性扩散，二者的理论研究和结构设计比较成熟。而高强联锁块面层比现浇混凝土面层和沥青混凝土面层结构复杂，研究深度仍有不足。 

港区堆场联锁块面层结构自上而下由高强联锁块层、砂垫层、基层和原始地基组成( 图 1) 。 一般来说，联锁块面层承受和传递载荷主要依赖于块体之间的嵌锁作用，位于联锁块面层的地基并非处于完全密实状态中，块体与块体之间存在 2 ～ 3 mm 的缝隙，在铺砌过程中用砂粒填充此缝隙。在荷载作用之前，只要依靠填缝砂来传递荷载，块体之间的嵌锁作用基本上没有发挥出来。 当联锁块层逐渐形成稳定的结构层以后，块体在荷载的作用下发生弯沉，块体间由于存在缝隙没有处于紧密接触状态中，所以块体会出现微小转动，使块体之间产生水平挤压力，面层由于挤压作用产生一定的拱度。孙立军［2］ 经过对联锁块体进行室内足尺承载板试验和现场承载试验，分析块体间接缝的力学特性和联锁块层扩散荷载的原理，提出了联锁块在荷载作用下的 “拱效应”。联锁块在荷载作用下将从上部传来的竖向压力变为水平挤压力，使得作用在单个块体的荷载向周围 更大区域内扩散。荷载扩散过程中回弹弯沉起着重要作用，故块体不会出现单体沉降、局部沉降的情况，对生产作业的影响相对于现浇混凝土面 层和沥青混凝土面层小得多。

根据相关规范要求以及使用经验，联锁块体常 用厚度为 8、10、12 cm，最小厚度不宜小于 8 cm， 联锁块在厚度选取时要充分考虑荷载的作用，荷载作用次数越多则块体的厚度应越大。基层厚度与除基层以外的各层厚度有关，当各层厚度确定下来 后，根据基层的类型、基层以下回弹模量和基层所受荷载状况选取，基层最小厚度不宜小于 15 cm［3］ 。

3 混凝土联锁块面层结构的施工流程

1) 若原始地基良好，满足设计要求，则对地 基进行简单处理后可直接进行基层施工。若原始 地基为含水量高、压缩性大、强度低、透水性差 的淤泥质或软土地基，则需对地基进行开挖和换 填处理。地基开挖后，回填一定厚度的碎石，进 行强夯和预压加固处理，当地基高程下降后回填 至原设计高程再进行夯击，直至地基压实度不小 于 95%为止。然后进行粗平、细平，最后用振动 压路机对地基进行压实 10 ～ 12 遍至地基表面没有 明显的车轮痕迹［4］ 。 

2) 基层施工主要在地基上摊铺贫混凝土，此 环节在整个混凝土联锁块面层施工过程中占有十 分重要的地位。施工过程中分两次摊铺，若基层 总厚度为 40 cm，则每次摊铺 20 cm，摊铺过程中 必须对摊铺后的顶面高程进行测量，若超过施工 规范要求，必须进行人工细平，确保基层顶面的高程差控制在一定范围内，避免对砂垫层和联锁 块面层的施工产生影响。 贫混凝土摊铺结束后用振动压路机对地基进 行压实 10 ～ 12 遍至地基表面没有明显的车轮痕迹。 

3) 摊铺垫层砂，将垫层砂摊铺在基层顶面 上，安装方钢作为导轨保证摊铺过程中砂垫层的 平整和厚度均匀，最后用刮尺沿两侧导轨刮平。 砂垫层宜采用含水量 4% ～ 8%的中粗砂，其砂粒的 级配见表 1。

4) 联锁块铺砌采用棋盘式布局、方框内控 制、拉线条铺设的施工工艺［5］ 。人工铺砌过程中 采用人字形并与流动机械行驶方向成 45°角推进， 砌块时为保证块体间的缝隙和平整度符合要求， 采用橡皮锤进行敲击。当一区域铺砌完成后，对 联锁块间的缝隙进行填砂处理，填缝砂宜采用含 水量小于 2%的中细砂。为了提高平整度和缩小相 邻联锁块间的高差，最后用轮胎式压路机进行压 实 10 ～ 12 遍。填缝砂级配见表 1。

4 使用效果 

自 20 世纪 80 年代，混凝土联锁块引入我国， 逐渐在人行道、广场、学校、工厂、生活休闲区等一些基础建设中应用。近年我国港口建设快速发展，港口流动机械的大型化也不断发展，随着高强混凝土联锁块的生产使用，联锁块结构设计已越来越成熟，使用经验越来越丰富，高强联锁块面层结构在港口工程中的应用越来越普遍。 

在近十几年中，高强联锁块面层结构在港区堆场的铺砌量呈直线上升。2003 年温州七里港区一期工程中，在高强联锁块具有一定的使用经验的基础上，对港区建设环境和地质条件进行反复调查和研究后，约 3. 5 万 m2 的港区堆场全部使用高强联锁块面层结构。2005—2010 年深圳盐田港三期扩建工程道路、堆场大面积铺砌联锁块面层结构，铺砌量约 1. 07 km2。连云港庙岭三期道路、 堆场工程中为了解决地基中淤泥强度低、透水性差、易发生沉降等不利因素，港区道路、堆场全部采用高强混凝土联锁块结构，铺砌量达到 2. 0 km2。 在内河港口重庆寸滩港、果园港、新田港、龙头 港，四川宜宾港、泸州港的集装箱和件杂堆场中， 使用已累计达 1. 0 km2。此外，舟山老塘山港区、 张家港、深圳盐田港、天津港，丹东港、黄骅港、 巴基斯坦瓜塔尔港等重要枢纽港堆场，全部或部分采用了高强混凝土联锁块结构。从目前使用情况来看，高强联锁块结构得到了使用单位和施工单位的一致认可，在使用过程中没有出现单块沉 降，面层整体性好且地基沉降量小，取得了显著 的社会效益和经济效益。

5 经济效益对比分析联锁块与传统的混凝土面层结构对比，具有以下优点: 

1) 高强联锁块面层的施工工艺和质量控制较 为简单，避免了现浇混凝土面层需要大量机械设备和养护复杂的情况。 

2) 现浇混凝土面层在受到较大荷载和温度影 响下，易产生裂纹、折断和隆起等现象。而高强 联锁块的抗压强度等级在 50 MPa，对承载力和温 度应力的适应性较强。

3) 联锁块块体的形状较一般混凝土块体的形 状有很大的不同，形状一般分为 S、A、I、D 等。 其侧面面积大，且由于块体间缝隙进行了填砂处 理，使得联锁块间的咬合力和整体性较混凝土结 构面层要好。

4) 现浇混凝土面层结构比高强联锁块面层结 构造价高［3］ ，见表 2。

由表 2 可知，现浇混凝土面层的单价高于混凝土联锁块面层约 15%，如果将浇筑混凝土面层所需要的大型机械设备和后期维修费用计算在内， 现浇混凝土面层结构的造价还将增加。

6 结语 

1) 通过国内外大量的港口工程堆场的应用， 可知高强混凝土联锁块强度高、面层结构整体性 好、对软土地基和高回填地基适应性强、不会出现单体沉降和局部沉降的情况，施工速度快，便 于局部调整维修，块体可重复使用。

2) 高强混凝土联锁块面层结构工程造价较低，一般为现浇混凝土面层的 85%左右，若加上地基处理等费用以及后期维修费用，其经济效益更为明显。

3) 由于高强混凝土联锁块良好的性能和显著的经济效益，在港口工程的堆场应用中具有广阔的应用前景。