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港区堆场高强混凝土联锁块的应用分析及解读

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港区堆场高强混凝土联锁块的应用分析及解读

发布日期:2020-09-22 作者:ikaros 点击:

1 高强混凝土连锁块结构的特征

应用于现代港口中的高强混凝土连锁块具备以下几个主 要特征: 

1.1 具有优良的力学性能 

连锁块是高强混凝土受到强力挤压并强震构成的块状结构,其主要原料是水泥以及质地非常致密的骨料。因 此连锁块具有高密度以及高强度的特征,并且还具有表面不 易隆起以及不易折断的特性。

1.2 施工速度比较快 

连锁块是经由预制厂通过工厂化的设施加工制作出来 的,具备加工速度快、体积小、便于运输、不受恶劣环境影响 的特点,因此只要在实际施工中,完成基础构建之后就能够 非常迅速地对连锁块实施施工,在定程度上简化了施工 流程。

1.3 维修方便 

连锁块的结构为面层结构,其在使用过程中由于长期 会承受着比较大的负荷,因此在使用时间较长之后就会出现 损坏,在这种情况下只要从堆场中把受损的连锁块拿出来, 用新的连锁块替换就能够使其继续使用。而运用其他方式 做成的堆场在维修时就必须要将损坏的位置凿开之后重新 进行浇筑,这种方式不但消耗的时间较长,而且费用还比较 高。还有,对连锁块下方的管道和线路实施维护时,也只需 把管道上部的连锁块挖出来就可以进行施工修复,有效地节 省了维护成本以及施工时间。

1.4 能够重复进行使用 

连锁块的构成原材料是刚性的,但是其成体为柔性结 构,它的实际造价要低于混凝土,且在其制备和运输过程中 基本上不需要大型设备,运输使用方便。另外,由于其强度较 高,因此其在比较大的载荷作用力下仍然能够保持其形状不 变,能够进行重复使用。 

1.5 其他功能 

连锁块在构制过程中,如果向原材料中加入其他中性颜 色的物质进行搅拌,那么最终形成的连锁块成品就会带有不 同颜色。在港口的实际使用中能够根据不同颜色将不同的区 域划分开来,从而有效地提升了港口的效率。

2 结构设计 

目前国内外港口中的堆场主要有3种构成方式,即现浇 混凝土、沥青混凝土以及高强混凝土。现浇混凝土构成的堆 场对载荷的扩散基本上是靠着面层的绕曲来完成的,沥青 混凝土构成的堆场主要是靠着面层的连续性进行的,由于这 两种方式运用比较早,其相关的研究也较多,因此其技术也 较为成熟。而高强混凝土连锁块由于其面层结构更加复杂, 且相关研究较少,所以其实际应用仍然存在些问题[1]通常来讲,连锁块对于载荷的传递主要是靠着块体之 间的嵌锁作用完成的,在地基中块体结构之间通常都拥有 2~23mm的缝隙,在块体的铺设过程中这种缝隙是由砂砾 完成填充的。在载荷作用之前,连锁块的嵌锁功能未能有 效发挥;在载荷作用之后,连锁块在其作用下出现弯沉,这 是块体由于缝隙的存在会导致其出现轻微的转动,使块体 之间形成水平方向的作用力,从而使面层在水平作用力下形 成拱度[2]当前,依据相关规范要求和实践经验可知,连锁块的厚 度通常都为8cm10cm12cm,其厚度最薄应该大于等于 8cm,小于等于12cm。另外,在选择连锁块的厚度时应该尽 可能地全面考虑各种影响因素,尤其是载荷的影响,随着载 荷作用数量的增加其厚度也应该增加。 3 连锁块面层结构的实际应用流程 

1)如果港口的地基基础较好,

能够满足设计的相关需 求,那么在实际应用中只要对地基实施非常简要的处理后就 能够开始施工。假如初始地基基础较差,比如为软土层或者 砂土层等,就需要对地基实施挖掘以及换填处理。在地基挖 掘完成之后,在填入厚度适宜的碎石块,并对其进行夯实以 及预压处理,重复这流程,直到地基的压实度大于95%。 

2)基层施工环节在港区堆场高强混凝土连锁块施工 

整个过程中都占据着非常关键的地位。施工过程般会进 行两次摊铺,如果其总厚度是40cm,那么就要两次都进行摊 20cm。另外,需要注意的是,摊铺完成之后必须要测量顶 面的高度,如果其超出相关规定的要求,则必须由人工对其 细平,保证基层和顶层的高度差在定的范围之内,避免其 对施工造成影响。贫混凝土摊铺完成之后还必须用压路机对地基压实,通常需要反复压实10~12遍,直到地基表面看 不出明显的车轮痕迹为止。

3)对摊铺层进行电砂,

在基层顶面铺设砂层,且要确 保砂垫层的平整性以及均匀性,完成后好还要运用对其进 行刮平。根据实际经验分析,砂垫层最适合选用含水量为 4%~8%的中粗砂,砂的配级表如表1所示。 

4)连锁块在铺设时的施工工艺通常都选用拉线条以 

及棋盘式的布局方式。在铺设中工作人员和机械前进的方向 45°角向前推进,为了确保连锁块之间的缝隙宽度以及表 面平整性符合施工要求,应该用橡皮锤对连锁块进行逐敲打。在个区域内的连锁块结束之后,还要对其缝隙实施 填砂处理,填缝选用的砂子含水量要在百分之二以内[3]后也要用压路机对表明进行压实10-12遍。 4 使用情况分析 从上个世纪高强混凝土连锁块技术传入我国以来,因 其良好的适用性使得我国的很多公共基础建设中都对其进 行了应用。近几年随着我国港口建设速度的加快以及港口 吨位和吞吐量的迅猛增长,港口对于大型机械的需求也在 日益增加,在这种形势下,连锁块在我国港口中的运用愈来 愈广泛。 相关研究表明,近些年我国港口堆场的连锁块运用呈 直线上升的趋势。比如,温州七里港的工程中,相关工作人 员在对港区地质环境以及连锁块应用情况进行考察之后, 大约35000m2 的港区堆场都采用了连锁块结构;深圳盐田港 的扩建工程中也大面积地运用了连锁块结构,总铺设量约 1.07km2 ;连云港在采用连锁块结构之后,有效地解决了 之前堆场中存在的强度低、透水性差等问题,总铺设量约为 2km2 ;在内河港口比如新田港、龙头港、泸州港等港口的堆 场中,也都采用了高强混凝土连锁块。从当前,从这些港口 的实际运用状况来观察,混凝土高强连锁块面层结构受到 了港口管理单位以及实际施工单位的广泛欢迎,且其在后期 的实际运用过程中并未出现传统港口堆场的沉降问题,结构 整体性非常好,它的应用有力地增强了港口的经济效益以及 社会效益[4]。 

5 经济效益分析 

联锁块与传统的混凝土面层结构对比,主要具有以下优 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般混凝土块体的形状有很 大的不同,形状般分为SAID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,如表1所示。 表1 连锁块面层结构的造价分析比较 面层结构 结构形式 结构层厚度/ cm 单价/ (元/㎡) 混凝土连锁 块层面 10cm混凝土连锁块 80 295 5cm中粗砂 40cm贫混凝土 25cm级配碎石 层土工格栅加筋 现浇混凝土 面层 40cm现浇混凝土面层 25cm水泥稳定碎石基层 80 345  15cm级配碎石底基层 

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)和现浇混凝土的总成本相比,高强混凝土联锁块 面层结构工程成本较低,通常为现浇混凝土结构的85%右,如果再加上地基处理等费用和后期的维修费用,其经济 效益是非常良好的。鉴于高强混凝土联锁块良好的性能以及 显著的经济效益,其在现代港口工程的堆场应用是非常具有 前景的。

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