碼頭無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用及對(duì)若干問(wèn)題的探討

楊世發(fā)

【摘要】 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在碼頭水工建筑物安全檢測(cè)方法中具有廣泛應(yīng)用。采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)對(duì)碼頭各構(gòu)件的檢測(cè)，評(píng)估其現(xiàn)今技術(shù)狀態(tài)，從而采用對(duì)應(yīng)處理方法，保障碼頭水工建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，延長(zhǎng)其使用壽命。本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)碼頭無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，對(duì)檢測(cè)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行探討，研究相關(guān)改善措施。

【關(guān)鍵詞】 碼頭檢測(cè)；無(wú)損檢測(cè)技術(shù)；檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用；檢測(cè)問(wèn)題；問(wèn)題對(duì)策

一.引言

碼頭等水工建筑物隨著使用年限增長(zhǎng)，不斷遭受雨水沖蝕及海水等自然條件侵蝕沖擊，以及使用過(guò)程中的損傷，容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)老化等問(wèn)題，影響正常使用。維修改造逐漸受到重視，而采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)舊有混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)估、診斷，成為改善結(jié)構(gòu)使用安全、防范事故的重要措施。通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，對(duì)建筑安全性、穩(wěn)定性、耐久性進(jìn)行鑒定，而后結(jié)合檢測(cè)情況采用對(duì)應(yīng)處理措施，改善碼頭質(zhì)量問(wèn)題，延長(zhǎng)使用壽命。

二.工程概述

某碼頭建于1962年，設(shè)計(jì)?？?萬(wàn)噸船舶，設(shè)計(jì)水深14m。平面尺寸長(zhǎng)270.4m，寬12.5m，軌道間距10.5m。本碼頭為突堤式高樁梁板碼頭，中間段標(biāo)準(zhǔn)排架間距8.0m，岸側(cè)端排架間距為7.0m，海側(cè)端排架間距為6.4m，共布置排架35榀。排架基礎(chǔ)均為φ500m鋼管樁，鋼管樁頂至平均海平面+0.0下約200m范圍采用鋼筋混凝土外包防腐措施，標(biāo)準(zhǔn)排架每榀設(shè)2根直樁和2根橫向斜樁，中部三榀排架設(shè)6跟斜樁。上部結(jié)構(gòu)由鋼筋混凝土面板、H型鋼軌道梁、H型鋼縱梁和H型鋼橫梁組成。鋼軌道梁與縱梁?jiǎn)胃L(zhǎng)度約16m，接頭采用高強(qiáng)螺栓連接成連續(xù)梁。碼頭面上保留了兩條裝船機(jī)鐵軌和兩條火車(chē)鐵軌，各軌道下對(duì)應(yīng)布置有H型鋼軌道梁和縱梁。通過(guò)結(jié)構(gòu)檢測(cè)查清原碼頭系纜墩臺(tái)、裝卸作業(yè)平臺(tái)上部結(jié)構(gòu)、基樁及附屬設(shè)施等結(jié)構(gòu)的受損程度及現(xiàn)狀，并對(duì)該碼頭的承載能力進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)及分析結(jié)構(gòu)，對(duì)該碼頭的安全性、使用性和耐久性作出評(píng)估分級(jí)，為碼頭結(jié)構(gòu)技術(shù)改造方案提供科學(xué)依據(jù)。

三.碼頭無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用及問(wèn)題對(duì)策

3.1碼頭無(wú)損檢測(cè)的主要內(nèi)容

碼頭無(wú)損檢測(cè)內(nèi)容主要包括：結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀調(diào)查，混凝土強(qiáng)度檢測(cè)，混凝土構(gòu)件配筋檢測(cè)，混凝土構(gòu)件保護(hù)層厚度檢測(cè)，混凝土構(gòu)件損傷檢測(cè)，混凝土構(gòu)件碳化深度檢測(cè)，混凝土構(gòu)件化學(xué)侵蝕檢測(cè)，混凝土中鋼筋銹蝕劣化檢測(cè)，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形檢測(cè)，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件銹蝕檢測(cè)，鋼結(jié)構(gòu)連接檢測(cè)，防波堤和護(hù)岸變形檢測(cè)，防波堤和護(hù)岸損傷檢測(cè)，腐蝕性介質(zhì)分析。

3.2檢測(cè)方法

3.2.1外觀和構(gòu)件幾何參數(shù)及其布置的檢測(cè)

構(gòu)件表面質(zhì)量狀況檢查表面質(zhì)量檢查具體包括：舊碼頭基樁、立柱和樁帽、橫梁、縱梁、面板，檢查是否存在混凝土開(kāi)裂、露筋、露石、混凝土蜂窩麻面、掉角等?，F(xiàn)場(chǎng)通過(guò)拍照、尺量等方法對(duì)碼頭現(xiàn)狀進(jìn)行觀察并統(tǒng)計(jì)缺陷，制成表格，統(tǒng)一分析，制定進(jìn)一步的檢測(cè)方案和檢測(cè)位置。

以該碼頭附近港區(qū)所設(shè)置的水準(zhǔn)點(diǎn)為測(cè)量基點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀對(duì)碼頭上布置多個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。將碼頭前沿測(cè)點(diǎn)的平均標(biāo)高與碼頭前沿竣工時(shí)的實(shí)測(cè)平均標(biāo)高相比較。同時(shí)檢查其它地方測(cè)點(diǎn)所反映的碼頭面沉降平均值是否基本和碼頭前沿的沉降一致。為測(cè)定碼頭前沿的水平位移，用原施工時(shí)所設(shè)的控制基線(xiàn)，測(cè)得碼頭前沿向陸域最大偏移量和向下最大域偏移量。

3.2.2鋼管樁厚度測(cè)量

沿碼頭縱向方向抽樣選取若干測(cè)試樁。采用從日本進(jìn)口的鋼管測(cè)厚儀測(cè)量。測(cè)試前將鋼管樁表面打磨出10cm×10cm的光面，然后在光面處用探頭和測(cè)厚儀檢測(cè)鋼管壁厚，每處測(cè)試位置測(cè)試6次。

3.3.3樁基傾斜測(cè)量

沿碼頭縱向方向抽樣選取若干測(cè)試樁。在每個(gè)測(cè)試位置從樁底開(kāi)始自下而上選取測(cè)試點(diǎn)，每米布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)至樁帽下沿，制作一個(gè)較重的線(xiàn)墜，在各測(cè)試位置處順碼頭前沿將其垂直放在樁身表面，在不同高度量測(cè)樁表面上各測(cè)點(diǎn)至墜線(xiàn)的距離L，若以墜線(xiàn)為基線(xiàn)，則可計(jì)算出樁的凸凹及傾斜。潛水員站在水下定位吊籃內(nèi)，用水下照明查看讀數(shù)。

3.3.4鉆芯檢測(cè)技術(shù)

根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的基本原則，在整個(gè)碼頭面板上布置測(cè)點(diǎn)，鉆芯位置的選取正是根據(jù)這些原則確定。（1）受力較大的部位、安全度不足的構(gòu)件截面不能取芯。（2）借助磁感儀避開(kāi)結(jié)構(gòu)的鋼筋，尤其是主筋，避開(kāi)預(yù)埋件或管線(xiàn)。（3）選取混凝土強(qiáng)度具有代表性的部位。（4）用于非破損法修正時(shí)，應(yīng)在非破損測(cè)試區(qū)或接近非破損測(cè)試區(qū)。

3.3.5鉆芯在檢測(cè)中遇到的問(wèn)題及解決

在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，鉆筒高速的運(yùn)轉(zhuǎn)使混凝土產(chǎn)生的強(qiáng)烈摩擦抖動(dòng)，使得鉆芯機(jī)漸漸變松后鉆筒與結(jié)構(gòu)面不垂直，造成所取的芯樣容易出現(xiàn)芯樣裂縫、缺邊、少角、錯(cuò)位、傾斜及喇叭口變形、端面與軸線(xiàn)的不垂直度超過(guò)2度等缺陷，甚至打斷鉆頭的鋼齒。帶有缺陷的芯樣會(huì)造成混凝土檢測(cè)強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)度偏差較大，影響對(duì)結(jié)構(gòu)作出真實(shí)評(píng)價(jià)，甚至出現(xiàn)誤判。所以，在固定鉆芯機(jī)時(shí)，一定要注意施工現(xiàn)場(chǎng)周?chē)木唧w環(huán)境、所鉆取的混凝土強(qiáng)度的范圍（不宜在強(qiáng)度低于10MPa的混凝土上鉆芯，因?yàn)殂@芯機(jī)較難固定），在鉆芯機(jī)主軸的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)與被鉆芯樣的混凝土表面相垂直的情況下，才能進(jìn)行鉆芯樣工作。

3.3.6 混凝土耐久性檢測(cè)

檢測(cè)方法現(xiàn)場(chǎng)巡查每一構(gòu)件，全面記錄各構(gòu)件的外觀缺陷，包括銹脹開(kāi)裂、露筋、層裂與銹斑等狀況。采用表格及構(gòu)件表面展開(kāi)圖記錄其破損狀態(tài)，分級(jí)評(píng)定混凝土外觀狀況。在全面普查的基礎(chǔ)上，通過(guò)初步分析、統(tǒng)計(jì)與評(píng)估，選取部分典型構(gòu)件進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)。具體檢測(cè)方法包括以下幾方面內(nèi)容：

（1）混凝土外觀檢查。對(duì)于裂縫、混凝土剝落及表面銹跡等外觀破損，用直尺進(jìn)行測(cè)量，輔以攝像或拍照方式，并在構(gòu)件表面展開(kāi)圖上標(biāo)明外觀破損的位置、尺寸及面積。

（2）混凝土中鋼筋銹蝕檢測(cè)。對(duì)于露筋部位，剔除鋼筋周?chē)炷良颁P層，用卡尺量取其剩余直徑；對(duì)銹蝕情況不明的構(gòu)件，采用混凝土鋼筋銹蝕測(cè)定儀進(jìn)行混凝土中鋼筋半電池電位測(cè)量、繪制等電位圖，定性確定鋼筋的腐蝕范圍，評(píng)判不同區(qū)域鋼筋表面的腐蝕狀況。

（3）氯離子含量檢測(cè)。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)混凝土分層取樣，在實(shí)驗(yàn)室中分析混凝土中鋼筋附近氯離子含量，確定構(gòu)件遭受氯離子污染的程度。

（4）混凝土強(qiáng)度檢測(cè)。采用取芯法修正回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度。

（5）混凝土碳化深度檢測(cè)。利用酚酞滴定法，測(cè)量混凝土碳化深度，為分析鋼筋混凝土腐蝕破壞原因提供依據(jù)。

（6）混凝土保護(hù)層厚度檢測(cè)。利用鋼筋位置測(cè)定儀結(jié)合局部剔除法測(cè)量混凝土構(gòu)件保護(hù)層厚度。

四.結(jié)束語(yǔ)

碼頭無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)延長(zhǎng)碼頭使用壽命具有重要意義。在檢測(cè)過(guò)程中，容易出現(xiàn)各類(lèi)異常問(wèn)題，必須要嚴(yán)格貫徹技術(shù)規(guī)范要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用合理處理措施，確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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