港口水工建筑物維修加固技術(shù)

陳子建

江蘇筑港建設(shè)集團(tuán)有限公司 江蘇 連云港 222000

我國(guó)的港口之中大部分水工建筑物已經(jīng)使用了數(shù)十年時(shí)間，港口的水工建筑物通常為混凝土結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)導(dǎo)致大部分港口之中的水工建筑物在海洋環(huán)境的侵蝕下出現(xiàn)了嚴(yán)重?fù)p害，建筑建造年代久遠(yuǎn)，水工建筑自身的施工材料以及質(zhì)量并不能夠滿足水工建筑的使用需求，為了確保港口的順利運(yùn)行，就需要采用維修加固手段及時(shí)對(duì)港口之中的水工建筑物進(jìn)行維修，通過(guò)加固維修，港口水工建筑物的使用質(zhì)量以及適用范圍能夠得到有效提升[1]。接受維修加固工作的碼頭水工建筑正在日益增多，但是大部分港口水工建筑物的維修修復(fù)工作更加注重于建筑物本體結(jié)構(gòu)的修復(fù)，在修復(fù)過(guò)程中，維修人員并未對(duì)建筑物的損害程度以及修復(fù)重點(diǎn)等內(nèi)容建立明確認(rèn)知，這就導(dǎo)致大部分水工建筑在修復(fù)結(jié)束后會(huì)在很短時(shí)間內(nèi)再次出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，為了確保水工建筑的使用穩(wěn)定性，必須采用科學(xué)的方式對(duì)水工建筑的損壞程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，并在這一基礎(chǔ)上展開(kāi)修理加固措施，只有這樣才能夠確保水工建筑的穩(wěn)定運(yùn)行，為港口的運(yùn)行提供保障。

1 防波堤以及護(hù)岸工程的損害以及修復(fù)

港口水工建筑物之中的防波堤建筑以及護(hù)岸建筑屬于防護(hù)性的水工建筑，通常情況下，這兩種建筑物有兩種結(jié)構(gòu)形式，分別為斜坡式建筑以及直立式建筑[2]。防波堤以及護(hù)岸工程可能會(huì)出現(xiàn)的損害類型以及其修復(fù)的方式如下。

1.1 波浪破壞

波浪所造成的破壞是防波堤以及護(hù)岸工程之中較為常見(jiàn)的損害，在防波堤以及護(hù)岸工程使用的過(guò)程中，超出工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的波浪出現(xiàn)在防波堤以及護(hù)岸工程上，防波堤以及護(hù)岸工程的墻面在波浪的作用下出現(xiàn)損壞，具體的問(wèn)題表現(xiàn)為墻岸塊體穩(wěn)定性不足出現(xiàn)脫落，導(dǎo)致建筑工程之中的下層巖石裸露，建筑內(nèi)部的巖石所起到的主要作用為穩(wěn)定以及填充作用，自身對(duì)于波浪的抵抗能力較弱，外層巖石脫落之后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)法抵御波浪的侵蝕，導(dǎo)致防波堤以及護(hù)岸的穩(wěn)定性受到影響，防波堤以及護(hù)岸的穩(wěn)定性不足，隨著波浪數(shù)量增高，整個(gè)堤身的安全將會(huì)受到非常顯著的影響。擋浪墻受到破壞之后，自身的穩(wěn)定性以及重量會(huì)受到嚴(yán)重影響[3]。除去波浪原因之外，港口水工結(jié)構(gòu)所處的地形以及堤身自身的設(shè)計(jì)路線也會(huì)導(dǎo)致波浪在堤身的折角區(qū)域聚集。在維修防波堤以及擋浪墻的過(guò)程中，維修工作的主要目的就是對(duì)建筑的原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)，并在這一基礎(chǔ)上增加防護(hù)工程的穩(wěn)定性，采用更加有效的措施為擋浪墻的穩(wěn)定提供保障。

1.2 護(hù)底的破壞以及修復(fù)

水工建筑的護(hù)底受到破壞之后，護(hù)底之中的巖石會(huì)由于穩(wěn)定性失衡這一原因出現(xiàn)滾落，護(hù)底的穩(wěn)定性受到影響。護(hù)底的穩(wěn)定性失衡，將會(huì)直接導(dǎo)致堤岸的整體質(zhì)量受到影響，軟土結(jié)構(gòu)以及沙土結(jié)構(gòu)的地基更容易出現(xiàn)這類問(wèn)題[4]。在設(shè)定護(hù)底塊石穩(wěn)定重量的過(guò)程中，工作人員需要對(duì)波浪的低流速進(jìn)行確定，在這一基礎(chǔ)上選擇合適的護(hù)底塊石，如果波浪低流速判斷失誤就會(huì)導(dǎo)致塊石重量不足，護(hù)底的質(zhì)量無(wú)法滿足其運(yùn)行的要求。想要避免這一問(wèn)題的發(fā)生，就需要工作人員對(duì)施工地點(diǎn)的地質(zhì)資料展開(kāi)詳細(xì)調(diào)查，并在這一基礎(chǔ)上展開(kāi)相關(guān)的設(shè)計(jì)施工工作。如果護(hù)底所處的區(qū)域在淺水區(qū)域，在護(hù)底建造的過(guò)程中，工作人員不僅需要計(jì)算波浪低流速，同時(shí)還需要考慮波浪的直接作用。在護(hù)底的修復(fù)過(guò)程中，如果護(hù)底自身的主體結(jié)構(gòu)并未受到破壞，則只需要加固修復(fù)措施，如主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)了損壞，就需要維修人員對(duì)護(hù)底的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并在這一基礎(chǔ)上補(bǔ)充護(hù)底結(jié)構(gòu)，確保護(hù)底的穩(wěn)定性。

1.3 地基的損害以及加固

大部分的防波堤以及護(hù)岸工程會(huì)建立在軟土地基之上，因此地基的穩(wěn)定性將會(huì)對(duì)防護(hù)工程的質(zhì)量產(chǎn)生非常直接的影響，在防護(hù)工程運(yùn)行的過(guò)程中，軟土地基會(huì)由于外界環(huán)境的影響出現(xiàn)變形這一問(wèn)題，地基形變之后，水工建筑物會(huì)由于地基的變化出現(xiàn)傾斜，沉降等問(wèn)題，如果地基的變形量以及超過(guò)了水工建筑物自身的形變值范圍，水工建筑物的正常使用將會(huì)受到嚴(yán)重影響，地基的形變過(guò)于嚴(yán)重將會(huì)直接導(dǎo)致水工建筑物的安全性無(wú)法得到保障，發(fā)生使用隱患。通常情況下，地基的損害會(huì)表現(xiàn)出兩種情況，第一種情況是地基的整體穩(wěn)定性失衡，出現(xiàn)滑坡這一問(wèn)題，建筑物會(huì)由于滑坡這一原因受到破壞，這種情況只能在水工建筑的建造階段采用相關(guān)措施進(jìn)行預(yù)防，還有一種是地基部位出現(xiàn)整體的沉降，或者局部地區(qū)出現(xiàn)淘刷，沉降以及局部淘刷問(wèn)題的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致水工建筑的護(hù)底出現(xiàn)下沉，建筑變形。為了避免這一問(wèn)題的出現(xiàn)，在水工建筑的設(shè)計(jì)階段，相關(guān)工作人員就需要考慮這一問(wèn)題，合理運(yùn)用科學(xué)措施確保地基的穩(wěn)定性。地基損害無(wú)法通過(guò)修復(fù)工作完成。

1.4 護(hù)面塊體耐久性的損害以及加固

在港口工程之中，通常會(huì)選用混凝土作為整個(gè)建筑的主要材料，而混凝土材質(zhì)自身的抗海水腐蝕能力以及凍融循環(huán)能力不足，因此港口水工建筑容易出現(xiàn)表面損害，這一損害在建筑學(xué)中被定義為建筑的耐久損害。護(hù)面塊體的穩(wěn)定性主要依靠塊體自身的重量，如果水工建筑的表面出現(xiàn)裂縫或者剝落等問(wèn)題，水工建筑自身的安全性并不會(huì)受到影響，隨著表面裂縫以及剝落問(wèn)題的增多，水工建筑物將會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件斷裂這一問(wèn)題，這就導(dǎo)致護(hù)面塊體的整體穩(wěn)定性受到影響，因此在水工建筑工程的設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)工作人員就需要采用科學(xué)的建造措施，為水工建筑的耐久性提供保障。在水工建筑之中，通常會(huì)存在扭工字塊，四腳空心方塊等護(hù)面塊體，在這些塊體的構(gòu)建過(guò)程中，工作人員通常會(huì)采混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)完成構(gòu)建，結(jié)構(gòu)表面的損害并不會(huì)影響到塊體的完整性，在這類塊體的修復(fù)過(guò)程中，需要維修人員對(duì)塊體的質(zhì)量綜合性進(jìn)行評(píng)估，除非損害情況已經(jīng)影響到塊體的功能性以及完整性，否則不需要進(jìn)行維修。針對(duì)柵欄板結(jié)構(gòu)的護(hù)面塊體，在維修的過(guò)程中，如果塊體自身的構(gòu)建破壞已經(jīng)十分嚴(yán)重，建筑的整體性已經(jīng)受到嚴(yán)重影響，維修人員可以拆除柵欄板的損壞結(jié)構(gòu)采用新的柵欄板替換，確保結(jié)構(gòu)的完整性。針對(duì)切塊石以及漿砌塊石結(jié)構(gòu)的護(hù)面工程，則需要對(duì)護(hù)面石塊中出現(xiàn)破壞的地方直接進(jìn)行修復(fù)，采用混凝土將護(hù)面重新連接，確保水工建筑的整體性。

2 重力式碼頭的損害以及加固修復(fù)

2.1 碼頭的穩(wěn)定性

重力式碼頭的穩(wěn)定性主要包含兩個(gè)內(nèi)容，分別是碼頭的抗傾覆能力以及抗滑動(dòng)能力，如果重力式碼頭自身的這兩項(xiàng)能力不足，在重力式碼頭的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，碼頭會(huì)在波浪，施工，船舶等外界環(huán)境的影響下出現(xiàn)整體的傾覆問(wèn)題以及滑動(dòng)問(wèn)題，通常情況下，在重力式碼頭的建造過(guò)程中，采用合理的設(shè)計(jì)方案，控制施工質(zhì)量，為碼頭的穩(wěn)定性提供保障。如果重力式碼頭的穩(wěn)定性出現(xiàn)障礙，想要修復(fù)這一問(wèn)題，就需要維修人員對(duì)碼頭的相關(guān)設(shè)計(jì)方案展開(kāi)綜合性的分析，采用綜合性的科學(xué)措施對(duì)碼頭的穩(wěn)定性進(jìn)行修復(fù)。為了確保維修工作能夠達(dá)到其應(yīng)有的目的，維修人員必須對(duì)重力式碼頭的建造工作建立專項(xiàng)維修小組，專門用于碼頭穩(wěn)定性的維修加固工程。

2.2 倒濾結(jié)構(gòu)的損壞

在重力式碼頭之中，通常會(huì)設(shè)置倒濾結(jié)構(gòu)來(lái)滿足碼頭的運(yùn)行需求，如果重力式碼頭的倒濾結(jié)構(gòu)設(shè)置不夠合理，在碼頭運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)填料流失這一問(wèn)題。重力式碼頭的結(jié)構(gòu)安全以及使用功能將會(huì)受到非常嚴(yán)重的影響。重力式碼頭之中的倒濾結(jié)構(gòu)并不屬于碼頭的受力結(jié)構(gòu)，但是倒濾結(jié)構(gòu)是碼頭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要保護(hù)環(huán)節(jié)，如果倒濾結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞，維修人員需要打開(kāi)倒濾結(jié)構(gòu)所處的地面，恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的完整性以及功能性，在修復(fù)的過(guò)程中，維修人員可以采用膠凝材料對(duì)倒濾結(jié)構(gòu)的土體進(jìn)行固化，無(wú)論是哪種修復(fù)方式，都會(huì)對(duì)碼頭的運(yùn)行產(chǎn)生直接影響。

2.3 基地破壞

重力式碼頭的結(jié)構(gòu)通常為直立性結(jié)構(gòu)，在重力式碼頭建造的過(guò)程中，如果設(shè)計(jì)人員并未完善相關(guān)計(jì)算工作或者波浪底流速計(jì)算出現(xiàn)失誤，就會(huì)導(dǎo)致重力式碼頭的基地在波浪沖擊下受到損害，重力式碼頭出現(xiàn)結(jié)構(gòu)前傾這一問(wèn)題。因此重力式碼頭的基地修復(fù)工作是港口水工建筑修復(fù)工作中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容。

2.4 耐久性問(wèn)題

如果碼頭自身所采用的混凝土材料自身耐久性不足，在后續(xù)的使用過(guò)程中，重力式碼頭之中的鋼筋以及表層混凝土?xí)谕饨缫蛩氐挠绊懴鲁霈F(xiàn)損害。重力式碼頭穩(wěn)定性維持的主要方式是碼頭自身的質(zhì)量數(shù)值，如果混凝土結(jié)構(gòu)以及鋼筋結(jié)構(gòu)受到損害，就會(huì)導(dǎo)致重力式碼頭的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到影響。在這一問(wèn)題的維修過(guò)程中，維修人員需要對(duì)重力式碼頭自身結(jié)構(gòu)的損壞程度以及這一損壞程度對(duì)重力式碼頭結(jié)構(gòu)可能會(huì)產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析，如果所出現(xiàn)的損害并不會(huì)影響到重力式碼頭的整體穩(wěn)定性則不需要進(jìn)行加固維修，反之，如果損害程度過(guò)高，為了減少維修成本，則可以使用新建結(jié)構(gòu)填充這一方式提升重力式碼頭的耐久性。

3 結(jié)束語(yǔ)

港口水工建筑之中較為常見(jiàn)的損耗原因是波浪損壞以及土地?fù)p壞，在港口水工建筑維修的過(guò)程中，維修人員需要對(duì)建筑物自身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析以及評(píng)估，在建筑物原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上探究建筑物的損害，并展開(kāi)相關(guān)的維修工作。采用科學(xué)的方式對(duì)水工建筑的損壞程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，并在這一基礎(chǔ)上展開(kāi)修理加固措施，能夠確保水工建筑的穩(wěn)定運(yùn)行，為港口的運(yùn)行提供保障。