缺乏設計資料碼頭檢測評估問題探討

唐巾評，張建球，劉姝麟

(廣西交通科學研究院，廣西 南寧 530007)

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缺乏設計資料碼頭檢測評估問題探討

唐巾評，張建球，劉姝麟

(廣西交通科學研究院，廣西 南寧 530007)

部分老舊碼缺乏設計資料，給碼頭的評估帶來了困難。文章針對缺乏設計資料的碼頭檢測評估問題，參照近年來國內外研究成果，并結合大量的碼頭檢測和評估工作經驗，提出一套完整的碼頭檢測評估方案、方法。

碼頭；缺乏；設計資料；檢測；評估

0 引言

國內很大一部分碼頭已投入使用，甚至有些碼頭已經運營了幾十年。由于船舶撞擊、水流淘刷、鋼筋腐蝕、裂縫、不均勻沉降或遭遇自然災害等原因，碼頭結構安全性降低。在碼頭使用期內適時對碼頭進行評估，掌握碼頭安全狀況，是十分必要的。近年來，碼頭評估逐漸引起碼頭運營者及管理者的重視。國內許多學者和技術人員對碼頭評估開展研究，且取得一定成果，如黃長虹[1]以實驗數據為基礎建立了高樁碼頭結構抗力隨時間變化模型，并在此基礎上建立了在役高樁碼頭的耐久性和繼續使用壽命模型；桂勁松、康海貴等人[2]采用JC法計算可靠度指標，并采用改進的微分等價遞歸算法計算體系可靠度，對大連鯰魚灣原油碼頭進行體系可靠性評估；馬艷、趙利平等人[3]對在役碼頭進行資料

收集與分析研究，并對在役碼頭進行檢測、評估進行了闡述；楊會來[4]對沿海和華南地區部分高樁碼頭的檢測評估資料進行統計，分析高樁碼頭主要破壞形式及原因，并以舟山中遠一號碼頭為依托，對其進行檢測與評估；四航研究院結構所對西部港口碼頭結構安全性檢測評估技術研究，研究成果形成《港口碼頭結構安全性檢測評估指南》；祖小勇[5]對老舊重力式碼頭檢測評估內容進行探討，總結老舊重力式碼頭檢測、評估的主要內容。

美國紐約經濟發展部早在2001年便已頒布了《港口設施維修管理系統一檢測指導手冊》，該《手冊》內容涵蓋檢測評估內容、檢測評估者職業素質要求等，對碼頭檢測評估具有重要的指導意義；2013年，美國土木工程師學會和港口委員會[6]攜手完成《港口設施檢測評估手冊》，該手冊全面指導港工建筑物的檢測與評估。

近年來，碼頭檢測評估研究雖已取得一定的成果，但大多是建立在碼頭基礎資料健全的基礎上，而對缺乏設計資料的碼頭評估的研究較少。

1 缺乏設計資料的舊碼頭評估方法及內容

早期建設的碼頭，因某些原因，造成設計資料缺失，給碼頭評估增加一定難度。結合國內外研究成果、規范要求及實際檢測評估經驗，本文總結并提出一套缺乏設計資料的碼頭檢測評估方法，含碼頭前期調研、碼頭檢測、碼頭評估等內容。

1.1 現場調研

對于缺乏設計資料的碼頭，需先進行現場調研，收集碼頭基本信息，并根據現場實際情況安排后續檢測工作。現場調研需收集碼頭的基本信息包括：(1)碼頭地理位置及周邊狀況、自然條件；(2)碼頭結構類型；(3)碼頭的用途、裝卸工藝及設備設施；(4)碼頭基本附屬設施；(5)停靠船舶的船型；(6)碼頭結構外觀破壞、裂縫等信息。具體調研內容見表1。

表1 調研內容表

1.2 碼頭檢測

根據碼頭調研結果制定詳細檢測方案，進一步獲取碼頭結構信息。碼頭的檢測內容主要包含總平面布置、水工結構、接岸結構、后方堆場、護岸等。

(1)總平面布置。碼頭總平面信息分為陸域布置和水域布置兩大部分，包括平面尺度和豎向尺度。通過檢測獲取碼頭總平面信息，并繪出總平圖。

(2)碼頭水工結構。水工結構包括水上和水下兩大部分。通過檢測獲取碼頭結構深層信息，構件強度、配筋和碼頭基礎底部信息等。

(3)接岸結構。通過檢測獲取接岸結構型式、尺寸等信息。

(4)后方堆場。通過檢測獲取堆場地基信息。

(5)護岸。通過檢測獲取護岸沖刷情況。

缺乏設計資料的碼頭具體檢測內容及方法見表2。

表2 檢測內容及方法表

1.3 碼頭評估

碼頭評估從碼頭的安全性、耐久性和適用性入手。將碼頭評估分為碼頭總平面布置評估、碼頭水工建筑物及其附屬設施評估、裝卸工藝及設備設施評估、接岸結構評估、后方堆場評估、護岸評估六個評估單元，并對每一單元進行細化，最后綜合每一單元評估結果對碼頭整體狀況進行評價。評估內容及方法見表3。

表3 評估內容及方法表

2 實例分析

某缺乏設計資料的老碼頭，已使用一定年限，因管理上的要求，需進行檢測評估。經現場調查分析，該碼頭從南往北布置1#、2#、3#、4#共4個泊位，泊位長度分別為84.3 m，79.7 m，94.2 m，76.3 m。4個泊位前沿線有一定夾角。碼頭基礎為樁基。靠泊船舶中最大為2 000噸級船舶。

經現場調研收集碼頭基礎資料，對水工結構進行檢測獲取相關數據，并整理、計算、分析，碼頭評估過程及結果總結如下：

2.1 總平面布置

通過實際測量及計算可知，1#泊位最大可滿足一艘1 000噸級雜貨船安全靠泊，2#、4#泊位不能滿足1 000噸級及以上的雜貨船安全靠泊；3#泊位最大可滿足一艘2 000噸級雜貨船安全靠泊。碼頭前沿水深一般在2.5～7.0 m之間，船舶根據水深情況靠泊。

2.2 水工結構及其附屬設施

(1)碼頭結構型式。水工結構型式為板樁，1#、2#、4#泊位下部為單排緊密相接直徑為2.0 m的混凝土樁，3#泊位下部為雙排鋼管樁，緊密交錯布置，直徑為0.6 m，上部澆筑混凝土胸墻，樁基與胸墻形成一整體。

(2)構件外觀。胸墻裂縫：胸墻上裂縫基本為豎向裂縫，但皆未貫穿碼頭面，裂縫長度為1～3 m。裂縫寬度1 mm以上的有8條，裂縫寬度最大達6 mm。

胸墻水平面裂縫較少。

(3)附屬結構。系船柱：兩種型號系船柱混合布置，無規律，系船柱間距4～20 m不等。護舷：1#、2#泊位有少數幾個圓筒形護舷，沿碼頭豎向布置；3#泊位未設置護舷，4#泊位設置一輪胎護舷。護輪坎：碼頭前沿均未建護輪坎。

(4)胸墻混凝土強度。經檢測，本碼頭的混凝土強度均不低于C30，滿足《混凝土結構設計規范》要求。

(5)樁基。樁基基本完好，鋼管樁未發現嚴重銹蝕狀況，混凝土樁未發現明顯淘空現象。

(6)碼頭穩定性。碼頭的樁基的“踢腳”穩定性，以及碼頭整體穩定性均滿足要求。

2.3 裝卸工藝及設備設施

碼頭主要進行煤及礦石等散貨裝卸，碼頭前沿裝卸機械為抓斗式起重機，堆場裝卸機械為單斗裝載機，運輸機械為自卸汽車，裝卸工藝與碼頭相適應。

2.4 堆場

碼頭堆場整體平整，沒有明顯的不均勻沉降現象。堆場面層采用C30混凝土，混凝土面層下為中粗砂及礫砂；動力觸探檢測發現，堆場地基均達到密實程度。

2.5 碼頭整體評估

港口水工建筑物安全性評估等級為B級：安全性不完全符合國家有關標準要求，但不顯著影響承載能力。港口水工建筑物使用性評估等級為B級：建筑物整體完好，但安全附屬設施不齊全。結構構件安全性評估等級為B級。

3 問題探討與建議

碼頭缺乏設計等基礎資料，有些問題難以按常規方法處理，下面就缺乏資料碼頭檢測評估中遇到的幾個顯著問題進行探討。

(1)碼頭未保留有永久觀測點，碼頭標高未知。

早期建設的碼頭，未進行標高設計而僅憑經驗確定碼頭面高度或是由于某原因導致碼頭上永久觀測點缺失。此種情況下，一般借助碼頭附近其他已知高程點推算碼頭面標高。然而在已知高程點離碼頭較遠、轉站測量困難的情況下，碼頭面標高難以確定。本文的碼頭評估只測量水深及水底到碼頭面的距離，并未確定標高。

(2)混凝土強度設計值未知。

混凝土強度設計值未知，無法評估碼頭使用一定年限后混凝土強度與設計要求的差距。建議缺乏設計資料的碼頭進行首次評估時測出每一類型構件的混凝土強度，并判斷是否仍符合規范中混凝土強度要求，以此作為碼頭的基礎資料，為碼頭之后的評估提供參考依據。

(3)碼頭建設時未布設位移、沉降觀測點。

由于缺乏基礎資料，碼頭首次檢估無法判定是否有水平位移、沉降。建議首次評估時在碼頭面布置監測點，并將首次監測數據作為基礎數據，為以后判斷碼頭是否發生變形提供參考依據。

4 結語

基于國內外研究成果及檢測評估經驗，本文提出了缺乏設計的老舊碼頭評估前期調研的內容、檢測內容和方法、評估的項目及方法，并對檢測評估中常遇到的問題進行探討，為缺乏設計資料的碼頭評估提供參考。

[1]黃長虹.在役高樁碼頭耐久性評估方法[D].天津：天津大學，2003.

[2]桂勁松，康海貴，杜莉莉.大連鯰魚灣原油碼頭體系可靠度評估[J]，水運工程，2004，371(12)：57-60.

[3]馬 艷，趙利平，徐 華.在役碼頭的現狀、檢測與評估[J].中國水運，2007，5(11)：32-33.

[4]楊會來.高樁碼頭的檢測與評估[D].重慶：重慶交通大學，2009.

[5]祖小勇.老舊重力式碼頭檢測評估內容的探討[J].科技與信息，2011(13)：656，674.

[6]Heffron R.New ASCE Waterfront Facilities Inspection & Assessment Manual[C].2013.Ports 2013@sSuccess through DiversificationASCE：845-850.

Discussions on Wharf Inspection and Evaluation Problem Lack of Design Data

TANG Jin-ping，ZHANG Jian-qiu，LIU Shu-lin

(Guangxi Transportation Research Institute，Nanning，Guangxi，530007)

Some old docks are lack of design data，which brings the difficulty to the wharf evaluation.Aiming at the wharf inspection and evaluation problem lack of design information，referring to recent domestic and foreign research results，and combined with a large number of wharf inspection and eval-uation work experience，this article presented a complete set of wharf inspection and evaluation pro-gram and methods.

Wharf；Lacking；Design data；Inspection；Evaluation

唐巾評(1988—)，助理工程師，主要從事水運工程結構檢測、安全生產評估工作；

U656.1

A

10.13282/j.cnki.wccst.2015.11.024

1673-4874(2015)11-0108-06

2015-10-12

張建球(1987—)，工程師，主要從事水運工程結構檢測、評估與加固設計工作；

劉姝麟(1988—)，助理工程師，主要從事水運工程結構檢測、評估與加固設計工作。