碼頭無損檢測技術的應用及對若干問題的探討

2015-10-21 19:41:30楊世發

建筑工程技術與設計 2015年5期

楊世發

【摘要】無損檢測技術在碼頭水工建筑物安全檢測方法中具有廣泛應用。采用無損檢測技術，通過對碼頭各構件的檢測，評估其現今技術狀態，從而采用對應處理方法，保障碼頭水工建筑物結構穩定，延長其使用壽命。本文結合工程實例，對碼頭無損檢測技術的應用進行分析，對檢測過程中存在的問題進行探討，研究相關改善措施。

【關鍵詞】碼頭檢測；無損檢測技術；檢測技術應用；檢測問題；問題對策

一.引言

碼頭等水工建筑物隨著使用年限增長，不斷遭受雨水沖蝕及海水等自然條件侵蝕沖擊，以及使用過程中的損傷，容易出現結構老化等問題，影響正常使用。維修改造逐漸受到重視，而采用無損檢測技術對舊有混凝土結構進行檢測、評估、診斷，成為改善結構使用安全、防范事故的重要措施。通過無損檢測技術，對建筑安全性、穩定性、耐久性進行鑒定，而后結合檢測情況采用對應處理措施，改善碼頭質量問題，延長使用壽命。

二.工程概述

某碼頭建于1962年，設計停靠9萬噸船舶，設計水深14m。平面尺寸長270.4m，寬12.5m，軌道間距10.5m。本碼頭為突堤式高樁梁板碼頭，中間段標準排架間距8.0m，岸側端排架間距為7.0m，海側端排架間距為6.4m，共布置排架35榀。排架基礎均為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，標準排架每榀設2根直樁和2根橫向斜樁，中部三榀排架設6跟斜樁。上部結構由鋼筋混凝土面板、H型鋼軌道梁、H型鋼縱梁和H型鋼橫梁組成。鋼軌道梁與縱梁單根長度約16m，接頭采用高強螺栓連接成連續梁。碼頭面上保留了兩條裝船機鐵軌和兩條火車鐵軌，各軌道下對應布置有H型鋼軌道梁和縱梁。通過結構檢測查清原碼頭系纜墩臺、裝卸作業平臺上部結構、基樁及附屬設施等結構的受損程度及現狀，并對該碼頭的承載能力進行相關試驗，采集各項數據及分析結構，對該碼頭的安全性、使用性和耐久性作出評估分級，為碼頭結構技術改造方案提供科學依據。

三.碼頭無損檢測技術應用及問題對策

3.1碼頭無損檢測的主要內容

碼頭無損檢測內容主要包括：結構現狀調查，混凝土強度檢測，混凝土構件配筋檢測，混凝土構件保護層厚度檢測，混凝土構件損傷檢測，混凝土構件碳化深度檢測，混凝土構件化學侵蝕檢測，混凝土中鋼筋銹蝕劣化檢測，鋼結構構件變形檢測，鋼結構構件銹蝕檢測，鋼結構連接檢測，防波堤和護岸變形檢測，防波堤和護岸損傷檢測，腐蝕性介質分析。

3.2檢測方法

3.2.1外觀和構件幾何參數及其布置的檢測

構件表面質量狀況檢查表面質量檢查具體包括：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裂、露筋、露石、混凝土蜂窩麻面、掉角等。現場通過拍照、尺量等方法對碼頭現狀進行觀察并統計缺陷，制成表格，統一分析，制定進一步的檢測方案和檢測位置。

以該碼頭附近港區所設置的水準點為測量基點，用水準儀對碼頭上布置多個測點進行測量。將碼頭前沿測點的平均標高與碼頭前沿竣工時的實測平均標高相比較。同時檢查其它地方測點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。為測定碼頭前沿的水平位移，用原施工時所設的控制基線，測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鋼管樁厚度測量

沿碼頭縱向方向抽樣選取若干測試樁。采用從日本進口的鋼管測厚儀測量。測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厚儀檢測鋼管壁厚，每處測試位置測試6次。

3.3.3樁基傾斜測量

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

3.3.4鉆芯檢測技術

根據結構設計和施工的基本原則，在整個碼頭面板上布置測點，鉆芯位置的選取正是根據這些原則確定。（1）受力較大的部位、安全度不足的構件截面不能取芯。（2）借助磁感儀避開結構的鋼筋，尤其是主筋，避開預埋件或管線。（3）選取混凝土強度具有代表性的部位。（4）用于非破損法修正時，應在非破損測試區或接近非破損測試區。

3.3.5鉆芯在檢測中遇到的問題及解決

在實際檢測過程中，鉆筒高速的運轉使混凝土產生的強烈摩擦抖動，使得鉆芯機漸漸變松后鉆筒與結構面不垂直，造成所取的芯樣容易出現芯樣裂縫、缺邊、少角、錯位、傾斜及喇叭口變形、端面與軸線的不垂直度超過2度等缺陷，甚至打斷鉆頭的鋼齒。帶有缺陷的芯樣會造成混凝土檢測強度與實際強度偏差較大，影響對結構作出真實評價，甚至出現誤判。所以，在固定鉆芯機時，一定要注意施工現場周圍的具體環境、所鉆取的混凝土強度的范圍（不宜在強度低于10MPa的混凝土上鉆芯，因為鉆芯機較難固定），在鉆芯機主軸的旋轉軸線與被鉆芯樣的混凝土表面相垂直的情況下，才能進行鉆芯樣工作。

3.3.6 混凝土耐久性檢測

檢測方法現場巡查每一構件，全面記錄各構件的外觀缺陷，包括銹脹開裂、露筋、層裂與銹斑等狀況。采用表格及構件表面展開圖記錄其破損狀態，分級評定混凝土外觀狀況。在全面普查的基礎上，通過初步分析、統計與評估，選取部分典型構件進行重點檢測。具體檢測方法包括以下幾方面內容：

（1）混凝土外觀檢查。對于裂縫、混凝土剝落及表面銹跡等外觀破損，用直尺進行測量，輔以攝像或拍照方式，并在構件表面展開圖上標明外觀破損的位置、尺寸及面積。

（2）混凝土中鋼筋銹蝕檢測。對于露筋部位，剔除鋼筋周圍混凝土及銹層，用卡尺量取其剩余直徑；對銹蝕情況不明的構件，采用混凝土鋼筋銹蝕測定儀進行混凝土中鋼筋半電池電位測量、繪制等電位圖，定性確定鋼筋的腐蝕范圍，評判不同區域鋼筋表面的腐蝕狀況。

（3）氯離子含量檢測。現場對混凝土分層取樣，在實驗室中分析混凝土中鋼筋附近氯離子含量，確定構件遭受氯離子污染的程度。

（4）混凝土強度檢測。采用取芯法修正回彈法檢測混凝土強度。

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

（6）混凝土保護層厚度檢測。利用鋼筋位置測定儀結合局部剔除法測量混凝土構件保護層厚度。

四.結束語

碼頭無損檢測技術的應用，對延長碼頭使用壽命具有重要意義。在檢測過程中，容易出現各類異常問題，必須要嚴格貫徹技術規范要求，結合現場實際情況，采用合理處理措施，確保檢測結果的準確性。

參考文獻：

[1]季勇志.基于三維導波理論的碼頭樁基無損檢測方法的數值模擬研究[D].天津大學，2010