港口混凝土工程中的試驗(yàn)檢測技術(shù)

林光亮

中交第三航務(wù)工程局有限公司

1 引言

眾所周知，試驗(yàn)檢驗(yàn)技術(shù)作為一種對(duì)工程質(zhì)量的評(píng)估方式，尤其對(duì)港口混凝土工程的質(zhì)量有著特殊要求。該技術(shù)是對(duì)工程中的鋼筋主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測和檢驗(yàn)，以此獲得科學(xué)的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，作為工程質(zhì)量合格與否的依據(jù)[1]，并通過一定的試驗(yàn)和技術(shù)配比提高混凝土的耐久性和使用年限，在港口工程中起著一定的督促作用，值得深入研究。

2 工程概況

該碼頭泊位項(xiàng)目覆蓋面積可達(dá)32.965 萬平方米，位于某海域的灘涂地帶，共分3個(gè)作業(yè)區(qū)。由于項(xiàng)目所處地理位置特殊，經(jīng)緯度也不同，故在水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面以7萬噸級(jí)散貨船為基礎(chǔ)進(jìn)行新建。項(xiàng)目工程量大且涵蓋作業(yè)甚多，除碼頭主體施工和護(hù)岸工程之外，還有相應(yīng)的輔助配套作業(yè)，如港池疏浚、軟土地基的處理以及陸域形成等。另外在1號(hào)和3號(hào)作業(yè)區(qū)內(nèi)，特將兩端泊位線設(shè)置延伸部分，為方便后續(xù)工程的銜接，將+8.73m～6.55m 設(shè)定為陸域形成的設(shè)計(jì)值，用科學(xué)合理的方式完成碼頭作業(yè)。

3 碼頭施工布置

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

碼頭施工前期，要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，因地制宜地設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。本工程因其所處位置的河床較低，所以決定在板樁前進(jìn)行拋填塊石，其高度要符合設(shè)計(jì)稿的河底值。就本項(xiàng)目而言，碼頭的總長度在l10.06m左右，施工擬采用單錨鋼板樁結(jié)構(gòu)。具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置可參照以下數(shù)值進(jìn)行。

鋼板樁型號(hào)：盧森堡產(chǎn)，AU20，其中有效寬度為760mm，有效高度在210mm左右，長為l1.6m。

門機(jī)軌道梁：作為灌注的重點(diǎn)對(duì)象，該碼頭的門機(jī)軌道梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也要科學(xué)、合理，而矩形結(jié)構(gòu)非常適用于本工程前后軌的基礎(chǔ)布置，且形狀的寬可設(shè)定為0.6m、高為l.0m，使用樁徑為0.4m、樁長14m的沉管灌注樁進(jìn)行灌注。值得一提的是，樁的間距在3m為最佳，可保證軌道梁灌注時(shí)的連續(xù)性。

后方錨碇：根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，特將現(xiàn)澆混凝土錨碇墻作為此處的錨碇結(jié)構(gòu)，并在錨碇墻前設(shè)置板樁，方便之后的碎石回填。需要注意的是，設(shè)置該錨碇時(shí)為確保工程的質(zhì)量，特選用強(qiáng)度等級(jí)為C30混凝土，墻高設(shè)定在2.8m、厚0.36m為最佳。

鋼筋混凝土胸墻：胸墻選用C30 混凝土制作，設(shè)在鋼板樁上，高3.3m、頂寬0.4m、底寬0.91m；胸墻距碼頭頂面的2.5m 位置，設(shè)置總長度為18.30m 的鋼拉桿，拉桿用型號(hào)為Q345 的鋼制作，直徑為63mm、排布間距在1.5m。

3.2 設(shè)備及施工安排

該碼頭作業(yè)甚多，不同階段所需的設(shè)備不盡相同。在船舶靠岸時(shí)，需要在碼頭上設(shè)置幾個(gè)懸掛式的爬梯，呈沿線并排布置，且兼具靈活性，確保隨時(shí)能移動(dòng)，便于水不深時(shí)船舶靠岸系纜，另外設(shè)置6個(gè)重150kN 的船柱。面層施工時(shí)，因面層屬于碼頭的前方作業(yè)，一定要注重平穩(wěn)性，鋪設(shè)過程中要根據(jù)位置的不同合理設(shè)定鋪設(shè)厚度，具體為：前后軌道梁之間：混凝土厚度和碎石基層均為20cm；后軌道梁之后：混凝土厚度為30cm，碎石基層在20cm。

為確保新碼頭的施工順利開展，首先清除舊碼頭的原有部分面層和結(jié)構(gòu)物。又因是新建碼頭，端部與舊碼頭的高低不一，存在不平穩(wěn)現(xiàn)象，為解決這一問題可將長度為2.5m的翼墻設(shè)置在上下游處，與碼頭前線成90°垂直角，并在上下兩端斜街處設(shè)置由瀝青木板填充的變形縫，此縫的寬度可參照20mm為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排布。

4 試驗(yàn)檢測技術(shù)在港口混凝土工程中的應(yīng)用

4.1 混凝土施工技術(shù)要求

4.1.1 材料的選取

作為混凝土施工的基礎(chǔ)，材料運(yùn)用的得當(dāng)與否將直接影響工程的整體質(zhì)量[2]。根據(jù)我國現(xiàn)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，港口混凝土工程中需要用到的材料的物理及化學(xué)成分均要達(dá)到一定的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。就本工程而言，擬采用425#的普通硅酸鹽水泥作為水泥混凝土的面板，混凝土的用水也要經(jīng)過細(xì)致的試驗(yàn)篩選，諸如堿、酸、油等對(duì)混凝土質(zhì)量會(huì)造成直接影響的類似有機(jī)物均不可采用。

對(duì)于其他材料的含量選擇，可按以下內(nèi)容為基礎(chǔ)進(jìn)行篩選：含鹽量＜5mg/cm3；硅酸＞2.7mg/cm3；pH值＞4；碎石粒徑＜4cm，強(qiáng)度＞3，土雜質(zhì)含量＜1%，顆粒含量＜13%，整體壓碎值＜10%，且質(zhì)地耐用、干凈，具備一定的硬度，級(jí)配碎石及天然沙礫顆粒組合需符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定；砂的含泥量＜3%，中粗砂，級(jí)配細(xì)度模數(shù)＞2.5，材質(zhì)堅(jiān)硬、耐用且干凈。

4.1.2 施工工藝

胸墻和錨錠墻混凝土澆筑過程中溫度會(huì)偏高，所以需用木夯對(duì)其表面進(jìn)行搗壓和整平，根據(jù)實(shí)際的溫度變化數(shù)值，應(yīng)一層一層覆蓋材料，并隨時(shí)增減覆蓋材料。值得注意的是，現(xiàn)場混凝土的坍落度也有相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，具體需控制在9±2cm之間，并在拆模后的20天內(nèi)對(duì)之前的澆筑作業(yè)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。另外搗振時(shí)要遵循“分層、分段、連續(xù)不斷地薄層澆筑”的原則。圖1為項(xiàng)目胸墻混凝土澆筑作業(yè)平面圖。

圖1 胸墻混凝土澆筑作業(yè)示意圖

4.2 試驗(yàn)檢測

港口工程中的混凝土檢測要根據(jù)具體鋼筋特點(diǎn)進(jìn)行。例如主體結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度、混凝土在遇冷情況下出現(xiàn)的裂縫以及鋼筋的位移等情況都可列為檢驗(yàn)的項(xiàng)目[3]。具體為以下幾點(diǎn)。

（1）胸墻混凝土部分抗壓強(qiáng)度檢測。作為混凝土工程質(zhì)量控制的技術(shù)指標(biāo)，抗壓強(qiáng)度檢測方式也在隨著時(shí)代的發(fā)展而變化，目前最常用的檢測方法包含鉆芯法、回彈法及超聲回彈綜合法這3個(gè)類別，檢驗(yàn)的方式也由最初的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)升級(jí)為現(xiàn)在的實(shí)體強(qiáng)度檢驗(yàn)和對(duì)同條件下養(yǎng)護(hù)預(yù)留試件的評(píng)定。

本工程迎水面位置特殊，無法布置試驗(yàn)區(qū)，只能尋找混凝土外露的地方分布測區(qū)，并按照距離遠(yuǎn)近分成12個(gè)測區(qū)，結(jié)合現(xiàn)行法律法規(guī)，運(yùn)用回彈法檢驗(yàn)及確定混凝土的強(qiáng)度，以40°角作為回彈儀的角度進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)后抽取4個(gè)測區(qū)進(jìn)行回值測試，確定混凝土被污染的程度。12測區(qū)混凝土強(qiáng)度值如表1所示。

表1 混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果表（單位：MPa）

由上述表1 數(shù)據(jù)顯示可知，12 測區(qū)的混凝土抗壓強(qiáng)度值均在混凝土等級(jí)C30的要求之內(nèi)，算為合格。

（2）面層強(qiáng)度檢測。對(duì)于混凝土工程質(zhì)量的檢測方法，本工程除了運(yùn)用回彈法，在面層強(qiáng)度的檢測中也運(yùn)用到了取芯法。但與回彈法不同的是，取芯法在不同場合以及不同芯樣的檢測過程中操作較為簡單，檢驗(yàn)后的厚度值也滿足之前的設(shè)計(jì)值，在30.0cm之間。

（3）勻性檢測。除抗壓強(qiáng)度外，胸墻的混凝土勻性也需要進(jìn)行檢測。倘若混凝土分布不均勻會(huì)導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)，從而降低墻體的質(zhì)量。此項(xiàng)檢測中抽取8～10個(gè)位置，運(yùn)用超聲波法檢測，檢驗(yàn)的結(jié)果中如顯示有8～9 個(gè)波形正常，剩余略有偏差，也可算作均勻。

（4）鋼筋和保護(hù)層厚度檢測。對(duì)面層檢測完后如無裂縫發(fā)生，緊接著對(duì)主體結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋位置進(jìn)行檢測，且由內(nèi)到位、分階段地利用鋼筋保護(hù)測定儀進(jìn)行抽樣檢查，如鋼筋位置與最初的設(shè)計(jì)值相符即算正常。保護(hù)層的厚度可參照最小厚度值35mm、最大厚度55mm為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。

4.3 試驗(yàn)檢測效果分析

近年來，試驗(yàn)檢測技術(shù)在港口工程中的運(yùn)用越來越廣泛，上文通過對(duì)實(shí)際案例的剖析，將混凝土工程中的主體鋼筋結(jié)構(gòu)及面層施工進(jìn)行了分批闡述，具備一定的參考價(jià)值。而通過檢測得出的數(shù)據(jù)也可給評(píng)定混凝土工程質(zhì)量合格與否做數(shù)據(jù)支撐，且相較于一般的評(píng)估方式，試驗(yàn)檢測雖然復(fù)雜，但對(duì)參與建設(shè)的相關(guān)單位來說也具備一定的督促作用，值得推廣和采用。作為整個(gè)混凝土工程的基礎(chǔ)，試驗(yàn)檢測工作可看作是工程的核心部分，只有將其嚴(yán)格運(yùn)用到項(xiàng)目建設(shè)中，才能建立起有效地質(zhì)量監(jiān)控體系，從而提高港口工程的施工水平[4]。

5 試驗(yàn)檢測控制舉措

相比于其他類別工程，港口工程對(duì)混凝土材料的選取更為嚴(yán)格，因其所處的地理環(huán)境特殊，常年位于海上，較為注重混凝土的適用性和耐久性，故此在進(jìn)行試驗(yàn)檢測工作中，需要從源頭，即混凝土的材料、施工工藝和使用效果方面進(jìn)行嚴(yán)格控制，以達(dá)到精準(zhǔn)的檢驗(yàn)效果，為提高工程質(zhì)量打好基礎(chǔ)，促進(jìn)港口工程領(lǐng)域不斷向前發(fā)展。

6 結(jié)束語

綜上所述，本文依托某碼頭工程，對(duì)港口混凝土工程中的相關(guān)試驗(yàn)檢測技術(shù)提出了一些見解和想法，希望能為相關(guān)從業(yè)人員解惑，起到一定的參考作用。