碼頭檢測方案1

利比里亞邦礦鐵礦項目碼鐵頭檢測方案X局集有公中X團限司1.工程總概況現(xiàn)有BMC碼頭建于1962年，設(shè)計?？?萬噸船舶，設(shè)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(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)均為彷500m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(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。鋼軌道梁與縱梁單根長度約16m，接頭采用高強螺栓連接成連續(xù)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。2.檢測執(zhí)行標準《港口水工建筑物檢測與評估技術(shù)規(guī)范》JTJ302-2006《水運工程水工建筑物原型觀測技術(shù)規(guī)程》JTJ218-2005《港口工程設(shè)施維護技術(shù)規(guī)程》JTJ289《水運工程質(zhì)量檢驗標準》JTS257-2008《水運工程測量規(guī)程》JTJ203-2001《港口工程非破損檢測技術(shù)規(guī)程》JTJ/T272《海港工程鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》JTS153-3-2007《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》JTJ275-2000《港口工程荷載規(guī)范》JTJ215-98《港口工程基樁靜載荷試驗規(guī)程》JTJ255-2002《港口工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》GB50158《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準》GB/T50344-2004工作目標通過結(jié)構(gòu)檢測查清原碼頭系靠船簇樁、裝卸作業(yè)平臺上部結(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，并對該碼頭的承載能力進行相關(guān)試驗，采集各項數(shù)據(jù)及分析結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)技術(shù)改造方案提供科學依據(jù)。檢測內(nèi)容碼頭外觀普查和構(gòu)建幾何參數(shù)及其布置的檢測各構(gòu)件材料強度檢測腐蝕介質(zhì)調(diào)查和檢測混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測鋼結(jié)構(gòu)耐久性檢測防腐蝕措施檢測荷載試驗5.檢測方法外觀和構(gòu)件幾何參數(shù)及其布置的檢測構(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裂、露筋、露石、混凝土蜂窩麻面、掉角等。現(xiàn)場通過拍照、尺量等方法對碼頭現(xiàn)狀進行觀察并統(tǒng)計缺陷，制成表格，統(tǒng)一分析，制定進一步的檢測方案和檢測位置。5.1.2碼頭面高程測量以該碼頭附近港區(qū)所設(shè)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。5.1.3碼頭前沿水平位移測量為測定碼頭前沿的水平位移,用原施工時所設(shè)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。5.1.4鋼管樁厚度測量測點布置。在碼頭胸墻下的樁墻上,沿碼頭長度方向選5個測試位置。測試方法。采用從日本進口的鋼管測厚儀和能在水里測試的探頭測量。測試前將鋼管樁表面打磨出10cmxiocm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。分析測試結(jié)果5.1.5碼頭樁變形測量測點布置。沿碼頭前沿線選5個測試位置。在每個測試位置從港池底開始自下而上選取測試點，港池底面1#測點距2#測點0?79m,以上每米布置一個測點至胸墻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港池底面，在不同高度量測鋼板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(nèi),用水下照明查看讀數(shù)。（2）分析測試結(jié)果。5..2混凝土構(gòu)件強度檢測鉆芯法、回彈法是已建結(jié)構(gòu)的混凝土力學性能檢測的適用、方便、可靠的方法。鉆芯檢測技術(shù)現(xiàn)場鉆芯位置的選擇根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工的基本原則，在整個橋面板上布置測點，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） 借助磁感儀避開結(jié)構(gòu)的鋼筋，尤其是主筋，避開預埋件或管線。（3） 選取混凝土強度質(zhì)量具有代表性的部位。（4） 用于非破損法修正時，應在非破損測試區(qū)或接近非破損測試區(qū)。整個橋面板分成三個區(qū)域，每個區(qū)域選取兩組，6個點布測取芯。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(zhuǎn)使混凝土產(chǎn)生的強烈摩擦抖動，使得鉆芯機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(jié)構(gòu)作出真實評價，甚至出現(xiàn)誤判。所以，在固定鉆芯機時，一定要注意施工現(xiàn)場周圍的具體環(huán)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(zhuǎn)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。5.2.2回彈檢測回彈法檢測混凝土強度具有非破損、儀器輕便、操作簡便、測試范圍分布廣的優(yōu)點，因此得到檢測單位的廣泛應用。構(gòu)件混凝土表面強度采用回彈法檢測部分基樁、立柱、橫梁、縱梁、面板的抗壓強度，每個構(gòu)件根據(jù)尺寸大小布置10?15個測區(qū)，用統(tǒng)一曲線進行強度計算。在回彈值測量完畢后選擇不少于構(gòu)件的30％測區(qū)數(shù)在有代表性的位置上測量碳化深度。（1） 施工中采用不同的模板對回彈值是有一定影響的，會引入較大誤差。例如一般使用鋼?；蚴褂媚０鍍?nèi)加鋪路防水膜成型的構(gòu)件混凝土回彈值普遍偏高，鋼模的保水性較好，對表面10mm內(nèi)厚度的表面強度和表面密度都很有提高，但實際內(nèi)部混凝土強度并未提高。而木模由于木料本身的吸水性，表面的強度發(fā)展就遠不如鋼模。（2） 構(gòu)件表面平整度對回彈值是有較大影響，由于模板漏漿或振搗在混凝土構(gòu)件表面形成蜂窩孔洞、微小的氣泡，表面不平整將大幅降低其回彈值。腐蝕介質(zhì)調(diào)查與檢測抽檢海水檢測，包括氯離子含量、含鹽量、PH值、電阻率的檢測。混凝土耐久性檢測5.4.1檢測方法檢測方法現(xiàn)場巡查每一構(gòu)件，全面記錄各構(gòu)件的外觀缺陷，包括銹脹開裂、露筋、層裂與銹斑等狀況。采用表格及構(gòu)件表面展開圖記錄其破損狀態(tài)，分級評定混凝土外觀狀況。在全面普查的基礎(chǔ)上，通過初步分析、統(tǒng)計與評估，選取部分典型構(gòu)件進行重點檢測。具體檢測方法包括以下幾方面內(nèi)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(gòu)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(gòu)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(qū)域鋼筋表面的腐蝕狀況。（3）氯離子含量檢測?，F(xiàn)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(gòu)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(jù)。（6）混凝土保護層厚度檢測。利用鋼筋位置測定儀結(jié)合局部剔除法測量混凝土構(gòu)件保護層厚度。5.4.2抽樣方案抽樣方案梁板式碼頭相對于其它結(jié)構(gòu)形式碼頭來說構(gòu)件形體相對較小，構(gòu)件數(shù)量眾多。相對于其它結(jié)構(gòu)形式、相同系留線長度和寬度的碼頭而言，同一種抽樣方法所抽取梁板式碼頭構(gòu)件樣本數(shù)量最多，檢測現(xiàn)場作業(yè)量大。由于梁板式碼頭為透空式結(jié)構(gòu)，檢測時需乘船進入碼頭底部進行檢測，受潮汐影響大，潮水過高或過低均不能進行正常的檢測作業(yè)，因此一個工作日中能進行現(xiàn)場檢測作業(yè)的時間非常有限。如果對梁板式碼頭的檢測抽樣數(shù)量過大，必會造成現(xiàn)場作業(yè)量過于繁重，給檢測人員增加不必要的工作量，給委托方增加不必要的經(jīng)濟負擔；如果檢測抽樣數(shù)量過小，則不能客觀、準確地反映梁板式碼頭的技術(shù)狀況。如何合理、科學地確定梁板式碼頭檢測的抽樣方案，是梁板式碼頭檢測的一個重要前提?，F(xiàn)行的常用港口工程的檢測規(guī)范對抽樣方法的規(guī)定各不相同，按不同的規(guī)范對同一碼頭的抽樣數(shù)量大相徑庭。工程實踐發(fā)現(xiàn)：如果嚴格按該規(guī)程中規(guī)定進行抽樣操作，會對有的檢測項目抽樣過于寬松，而對有些檢測抽樣過于嚴格，在實際檢測作業(yè)中難以執(zhí)行，甚至無法執(zhí)行，因此在實際檢測作業(yè)中考慮如下的抽樣方案：（1）混凝土構(gòu)件外觀檢測雖然要求檢測人員有一定的經(jīng)驗，但所需要的儀器設(shè)備比較簡單，有經(jīng)驗的檢測人員僅靠目測、尺量、照相等工具就可完成，檢測作業(yè)速度相對較快，選用全數(shù)檢測方案。（2）構(gòu)件幾何尺寸偏差檢測在設(shè)計圖紙的基礎(chǔ)上選用一次抽樣方案。（3）其余檢測項目進行隨機抽樣，抽樣數(shù)量不少于文獻中規(guī)定的最小樣本容量要求。鋼管樁犧牲陽極陰極保護系統(tǒng)檢測（鋼結(jié)構(gòu)耐久性檢測）犧牲陽極安裝采用水下濕法焊接,將同一組排架內(nèi)部鋼管樁及各個排架之間通過碼頭板梁構(gòu)件內(nèi)鋼筋焊接為一個整體,保證電連接性。犧牲陽極材料為Al-Zn-In-Mg-Ti高效鋁合金。陰極保護系統(tǒng)受以下幾個方面影響：①陽極表面形貌潛水員通過水下探摸觀察,對犧牲陽極的表面形貌進行檢查，觀察陽極表面是否有有很疏松的白色溶解產(chǎn)物,有無海生物附著現(xiàn)象,溶解產(chǎn)物是否很輕易地去除，陽極工作表面溶解是否均勻。②水流由于對水下建筑物實施陰極保護時,流速增加使得水中溶解氧的含量增加并使氧的供應始終是充足的,高流速狀態(tài)下比靜止狀態(tài)下所需的保護電流密度大幾倍甚至幾十倍。犧牲陽極具有自調(diào)節(jié)性能,保護電位下降,與犧牲陽極電位差加大,犧牲陽極輸出電流大,其結(jié)果是陽極的消耗速度加快。水體流速高的地方陽極消耗大;碼頭和引橋連接處,鋼管樁布置密度大,阻礙水體流動,水流速度相對較低,陽極消耗小。:對于鋼管樁碼頭這樣的大型建筑物,可根據(jù)所處的環(huán)境位置選用不同的保護電流密度,適當加大大流速位置的保護電流,保證保護壽命。潮汐影響潮汐時水流量加大,使碼頭局部區(qū)域內(nèi)的海水電阻率升高,導電性變差,對陰極保護系統(tǒng)造成一定影響。水下檢查發(fā)現(xiàn),碼頭靠近河口處的陽極消耗量相對遠離河口處偏小。泥沙淤積影響泥沙淤積導致鋼管樁全浸區(qū)保護面積減少,從而減少了保護電流密度的需求量,使陽極消耗變小。涂層的影響涂層有缺陷時處于浪濺區(qū)混凝土上的涂層嚴重粉化變色可能完全脫落。而完好的涂層可使鋼管樁得到有效的保護,降低所需的保護電流密度,減少陽極的消耗。5.5.2犧牲陽極的剩余壽命隨機選取了排架鋼管樁上的30只陽極,測量陽極的周長和長度,計算出陽極剩余重量和剩余使用年限。陽極剩余重量和剩余使用年限分別按式(1)和(2)計算:Qe二[(D1+D2+D312)2L-V]px10-3(1)式中:Qe為陽極剩余重量,kg;D1、D3為剩余陽極兩端距離端部各10cm處的周長,cm;D2為剩余陽極中部的周長,cm兒為剩余陽極的長度,cm;V為陽極鐵芯的體積,cm3;p為陽極的密度,g/cm3。te=0.85xQeQ0-Qet(2)式中:te為陽極剩余使用年限,a;Qe為陽極剩余重量,kg;Qo為陽極初始重圜kg,取85kg;t為陽極已使用年限，陰極保護檢測直接從鋼管樁上引出陰極測量線,使用便攜式銅/飽和硫酸銅參比電極測量鋼管樁水面、水中和泥面3個位置的保護電位值,共測量150個點。腐蝕觀察對水上部分鋼結(jié)構(gòu)進行近距離觀察、拍照，水下部分通過潛水員水下探摸檢查。5.6防腐蝕檢測外防腐層破損檢測和鋼結(jié)構(gòu)腐蝕狀態(tài)評價的檢測按直流電壓梯度法（DCVG），其特點是利用現(xiàn)有的陰極保護直流信號或臨時向鋼結(jié)構(gòu)施加直流信號，然后在防腐層破損點檢測到管對地極化電壓的異常，從而確定破損點和破損程度。而采用密間隔電位法（CIPS）全面測量，有助于評估管道整體陰極保護的情況。這兩種技術(shù)的結(jié)合（DCVG+CIPS）代表了這一領(lǐng)域的發(fā)展方向，也符合國際防腐蝕工程師協(xié)會（NACE）標準RP0502—2002的基本要求。密間隔電位測量法密間隔電位法CIPS主要用于測定CP系統(tǒng)的效果，間接反映防腐涂層狀況。CIPS法沿管道以間隔1.0?1.5m采集數(shù)據(jù)，繪制連續(xù)的開/關(guān)管地電位曲線圖，反映管道全線陰極保護電位情況。當防腐層某處存在缺陷時，該處電流密度增大，使保護電位正向偏移，當這種偏移達到一定數(shù)量，在地表就可檢測到，當電位（銅/硫酸銅參比電極）低于-850mV時，管道就會發(fā)生腐蝕。CIPS法不能檢出涂層破損的準確位置，實際上是一種管地電位檢測技術(shù)并非涂層缺陷檢測技術(shù)，涂層狀況是通過電位分析獲得的，因此通常要與DCVG配合使用。用CIPS判定CP不足或過保護具有獨到之處。直流電壓梯度法測量時把一個電極探頭放在管道正上方，另一個探頭放在管道的一側(cè)，兩探頭相隔1?2m,沿管道走向每隔一定的距離測量一組數(shù)據(jù)。如果測量到離防腐層破損點足夠近，就可以檢測到直流電壓梯度，并且越接近破損點，高靈敏度的表頭對開/關(guān)（ON/OFF）脈沖電流反應越強烈，越過最強點后，電壓降逐漸減少，退回以不同的角度重做圓形探測，兩個電極探頭電位平衡點之間中點就是破損點中心。先進的DCVG檢測設(shè)備帶有數(shù)據(jù)存儲功能和GPS引擎，既能存儲測量數(shù)據(jù)，也能存儲地理坐標（經(jīng)緯度）數(shù)據(jù)。所有這些數(shù)據(jù)都能傳輸?shù)接嬎銠C中，專用的分析軟件可直觀地顯示測量結(jié)果和防腐層異常情況。這方面的專業(yè)設(shè)備和軟件的開發(fā)，是我們今后的一個發(fā)展方向。DCVG法對于準確確定破損點位置和破損的程度非常有效，但要全面掌握管道的腐蝕情況，還要用CIPS法對管道陰極保護狀態(tài)進行測量。現(xiàn)在國際上最前沿的技術(shù)是把直流電壓梯度法和密間隔電位測量法結(jié)合起來使用，即DCVG+CIPS技術(shù)。一