趙鵬舉

太重(天津)濱海重型機(jī)械有限公司

碼頭結(jié)構(gòu)加固改造工程的技術(shù)要求和方法

趙鵬舉

太重(天津)濱海重型機(jī)械有限公司

近年來(lái)，隨著我國(guó)水路運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，老舊碼頭設(shè)施越來(lái)越不適應(yīng)船舶新的發(fā)展需要，如靠泊等級(jí)偏低、不能適應(yīng)貨種的變化、岸線資源的利用率偏低、碼頭通過(guò)能力不足等。為進(jìn)一步完善港口功能，適應(yīng)新的發(fā)展需要，需對(duì)既有碼頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的加固改造。但由于國(guó)內(nèi)尚無(wú)針對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)加固改造方法進(jìn)行的全面、系統(tǒng)的研究，因此，需要完善碼頭結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)

碼頭結(jié)構(gòu)加固改造；技術(shù)；方法

基于對(duì)國(guó)內(nèi)外大量工程案例的調(diào)研，尤其是對(duì)近年來(lái)我國(guó)現(xiàn)有碼頭結(jié)構(gòu)加固改造工程實(shí)例的調(diào)研，進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的研究和總結(jié)，形成碼頭加固改造成套技術(shù)，為碼頭結(jié)構(gòu)加固改造的設(shè)計(jì)和施工提供安全、適用和示范性的技術(shù)方法。同時(shí)，為構(gòu)建起一整套更加系統(tǒng)完備、科學(xué)規(guī)范、運(yùn)行有效的技術(shù)體系提供借鑒。

1 碼頭結(jié)構(gòu)加固改造有關(guān)原則及內(nèi)容要求

1.1 有關(guān)原則

(1)以改造后確保安全、地基基礎(chǔ)穩(wěn)定為原則。加固改造項(xiàng)目不涉及到泊位安全等級(jí)以及碼頭使用功能的變化。

(2)加固改造項(xiàng)目不允許新增岸線。碼頭加固改造是在原有碼頭的基礎(chǔ)上進(jìn)行少量的結(jié)構(gòu)改造工程，需要新增岸線的項(xiàng)目將不認(rèn)為是加固改造項(xiàng)目。

(3)碼頭結(jié)構(gòu)加固改造方案中，應(yīng)以擬靠泊的最大設(shè)計(jì)代表船型滿載靠泊作為碼頭結(jié)構(gòu)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。

(4)符合報(bào)送碼頭結(jié)構(gòu)加固改造工程的泊位，在加固改造方案報(bào)送前必須完成竣工驗(yàn)收。

(5)碼頭結(jié)構(gòu)加固改造項(xiàng)目宜大不宜小、宜普不宜危，3000t以下碼頭建議走發(fā)改委項(xiàng)目審批程序或技改程序。

(6)申報(bào)加固改造項(xiàng)目的企業(yè)應(yīng)有迫切的需求性和充分的必要性。

1.2 改造工程方案的技術(shù)要求

(1)總平面布置。加固改造的碼頭工程不得增加使用新的港口岸線，如需增加港口岸線需辦理相關(guān)審批手續(xù)，碼頭前沿線位置原則上不得改變。

(2)裝卸工藝。碼頭結(jié)構(gòu)加固改造不涉及裝卸貨種、運(yùn)能的變化，但需核算現(xiàn)有裝卸設(shè)備是否滿足最大設(shè)計(jì)船型裝卸的要求。

(3)水工建筑物。碼頭結(jié)構(gòu)加固改造方案中，應(yīng)以擬靠泊的最大設(shè)計(jì)代表船型滿載靠泊作為碼頭結(jié)構(gòu)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。碼頭結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，碼頭前沿設(shè)計(jì)泥面高程取值標(biāo)準(zhǔn)，原則上應(yīng)按設(shè)計(jì)低水位下最大設(shè)計(jì)船型滿載吃水考慮。結(jié)合航道、岸坡情況，碼頭前沿水深可不強(qiáng)制要求達(dá)到設(shè)計(jì)水深。

加固改造方案應(yīng)列出原碼頭設(shè)計(jì)荷載及參數(shù)取值，關(guān)于工藝荷載標(biāo)準(zhǔn)，如不涉及裝卸設(shè)備的改變，則工藝荷載取值可以參考原設(shè)計(jì)，但不得低于原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；船舶荷載計(jì)算應(yīng)按規(guī)范要求取值，且不得包含限定條件。按照加固改造設(shè)計(jì)泥面高程，補(bǔ)充復(fù)核碼頭岸坡整體穩(wěn)定。

2 碼頭的加固技術(shù)

2.1 灌注樁在高樁碼頭變形加固中的應(yīng)用

由于高樁碼頭的上下岸坡為淺基礎(chǔ)土體結(jié)構(gòu)，因而在受到外界作用力或者荷載的時(shí)候，上下岸坡就會(huì)發(fā)生側(cè)移，與此同時(shí)，土體會(huì)對(duì)樁基礎(chǔ)形成推動(dòng)力，致使碼頭結(jié)構(gòu)中的基樁、樁梁、橫梁等主要結(jié)構(gòu)受到不同程度的損害，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)碼頭結(jié)構(gòu)位移或者變形問(wèn)題的發(fā)生。經(jīng)過(guò)對(duì)問(wèn)題的仔細(xì)研究，得出岸坡土體沉降程度會(huì)隨著荷載的增加而減小，然而此時(shí)承臺(tái)樁基礎(chǔ)受力情況就會(huì)明顯增大，當(dāng)承臺(tái)樁基礎(chǔ)受力超過(guò)自身負(fù)載時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致變形現(xiàn)象的發(fā)生。為了使高樁碼頭結(jié)構(gòu)發(fā)生位移和變形事件得到有效控制，需要考慮控制后方承臺(tái)結(jié)構(gòu)位移和變形問(wèn)題的發(fā)生，切斷或者減小土體側(cè)移的趨勢(shì)，避免樁基礎(chǔ)受力過(guò)大等相關(guān)問(wèn)題，為了讓問(wèn)題得到更好的解決，提出了對(duì)建成碼頭坡頂實(shí)施灌注樁加固的處理方案，在保持樁間距與碼頭橫向排間距相同以及后承臺(tái)直樁與樁長(zhǎng)相同的條件下，采用在后承臺(tái)最后排直樁7m和12m處的位置，加入2排灌注樁進(jìn)行加固，利用這兩排灌注樁可以對(duì)坡頂土體側(cè)移進(jìn)行阻擋，進(jìn)而降低樁基礎(chǔ)的受力程度，減小變形的危險(xiǎn)，另外，利用后加的這些樁基礎(chǔ)可以間接的對(duì)力進(jìn)行轉(zhuǎn)移，減小堆載對(duì)岸坡樁基礎(chǔ)造成的影響。經(jīng)過(guò)仿真模型的分析，總結(jié)出了加固前后不同斷面上的樁基變形和受力的變化情況。

2.2 碳纖維加固技術(shù)

2.1.1 混凝土基層處理。對(duì)蜂窩、疏松、剝落、腐蝕等劣化的砼表面，鑿除至結(jié)構(gòu)密實(shí)層，并對(duì)外露銹蝕的鋼筋除銹，清理干凈后用修補(bǔ)膠泥進(jìn)行修補(bǔ)和復(fù)原處理。②裂縫的修補(bǔ)也可采取相同方法。③由于滲水等原因造成的混凝土構(gòu)件污垢，采用高壓清水沖洗，不宜用化學(xué)試劑清洗。④對(duì)粘貼構(gòu)件的棱角部位，用磨光機(jī)打磨成圓角，半徑不小于20mm。

2.2.2 涂刷底膠。①按生產(chǎn)廠提供的產(chǎn)品使用說(shuō)明書的規(guī)定配制底膠。②控制好一次調(diào)和用量，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用完。③采用滾筒刷將底膠均勻涂抹在砼表面，在底膠表面指觸干燥后，宜盡快施工下一道工序。

2.2.3 找平處理。①按生產(chǎn)廠提供的產(chǎn)品使用說(shuō)明書的規(guī)定配制找平材料。②使用找平材料填補(bǔ)平整混凝土表面的凹陷部位，保證棱角部位的平整度。③在找平材料表面指觸干燥后，盡快進(jìn)入下一工序的施工。

2.2.4 粘貼碳纖維布。①按設(shè)計(jì)要求，裁剪碳纖維布，控制好設(shè)計(jì)尺寸，嚴(yán)禁彎折材料，裁剪數(shù)量應(yīng)以一個(gè)班次的用量為準(zhǔn)。根據(jù)每條碳纖維布的位置量出其長(zhǎng)度按實(shí)際長(zhǎng)度裁剪，并編號(hào)按序放置。②按生產(chǎn)廠提供的產(chǎn)品使用說(shuō)明書的規(guī)定配制膠粘劑，配置時(shí)保證膠液攪拌均勻，一次調(diào)和量以在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)用完為準(zhǔn)，并均勻涂抹于粘貼部位。③在粘貼的位置用手輕壓貼上碳纖維布，并沿纖維方向采用滾筒多次滾壓，擠除碳纖維布中的氣泡，確保膠粘劑充分浸透，直到碳纖維絲間有浸漬膠液滲出為止，特別注意滾壓時(shí)不得損傷碳纖維布。④進(jìn)行空鼓檢查。將有空鼓的位置可采用注入膠粘劑法、割刀切入填充膠粘劑法或補(bǔ)丁修補(bǔ)法進(jìn)行處理。

碼頭加固改造是國(guó)家建立資源節(jié)約型社會(huì)，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要，節(jié)約岸線資源的重要手段之一。大連市某石化公司碼頭結(jié)構(gòu)加固改造工程方案是我們對(duì)結(jié)構(gòu)碼頭改造工程的初次試水，工程設(shè)計(jì)過(guò)程中我們力求達(dá)到結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定與造價(jià)最低的結(jié)合統(tǒng)一。希望本文對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)加固改造及類似的減載靠泊設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的參考價(jià)值。

[1]王軒.天津港老舊碼頭加固和加深改造[J].港工技術(shù)，2011(48)：30-32.

[2]邊樹濤，宓寶勇.重力式碼頭結(jié)構(gòu)加固改造設(shè)計(jì)探討[J].中國(guó)港灣建設(shè)，2014(8)：24-27.