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)濱海重型機械有限公司

近年來，隨著我國水路運輸?shù)目焖侔l(fā)展，老舊碼頭設(shè)施越來越不適應(yīng)船舶新的發(fā)展需要，如靠泊等級偏低、不能適應(yīng)貨種的變化、岸線資源的利用率偏低、碼頭通過能力不足等。為進一步完善港口功能，適應(yīng)新的發(fā)展需要，需對既有碼頭結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的加固改造。但由于國內(nèi)尚無針對碼頭結(jié)構(gòu)加固改造方法進行的全面、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

基于對國內(nèi)外大量工程案例的調(diào)研，尤其是對近年來我國現(xiàn)有碼頭結(jié)構(gòu)加固改造工程實例的調(diào)研，進行了全面、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)計和施工提供安全、適用和示范性的技術(shù)方法。同時，為構(gòu)建起一整套更加系統(tǒng)完備、科學(xué)規(guī)范、運行有效的技術(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。加固改造項目不涉及到泊位安全等級以及碼頭使用功能的變化。

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

(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)計代表船型滿載靠泊作為碼頭結(jié)構(gòu)計算標(biāo)準(zhǔn)。

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

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

(6)申報加固改造項目的企業(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)計代表船型滿載靠泊作為碼頭結(jié)構(gòu)計算標(biāo)準(zhǔn)。碼頭結(jié)構(gòu)計算時，碼頭前沿設(shè)計泥面高程取值標(biāo)準(zhǔn)，原則上應(yīng)按設(shè)計低水位下最大設(shè)計船型滿載吃水考慮。結(jié)合航道、岸坡情況，碼頭前沿水深可不強制要求達(dá)到設(shè)計水深。

加固改造方案應(yīng)列出原碼頭設(shè)計荷載及參數(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，但不得低于原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；船舶荷載計算應(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)計泥面高程，補充復(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候，上下岸坡就會發(fā)生側(cè)移，與此同時，土體會對樁基礎(chǔ)形成推動力，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，進而導(dǎo)致整個碼頭結(jié)構(gòu)位移或者變形問題的發(fā)生。經(jīng)過對問題的仔細(xì)研究，得出岸坡土體沉降程度會隨著荷載的增加而減小，然而此時承臺樁基礎(chǔ)受力情況就會明顯增大，當(dāng)承臺樁基礎(chǔ)受力超過自身負(fù)載時，就會導(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結(jié)構(gòu)位移和變形問題的發(fā)生，切斷或者減小土體側(cè)移的趨勢，避免樁基礎(chǔ)受力過大等相關(guān)問題，為了讓問題得到更好的解決，提出了對建成碼頭坡頂實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直樁與樁長相同的條件下，采用在后承臺最后排直樁7m和12m處的位置，加入2排灌注樁進行加固，利用這兩排灌注樁可以對坡頂土體側(cè)移進行阻擋，進而降低樁基礎(chǔ)的受力程度，減小變形的危險，另外，利用后加的這些樁基礎(chǔ)可以間接的對力進行轉(zhuǎn)移，減小堆載對岸坡樁基礎(chǔ)造成的影響。經(jīng)過仿真模型的分析，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。對蜂窩、疏松、剝落、腐蝕等劣化的砼表面，鑿除至結(jié)構(gòu)密實層，并對外露銹蝕的鋼筋除銹，清理干凈后用修補膠泥進行修補和復(fù)原處理。②裂縫的修補也可采取相同方法。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對粘貼構(gòu)件的棱角部位，用磨光機打磨成圓角，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)品使用說明書的規(guī)定配制找平材料。②使用找平材料填補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，盡快進入下一工序的施工。

2.2.4 粘貼碳纖維布。①按設(shè)計要求，裁剪碳纖維布，控制好設(shè)計尺寸，嚴(yán)禁彎折材料，裁剪數(shù)量應(yīng)以一個班次的用量為準(zhǔn)。根據(jù)每條碳纖維布的位置量出其長度按實際長度裁剪，并編號按序放置。②按生產(chǎn)廠提供的產(chǎn)品使用說明書的規(guī)定配制膠粘劑，配置時保證膠液攪拌均勻，一次調(diào)和量以在規(guī)定的時間內(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，特別注意滾壓時不得損傷碳纖維布。④進行空鼓檢查。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丁修補法進行處理。

碼頭加固改造是國家建立資源節(jié)約型社會，適應(yīng)社會發(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結(jié)構(gòu)碼頭改造工程的初次試水，工程設(shè)計過程中我們力求達(dá)到結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定與造價最低的結(jié)合統(tǒng)一。希望本文對碼頭結(jié)構(gòu)加固改造及類似的減載靠泊設(shè)計帶來一定的參考價值。

[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)計探討[J].中國港灣建設(shè)，2014(8)：24-27.