沙特達曼港碼頭胸墻改造施工控制要點

陳 俊 王學(xué)明

(中交二航局， 湖北 武漢)

1 工程概況

沙特達曼港位于沙特東海岸達曼市，其為沙特東部地區(qū)最大港口，同時也是沙特的第二大港口。近年來隨著經(jīng)濟增長，其港內(nèi)集裝箱貨運吞吐量不斷增長，初期規(guī)劃的集裝箱泊位已不能滿足現(xiàn)狀要求。本改造項目位于沙特達曼港 29#泊位，該泊位為重力式沉箱結(jié)構(gòu)，全長240m。其原為散貨泊位，由于胸墻面層損壞嚴重，因此無法在現(xiàn)有的胸墻上直接安裝軌道、系船柱等附屬設(shè)施，同時后方陸域堆場原為瀝青路面，受車輛重載影響破損嚴重，并產(chǎn)生較多車轍。鑒于以上種種情況，業(yè)主決定對現(xiàn)有泊位進行升級改造。

主要工作內(nèi)容包括：碼頭胸墻改造、后方陸域堆場改造及附屬設(shè)施安裝等。

其中碼頭改造主要工作內(nèi)容包括：1）鑿除原有胸墻面層（鑿除深度不小于30cm）；2）植入環(huán)氧鋼筋（植入深度不小于20cm）；3）新建繞線坑；4）系船柱、橡膠護舷安裝新建5）電纜槽及軌道槽；6）胸墻混凝土面層澆筑；7）后方軌道梁施工；

后方陸域堆場改造包括：1）舊有堆場面層鑿除；2）新建電纜、通訊管網(wǎng)；3）新建混凝土堆場面層。由于后方陸域堆場施工基本上為常規(guī)施工，本文僅對胸墻改造的施工要點及質(zhì)量控制進行闡述。

圖1 胸墻改造斷面圖

2 施工工藝流程

本項目主要施工工藝流程如下圖所示

圖2 施工工藝流程圖

3 胸墻改造施工要點

對于海港碼頭的胸墻改造，其對新建結(jié)構(gòu)的耐久性要求較高，因此如何保護鋼筋涂層是工作重點之一。同時，碼頭胸墻經(jīng)常受車輛荷載沖切，植入鋼筋的施工質(zhì)量控制也極其重要。因此本文重點從耐久性控制及鋼筋植入的施工控制來進行闡述。

3.1 耐久性控制-環(huán)氧鋼筋涂層檢測、保護及修復(fù)

本項目對結(jié)構(gòu)耐久性要求較高，因此所有的鋼筋均采用環(huán)氧涂層鋼筋，因此控制要點在于對于涂層的保護。

1）涂層可彎性檢測：根據(jù)本項目施工技術(shù)規(guī)格書要求，每一批次環(huán)氧鋼筋進場之后應(yīng)對其涂層可彎性進行檢測。根據(jù)項目技術(shù)規(guī)格書規(guī)定，其檢測方法如下：

■ 對于直徑小于等于20mm的鋼筋，取三組鋼筋樣品，繞芯軸彎曲180度，芯軸直徑等于4倍鋼筋直徑；

■ 對于直徑大于20mm且小于等于36mm的鋼筋，取三組鋼筋樣品，繞芯軸彎曲180度，芯軸直徑等于6倍鋼筋直徑；

■ 對于直徑大于36mm的鋼筋，取三組鋼筋樣品，繞芯軸彎曲90度，芯軸直徑等于6倍鋼筋直徑。

如果品未見明顯的涂層裂縫、涂層剝落的現(xiàn)象，則該批次滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2）吊運及存放：本項目對于環(huán)氧鋼筋的吊運及存放均作出了嚴格的要求。吊運過程采用柔性吊帶，嚴禁使用鋼絲繩作為吊索具。同時用于墊鋼筋的枕木上均包裹了海綿墊，防止局部區(qū)域的涂層受到損壞。

3）鋼筋切斷：根據(jù)規(guī)范要求，環(huán)氧鋼筋的切斷可采用鋼筋切斷機或者輪砂機，但不得采用氣割方式進行切斷。

4）涂層恢復(fù)：根據(jù)技術(shù)規(guī)格書要求，在出現(xiàn)下情況應(yīng)對涂層進行恢復(fù)：

■ 每米環(huán)氧鋼筋的涂層破壞超過其表面積的0.5%；（涂層表面積損壞超過1%的鋼筋不得使用）

■ 環(huán)氧鋼筋的切斷口處。

修復(fù)涂層的材料應(yīng)保持一致，因此強制要求廠家提供了相應(yīng)的修復(fù)材料，根據(jù)其使用手冊規(guī)定，修復(fù)涂層厚度不應(yīng)該大于240μm且不小于180μm，且修補后2小時內(nèi)不得澆筑混凝土。

3.2 胸墻植筋施工要點及質(zhì)量控制

新舊混凝土的結(jié)合是否良好，很大程度取決于植入鋼筋的穩(wěn)固性。特別是對于碼頭胸墻部位，因其經(jīng)常受車輛重載影響，如植筋質(zhì)量未能保障，很可能出現(xiàn)新舊混凝土剝離現(xiàn)象。因此植筋的施工工藝及質(zhì)量控制方法尤為重要。其主要施工控制要點如下：

5）鉆孔：鉆孔之前要根據(jù)設(shè)計的鋼筋植入間距在胸墻上作出標(biāo)記。根據(jù)破壞性試驗數(shù)據(jù)得出，鉆孔的孔徑比植入鋼筋的直徑大6mm左右時，其抗拔效果最好（后文將對抗拔實驗作詳細闡述）。由于本項目的植入鋼筋直徑為20mm，植筋鉆頭選26mm的錐柄麻花鉆。鉆孔的控制要點在于選用合適的鉆頭尺寸。

6）鋼筋抗拔實驗：

本項目鋼筋采用英標(biāo)BS4449的相關(guān)要求，抗拉強度設(shè)計值為435mpa。植入鋼筋直徑為20mm，設(shè)計要求植入鋼筋深度不得小于20cm，同時其單根受拉承載力設(shè)計值為135KN。

根據(jù)GB 50367-2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》中第15.2.2規(guī)定：單根植筋錨固承載力設(shè)計值應(yīng)該符合下列公式：

其反推單根植筋錨固承載力設(shè)計值=435×3.14*10*10=136.59KN，國標(biāo)中所規(guī)規(guī)定的抗拔設(shè)計強度基本上與歐標(biāo)一致。由于歐標(biāo)及國標(biāo)當(dāng)中關(guān)于單根植筋錨固承載力設(shè)計值基本上一致，經(jīng)過現(xiàn)場溝通，咨詢工程師同意采用國標(biāo)試驗方法。

實驗檢測方法：

■ 實驗依據(jù)：本實驗方法按照JGJ 145-2013《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》附錄B所規(guī)定進行測試；

■ 實驗時間：植筋完成之后72小時后進行；

■ 實驗儀器：壓力傳感器、千斤頂、位移傳感器、支撐鋼材等。

■ 實驗方法：為選取最合適孔徑，在實驗階段分別選取了 3種孔徑作為對比實驗，三種孔徑分別為 22mm，26mm，30mm。實驗前預(yù)估破壞荷載Nu=500*3.14*10*10=157KN（鋼筋極限強度 500MPA），按照分級加荷速度劃分為12個等級，其中前8級按照每級增加15.7KN并持荷1.5分鐘，從第9至第12級按照每級增加7.85KN并持荷30秒直至破壞。同時加荷過程應(yīng)保持勻速速率。

圖3：抗拔實驗裝置示意

根據(jù)最終試驗數(shù)據(jù)顯示：

圖4 26mm孔徑抗拉拔荷載曲線圖

圖5 22mm孔徑抗拉拔荷載曲線圖

通過以上實驗數(shù)據(jù)，印證了國標(biāo)檢測方法與歐標(biāo)設(shè)計值相互匹配，也進一步印證了設(shè)計植入深度滿足設(shè)計抗拉承載力要求，同時明確了最適宜的孔徑。

1）清孔：鉆孔完成之后，采用空壓機配合吹氣管將孔內(nèi)的粉塵清除，同時用毛刷子對孔口周圍進行清理。清孔完成之后用土工布及膠布對孔口進行覆蓋。控制要點在于清孔完成之后對孔內(nèi)二次落灰的防護。

2）植筋膠灌注：本項目采用喜得利 HILTI-RE500植筋膠，注膠膠槍采用MD2500。為確保植筋膠的注入質(zhì)量，對于新用膠槍的前三管膠必須先打出棄用。注膠時應(yīng)將槍口插入孔底，從底部開始注膠，當(dāng)注膠量達到孔深的2/3時停止注膠。控制要點在于膠槍槍口應(yīng)插入孔底并開始注膠，嚴禁直接從孔口注入，防止氣泡產(chǎn)生。

圖6 30mm孔徑抗拉拔荷載曲線圖

3）鋼筋植入：將加工好的鋼筋，沿順時針緩慢地旋入孔底，嚴禁快速插入。鋼筋植入過程之中也要注意對垂直度的控制，根據(jù)項目技術(shù)規(guī)格書要求，其垂直度偏差不超過2%，植入過程要用水平尺對其垂直度進行實時校核并糾正。

4）膠水固化：按照產(chǎn)品規(guī)格說明書，在外界溫度為30℃時，該植筋膠的固化時間為8小時候；當(dāng)外界溫度達到40℃時，其固化時間為4小時。結(jié)合項目所在地的實際情況，最終采用8小時候的固化時間，即8小時內(nèi)不得進行下一道工序施工，防止膠體固化之前對其產(chǎn)生擾動。

4 結(jié)論

對于海港碼頭的改造，耐久性控制及后錨固工程的施工質(zhì)量控制尤為重要。本改造項目完成后，胸墻面層混凝土受車輛荷載反復(fù)沖切，但新舊混凝土結(jié)合良好并未出現(xiàn)剝離現(xiàn)象，這也證明了本項目通過相關(guān)的過程控制，取得了較好的施工成果。

[1]JGJ 145-2013《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》

[2]GB50550-2010《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》