老碼頭檢測評估中典型病害與處理方法

林林波

摘要：老碼頭在經(jīng)過多年運營后通常存在一系列老化問題，通過老碼頭檢測評估工作中發(fā)現(xiàn)的典型病害，如混凝土構(gòu)件開裂、混凝土構(gòu)件破損露筋等，分析病害成因，并給出相應(yīng)工程措施或意見。

關(guān)鍵詞：碼頭；病害；破損；措施

碼頭工程作為渡輪泊岸上落乘客及貨物之用的一種水上建筑物，因其特殊的環(huán)境條件，在運行一定年份后，均會產(chǎn)生不同程度的老化破損現(xiàn)象。為了了解老碼頭在未來使用中的可靠性，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，需對老碼頭進行結(jié)構(gòu)安全性檢測評估。

根據(jù)多年的老碼頭安全性檢測評估工作經(jīng)歷，在老碼頭檢測評估中發(fā)現(xiàn)多種病害，其中有環(huán)境因素、施工因素、也有管理因素。本文結(jié)合工程實例，分析老碼頭典型病害成因，并給出相應(yīng)工程措施。

1 病害成因及原因分析

1.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)病害

典型病害一：混凝土構(gòu)件開裂

在施工和使用過程中，引起混凝土結(jié)構(gòu)開裂的原因很多，其產(chǎn)生的原因、特點不同，對結(jié)構(gòu)功能的影響也不同。當結(jié)構(gòu)受荷、地基不均勻沉降、施工方式不當時，都非常容易產(chǎn)生裂縫，具體原因有以下幾方面原因：

1、施工期間產(chǎn)生的裂縫，包括塑性混凝土裂縫、溫度裂縫、約束收縮裂縫、施工質(zhì)量問題裂縫（①使用不合格材料；②施工工藝的科學(xué)性，在混凝土的攪拌、澆灌、振搗等各道工序中的任何缺陷都是導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因；③混凝土早期養(yǎng)護，早期表面干燥可使混凝土內(nèi)外溫度較大，極易產(chǎn)生裂縫；④施工過程中，碰撞鋼筋使其位置偏移，導(dǎo)致混凝土保護層厚度太大或太小都可能引起裂縫）、早期凍融裂縫。

2、耐久性裂縫，包括鋼筋銹蝕引起的裂縫、溫度變化和收縮作用引起的裂縫、地基不均勻沉降引起的裂縫以及凍融循環(huán)作用、混凝土中堿—骨料反應(yīng)、鹽類和酸類物質(zhì)侵蝕等引起的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。

3、荷載作用引起的裂縫，構(gòu)件在荷載作用下，受力狀態(tài)不同，其裂縫形狀和分布也不同（例如：早期受震、構(gòu)件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉應(yīng)力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫）。

一條裂縫可能由一種或幾種原因同時引起，也并不是所有的裂縫都會影響結(jié)構(gòu)的使用性能和承載力。一般情況下，鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作，且在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中，分不同情況下規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2～0.3mm。

典型病害二：混凝土構(gòu)件破損露筋

碼頭通常位于水陸交界處，其部分構(gòu)件常年浸泡在水中，部分構(gòu)件處于水位變動區(qū)及浪濺區(qū)，還有的暴露在潮濕的空氣中，因此構(gòu)件極易產(chǎn)生不同程度的腐蝕破壞，主要表現(xiàn)為：順筋裂縫、保護層混凝土開裂甚至剝落、鋼筋銹蝕等。

典型病害三：混凝土構(gòu)件斷裂

碼頭工程作為渡輪泊岸上落乘客及貨物之用的一種水上建筑物，通常在碼頭前沿側(cè)經(jīng)常出現(xiàn)因船只碰撞引起的混凝土構(gòu)件斷裂破損。

1.2 停靠船及防護設(shè)施的病害

典型病害一：橡膠護舷破損或缺失

1、船舶超載。因船舶撞擊護舷的動能過大，超過了橡膠護舷所能承受的荷載。而造成船舶撞擊動能過大的原因是靠船速度和靠船角度過大。特別是靠船角度較大時，船艏先于船體中部接觸碼頭和橡膠護舷，造成強大撞擊動能集中于一個或幾個護舷上，導(dǎo)致橡膠護舷損壞。同時還有靠泊船只大于碼頭設(shè)計靠泊船型和噸位。

2、錨固及連接不良。（1）當錨固護舷的螺栓或鐵鏈等技術(shù)狀況不好，或維修保養(yǎng)不完善造成橡膠護舷松動、離位、脫落墜入水中。（2）固定橡膠護舷的錨固螺栓、鐵鏈等金屬材料在海洋環(huán)境中極易銹蝕老化，且不易更換，從而導(dǎo)致橡膠護舷固定不良。

3、摩擦損傷。護舷主要有掉角、開裂、表面擦傷等損壞現(xiàn)象。而造成此類損壞的主要原因是橡膠護舷與船舶之間的摩擦力太大。當船舶以較大的切向速度靠岸時，橡膠護舷與船體接觸部分因摩擦力過大而被迫與船舶一起向前移動，造成護舷受剪而破壞。

此外，在系泊作業(yè)期間，船舶有時需要前后移動，以及船舶由于風(fēng)浪造成左右或上下晃動等。當船舶與橡膠護舷之間的摩擦系數(shù)大于0.4時，都有可能造成護舷的損壞。

典型病害二：護輪坎破損

護輪坎一般作為碼頭前沿保護車輛、人員不致墜入水中的一道擋坎，大部分采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。通常因渡輪泊岸上落乘客及貨物且碼頭前沿橡膠護舷缺失的情況下極易對護輪坎造成撞擊破損。

典型病害三：系船柱破損或缺失

系船柱作為一種安裝在碼頭上部結(jié)構(gòu)的用于船舶系攬的設(shè)施。按用途可分為普通系船柱、風(fēng)暴系船柱。按安裝方式可分為直埋式和安裝式。系船柱的破損主要表現(xiàn)為系船柱基礎(chǔ)混凝土破碎、整體開裂、地腳螺栓與混凝土連接松動等。而造成以上破損的主要原因大部分是因船只撞擊或系泊超載造成系船柱的破損。

2 排除安全隱患的工程措施

2.1 混凝土裂縫處理。對于原設(shè)計配筋不足引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力裂縫，若不是貫穿性裂縫，可作結(jié)構(gòu)補強處理，否則應(yīng)更換構(gòu)件。對于混凝土施工遺留的混凝土干縮縫（針對裂縫寬度超標情況），若在關(guān)鍵受力部位，則必須進行結(jié)構(gòu)補強，而貫穿性開裂的則必須更換構(gòu)件。

2.2 構(gòu)件破損露筋預(yù)防和處理。根據(jù)構(gòu)件破損露筋情況，可采用表面修復(fù)、加大截面、外包鋼板、碳纖維加固等方法。

2.3 混凝土構(gòu)件斷裂問題的預(yù)防。根據(jù)碼頭靠泊船只的實際情況，增加碼頭前沿的防撞設(shè)施并加強維護保養(yǎng)。

2.4 橡膠護舷的破損缺失問題預(yù)防和處理。加強碼頭日常管理，并對破損護舷及時進行修復(fù)。

2.5 護輪坎破損的預(yù)防和處理。加強日常維修保養(yǎng)，必要時可外包鋼板進行加固處理。

2.6 系船柱破損缺失的預(yù)防和處理。經(jīng)常檢查保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)破損時及時進行加固處理。

3 結(jié)語

（1）對于因施工原因引起的結(jié)構(gòu)病害，建議建設(shè)單位在竣工驗收前委托有資質(zhì)的檢測單位進行施工期內(nèi)質(zhì)量檢測及安全監(jiān)測，以排除隱患。（2）對于因船只撞擊原因引起的構(gòu)件斷裂，建議管理單位加強日常安全巡查。

參考文獻：

[1] 吉同元，方海東，秦網(wǎng)根.老舊高樁碼頭安全性檢測評估實例分析.水運工程，2011，（12）：84—86.

[2] 王偉霞.關(guān)于碼頭結(jié)構(gòu)加固修復(fù)的設(shè)計方法.學(xué)術(shù)，2016，（12）：68-69.

（作者單位：上海新地海洋工程技術(shù)有限公司）