陳大明

調(diào)查表明，建于華東沿海地區(qū)的海港碼頭，在未作任何防腐蝕處理的情況下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通常在建成 6年 ～7年后就會產(chǎn)生不同程度的腐蝕劣化。業(yè)主或使用部門迫切希望通過對碼頭構(gòu)件、結(jié)構(gòu)進行耐久性檢測和評估，了解碼頭各部位、結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀，從而為碼頭維護、維修、加固和改造提供可靠的依據(jù)[1]。

交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JTJ 302-2006港口水工建筑物檢測與評估技術(shù)規(guī)范的頒布為碼頭的檢測與評估提供了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[2]。

1 工程概況

原料碼頭全長644.0 m，寬36.0m，為高樁梁板式碼頭，分7個區(qū)段 92個排架。自東向西，第一區(qū)段長度為 141.0 m，設(shè)19跨，20個排架。第二區(qū)段 ～第六區(qū)段長度均為 84.0m，各設(shè)11跨，12個排架。第七區(qū)段長度為 83.0m，設(shè) 11跨，12個排架。排架間距除最東側(cè)2個排架為8.0m外，其余排架間距均為7.0m。后方由引橋與陸域相連。上部結(jié)構(gòu)由縱橫梁和預(yù)制面板組成，縱、橫梁由斜向 φ558.8 mm×16 mm鋼聯(lián)桿連接。基礎(chǔ)采用φ1 219.2mm×14mm鋼管樁，每個排架6根(1號～4號排架為5根)，總樁數(shù)548根，樁長為65.0m～69.0m，其布置形式為江側(cè)和岸側(cè)各一對直樁，中間為一對叉樁。

2 檢測結(jié)果

2.1 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性

2.1.1 混凝土保護層厚度

對各類構(gòu)件分別抽取 2%且不少于 5個構(gòu)件進行保護層厚度檢測。根據(jù)現(xiàn)場檢測，部分縱梁、橫梁、樁帽保護層厚度偏低。縱梁抽檢 5組中2組偏低，最小值87mm;橫梁抽檢 5組中2組偏低，最小值85mm;樁帽抽檢6組中1組偏低，最小89mm;其余構(gòu)件保護層厚度均達到設(shè)計要求。

2.1.2 混凝土碳化深度

對各類構(gòu)件分別抽取 2%且不少于 3個構(gòu)件進行碳化深度檢測。根據(jù)現(xiàn)場檢測，面板碳化深度為3.0mm～5.0mm，縱梁碳化深度為1.0mm～5.0mm，橫梁碳化深度為1.5mm～5.5mm，樁帽碳化深度為1.0mm～5.0mm，靠船構(gòu)件碳化深度為1.5mm～5.0mm。同混凝土強度相關(guān)聯(lián)，縱梁、橫梁、樁帽等構(gòu)件的混凝土碳化深度也體現(xiàn)出一定的離散性。

2.1.3 鋼筋銹蝕電位

抽檢的各類構(gòu)件鋼筋腐蝕電位均正向大于-200mV，銹蝕概率小于 10%。對試驗過程中鑿開的鋼筋進行觀察發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部鋼筋未發(fā)生銹蝕，結(jié)合電位檢測結(jié)果可以判斷，完好構(gòu)件內(nèi)部鋼筋狀態(tài)良好。

對于表面開裂的構(gòu)件在進行取芯驗證裂縫深度時截取了內(nèi)部鋼筋，發(fā)現(xiàn)開裂構(gòu)件內(nèi)部鋼筋均完好，基本未發(fā)生銹蝕。對于表面露筋的構(gòu)件，對不同類型的構(gòu)件外露鋼筋的斷面損失率分別進行了抽測，測試結(jié)果見表 1。

表1 露筋構(gòu)件外露鋼筋斷面損失率檢測結(jié)果

2.2 鋼結(jié)構(gòu)耐久性

2.2.1 鋼板厚度

鋼板厚度的檢測按水上區(qū)和水下區(qū)分別進行抽樣，水上區(qū)抽檢比例為 20%，水下區(qū)抽檢比例為 5%。共抽檢鋼聯(lián)桿 35組、鋼管樁水上部分 110組、鋼管樁水下部分 28組，根據(jù)現(xiàn)場檢測，各構(gòu)件鋼板腐蝕速率較小，說明鋼結(jié)構(gòu)保護良好。

2.2.2 涂層厚度

涂層厚度的抽樣原則與鋼板厚度的抽檢原則一致，共抽檢鋼聯(lián)桿 35組、鋼管樁水上部分 110組、鋼管樁水下部分 28組，根據(jù)現(xiàn)場檢測，鋼聯(lián)桿外觀完好處的涂層厚度基本滿足原設(shè)計要求，鋼管樁涂層厚度雖無資料可查，但對比 2006年檢測結(jié)果，本次重復(fù)測量的樁位涂層厚度基本與上次實測值一致。

2.2.3 鋼管樁保護電位

根據(jù)JTS 153-3-2007海港工程鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范規(guī)定，采用海水氯化銀電極測量時，保護電位應(yīng)在-780mV～-1 050mV范圍內(nèi)。根據(jù)現(xiàn)場檢測，斷電前的保護電位實測值比斷電后稍高，測試值均在正常范圍內(nèi)。

3 結(jié)構(gòu)耐久性評估

結(jié)構(gòu)耐久性按剩余使用壽命計算結(jié)果和外觀劣化度的檢測結(jié)果進行評估。

3.1 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評估

不同于內(nèi)河碼頭主要受碳化侵蝕作用，由于原料碼頭處于長江入?？?，受海水倒灌影響，構(gòu)件還受到一定氯離子侵蝕作用，因此，對既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的剩余壽命分別按碳化侵蝕模型和氯離子擴散模型進行預(yù)測。本文根據(jù)碳化深度模型以及氯離子擴散模型和理論計算得出各類構(gòu)件的剩余壽命，碳化侵蝕模型剩余壽命計算結(jié)果見表 2;氯離子擴散模型剩余壽命計算結(jié)果見表3。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)耐久性評估

鋼結(jié)構(gòu)耐久性評估分級標(biāo)準(zhǔn)及處理要求見表 4。

表2 碳化侵蝕模型剩余壽命計算結(jié)果 年

表3 氯離子擴散模型剩余壽命計算結(jié)果 年

表4 鋼結(jié)構(gòu)耐久性評估分級標(biāo)準(zhǔn)及處理要求

本文根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)耐久性檢測結(jié)果，參照表 4可將鋼結(jié)構(gòu)耐久性評為A級。

3.3 防腐蝕措施評估

3.3.1 外加電流陰極保護效果評估

外加電流陰極保護效果評估分級標(biāo)準(zhǔn)及處理要求見表 5。

表5 外加電流陰極保護效果評估分級標(biāo)準(zhǔn)及處理要求

本文根據(jù)鋼管樁保護電位檢測結(jié)果，參照表 5可將外加電流陰極保護效果評為A級。

3.3.2 鋼結(jié)構(gòu)涂層劣化評估

鋼結(jié)構(gòu)涂層劣化評估分級標(biāo)準(zhǔn)及處理要求見表 6。

表6 鋼結(jié)構(gòu)涂層劣化評估分級標(biāo)準(zhǔn)及處理要求

本文根據(jù)涂層厚度檢測結(jié)果，參照表 6可將鋼管樁涂層劣化評為A級，將鋼聯(lián)桿涂層劣化評為C級。

4 結(jié)語

根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性、鋼結(jié)構(gòu)耐久性、鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕措施的評估結(jié)果，碼頭主要混凝土構(gòu)件剩余壽命均大于 30年;碼頭主要混凝土構(gòu)件外觀劣化度大部分評為 A級，少數(shù)構(gòu)件評為 B級，極少數(shù)構(gòu)件評為C級;鋼結(jié)構(gòu)耐久性評為A級，外加電流陰極保護效果評為A級，鋼管樁涂層劣化評為A級，鋼聯(lián)桿涂層劣化評為C級，綜合以上情況將碼頭結(jié)構(gòu)耐久性評為B級。

[1] 李 俊，翁友法.某電廠煤碼頭的耐久性評估[J].港工技術(shù)與管理，2008(1):34-37.

[2] JTJ 302-2006，港口水工建筑物檢測與評估技術(shù)規(guī)范[S].