唐巾評，張建球，劉姝麟

(廣西交通科學(xué)研究院，廣西 南寧 530007)

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缺乏設(shè)計(jì)資料碼頭檢測評估問題探討

唐巾評，張建球，劉姝麟

(廣西交通科學(xué)研究院，廣西 南寧 530007)

部分老舊碼缺乏設(shè)計(jì)資料，給碼頭的評估帶來了困難。文章針對缺乏設(shè)計(jì)資料的碼頭檢測評估問題，參照近年來國內(nèi)外研究成果，并結(jié)合大量的碼頭檢測和評估工作經(jīng)驗(yàn)，提出一套完整的碼頭檢測評估方案、方法。

碼頭；缺乏；設(shè)計(jì)資料；檢測；評估

0 引言

國內(nèi)很大一部分碼頭已投入使用，甚至有些碼頭已經(jīng)運(yùn)營了幾十年。由于船舶撞擊、水流淘刷、鋼筋腐蝕、裂縫、不均勻沉降或遭遇自然災(zāi)害等原因，碼頭結(jié)構(gòu)安全性降低。在碼頭使用期內(nèi)適時(shí)對碼頭進(jìn)行評估，掌握碼頭安全狀況，是十分必要的。近年來，碼頭評估逐漸引起碼頭運(yùn)營者及管理者的重視。國內(nèi)許多學(xué)者和技術(shù)人員對碼頭評估開展研究，且取得一定成果，如黃長虹[1]以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立了高樁碼頭結(jié)構(gòu)抗力隨時(shí)間變化模型，并在此基礎(chǔ)上建立了在役高樁碼頭的耐久性和繼續(xù)使用壽命模型；桂勁松、康海貴等人[2]采用JC法計(jì)算可靠度指標(biāo)，并采用改進(jìn)的微分等價(jià)遞歸算法計(jì)算體系可靠度，對大連鯰魚灣原油碼頭進(jìn)行體系可靠性評估；馬艷、趙利平等人[3]對在役碼頭進(jìn)行資料

收集與分析研究，并對在役碼頭進(jìn)行檢測、評估進(jìn)行了闡述；楊會(huì)來[4]對沿海和華南地區(qū)部分高樁碼頭的檢測評估資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析高樁碼頭主要破壞形式及原因，并以舟山中遠(yuǎn)一號(hào)碼頭為依托，對其進(jìn)行檢測與評估；四航研究院結(jié)構(gòu)所對西部港口碼頭結(jié)構(gòu)安全性檢測評估技術(shù)研究，研究成果形成《港口碼頭結(jié)構(gòu)安全性檢測評估指南》；祖小勇[5]對老舊重力式碼頭檢測評估內(nèi)容進(jìn)行探討，總結(jié)老舊重力式碼頭檢測、評估的主要內(nèi)容。

美國紐約經(jīng)濟(jì)發(fā)展部早在2001年便已頒布了《港口設(shè)施維修管理系統(tǒng)一檢測指導(dǎo)手冊》，該《手冊》內(nèi)容涵蓋檢測評估內(nèi)容、檢測評估者職業(yè)素質(zhì)要求等，對碼頭檢測評估具有重要的指導(dǎo)意義；2013年，美國土木工程師學(xué)會(huì)和港口委員會(huì)[6]攜手完成《港口設(shè)施檢測評估手冊》，該手冊全面指導(dǎo)港工建筑物的檢測與評估。

近年來，碼頭檢測評估研究雖已取得一定的成果，但大多是建立在碼頭基礎(chǔ)資料健全的基礎(chǔ)上，而對缺乏設(shè)計(jì)資料的碼頭評估的研究較少。

1 缺乏設(shè)計(jì)資料的舊碼頭評估方法及內(nèi)容

早期建設(shè)的碼頭，因某些原因，造成設(shè)計(jì)資料缺失，給碼頭評估增加一定難度。結(jié)合國內(nèi)外研究成果、規(guī)范要求及實(shí)際檢測評估經(jīng)驗(yàn)，本文總結(jié)并提出一套缺乏設(shè)計(jì)資料的碼頭檢測評估方法，含碼頭前期調(diào)研、碼頭檢測、碼頭評估等內(nèi)容。

1.1 現(xiàn)場調(diào)研

對于缺乏設(shè)計(jì)資料的碼頭，需先進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研，收集碼頭基本信息，并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況安排后續(xù)檢測工作?，F(xiàn)場調(diào)研需收集碼頭的基本信息包括：(1)碼頭地理位置及周邊狀況、自然條件；(2)碼頭結(jié)構(gòu)類型；(3)碼頭的用途、裝卸工藝及設(shè)備設(shè)施；(4)碼頭基本附屬設(shè)施；(5)?？看暗拇?；(6)碼頭結(jié)構(gòu)外觀破壞、裂縫等信息。具體調(diào)研內(nèi)容見表1。

表1 調(diào)研內(nèi)容表

1.2 碼頭檢測

根據(jù)碼頭調(diào)研結(jié)果制定詳細(xì)檢測方案，進(jìn)一步獲取碼頭結(jié)構(gòu)信息。碼頭的檢測內(nèi)容主要包含總平面布置、水工結(jié)構(gòu)、接岸結(jié)構(gòu)、后方堆場、護(hù)岸等。

(1)總平面布置。碼頭總平面信息分為陸域布置和水域布置兩大部分，包括平面尺度和豎向尺度。通過檢測獲取碼頭總平面信息，并繪出總平圖。

(2)碼頭水工結(jié)構(gòu)。水工結(jié)構(gòu)包括水上和水下兩大部分。通過檢測獲取碼頭結(jié)構(gòu)深層信息，構(gòu)件強(qiáng)度、配筋和碼頭基礎(chǔ)底部信息等。

(3)接岸結(jié)構(gòu)。通過檢測獲取接岸結(jié)構(gòu)型式、尺寸等信息。

(4)后方堆場。通過檢測獲取堆場地基信息。

(5)護(hù)岸。通過檢測獲取護(hù)岸沖刷情況。

缺乏設(shè)計(jì)資料的碼頭具體檢測內(nèi)容及方法見表2。

表2 檢測內(nèi)容及方法表

1.3 碼頭評估

碼頭評估從碼頭的安全性、耐久性和適用性入手。將碼頭評估分為碼頭總平面布置評估、碼頭水工建筑物及其附屬設(shè)施評估、裝卸工藝及設(shè)備設(shè)施評估、接岸結(jié)構(gòu)評估、后方堆場評估、護(hù)岸評估六個(gè)評估單元，并對每一單元進(jìn)行細(xì)化，最后綜合每一單元評估結(jié)果對碼頭整體狀況進(jìn)行評價(jià)。評估內(nèi)容及方法見表3。

表3 評估內(nèi)容及方法表

2 實(shí)例分析

某缺乏設(shè)計(jì)資料的老碼頭，已使用一定年限，因管理上的要求，需進(jìn)行檢測評估。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查分析，該碼頭從南往北布置1#、2#、3#、4#共4個(gè)泊位，泊位長度分別為84.3 m，79.7 m，94.2 m，76.3 m。4個(gè)泊位前沿線有一定夾角。碼頭基礎(chǔ)為樁基?？坎创爸凶畲鬄? 000噸級船舶。

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研收集碼頭基礎(chǔ)資料，對水工結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，并整理、計(jì)算、分析，碼頭評估過程及結(jié)果總結(jié)如下：

2.1 總平面布置

通過實(shí)際測量及計(jì)算可知，1#泊位最大可滿足一艘1 000噸級雜貨船安全靠泊，2#、4#泊位不能滿足1 000噸級及以上的雜貨船安全靠泊；3#泊位最大可滿足一艘2 000噸級雜貨船安全靠泊。碼頭前沿水深一般在2.5～7.0 m之間，船舶根據(jù)水深情況靠泊。

2.2 水工結(jié)構(gòu)及其附屬設(shè)施

(1)碼頭結(jié)構(gòu)型式。水工結(jié)構(gòu)型式為板樁，1#、2#、4#泊位下部為單排緊密相接直徑為2.0 m的混凝土樁，3#泊位下部為雙排鋼管樁，緊密交錯(cuò)布置，直徑為0.6 m，上部澆筑混凝土胸墻，樁基與胸墻形成一整體。

(2)構(gòu)件外觀。胸墻裂縫：胸墻上裂縫基本為豎向裂縫，但皆未貫穿碼頭面，裂縫長度為1～3 m。裂縫寬度1 mm以上的有8條，裂縫寬度最大達(dá)6 mm。

胸墻水平面裂縫較少。

(3)附屬結(jié)構(gòu)。系船柱：兩種型號(hào)系船柱混合布置，無規(guī)律，系船柱間距4～20 m不等。護(hù)舷：1#、2#泊位有少數(shù)幾個(gè)圓筒形護(hù)舷，沿碼頭豎向布置；3#泊位未設(shè)置護(hù)舷，4#泊位設(shè)置一輪胎護(hù)舷。護(hù)輪坎：碼頭前沿均未建護(hù)輪坎。

(4)胸墻混凝土強(qiáng)度。經(jīng)檢測，本碼頭的混凝土強(qiáng)度均不低于C30，滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。

(5)樁基。樁基基本完好，鋼管樁未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重銹蝕狀況，混凝土樁未發(fā)現(xiàn)明顯淘空現(xiàn)象。

(6)碼頭穩(wěn)定性。碼頭的樁基的“踢腳”穩(wěn)定性，以及碼頭整體穩(wěn)定性均滿足要求。

2.3 裝卸工藝及設(shè)備設(shè)施

碼頭主要進(jìn)行煤及礦石等散貨裝卸，碼頭前沿裝卸機(jī)械為抓斗式起重機(jī)，堆場裝卸機(jī)械為單斗裝載機(jī)，運(yùn)輸機(jī)械為自卸汽車，裝卸工藝與碼頭相適應(yīng)。

2.4 堆場

碼頭堆場整體平整，沒有明顯的不均勻沉降現(xiàn)象。堆場面層采用C30混凝土，混凝土面層下為中粗砂及礫砂；動(dòng)力觸探檢測發(fā)現(xiàn)，堆場地基均達(dá)到密實(shí)程度。

2.5 碼頭整體評估

港口水工建筑物安全性評估等級為B級：安全性不完全符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，但不顯著影響承載能力。港口水工建筑物使用性評估等級為B級：建筑物整體完好，但安全附屬設(shè)施不齊全。結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性評估等級為B級。

3 問題探討與建議

碼頭缺乏設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)資料，有些問題難以按常規(guī)方法處理，下面就缺乏資料碼頭檢測評估中遇到的幾個(gè)顯著問題進(jìn)行探討。

(1)碼頭未保留有永久觀測點(diǎn)，碼頭標(biāo)高未知。

早期建設(shè)的碼頭，未進(jìn)行標(biāo)高設(shè)計(jì)而僅憑經(jīng)驗(yàn)確定碼頭面高度或是由于某原因?qū)е麓a頭上永久觀測點(diǎn)缺失。此種情況下，一般借助碼頭附近其他已知高程點(diǎn)推算碼頭面標(biāo)高。然而在已知高程點(diǎn)離碼頭較遠(yuǎn)、轉(zhuǎn)站測量困難的情況下，碼頭面標(biāo)高難以確定。本文的碼頭評估只測量水深及水底到碼頭面的距離，并未確定標(biāo)高。

(2)混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值未知。

混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值未知，無法評估碼頭使用一定年限后混凝土強(qiáng)度與設(shè)計(jì)要求的差距。建議缺乏設(shè)計(jì)資料的碼頭進(jìn)行首次評估時(shí)測出每一類型構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度，并判斷是否仍符合規(guī)范中混凝土強(qiáng)度要求，以此作為碼頭的基礎(chǔ)資料，為碼頭之后的評估提供參考依據(jù)。

(3)碼頭建設(shè)時(shí)未布設(shè)位移、沉降觀測點(diǎn)。

由于缺乏基礎(chǔ)資料，碼頭首次檢估無法判定是否有水平位移、沉降。建議首次評估時(shí)在碼頭面布置監(jiān)測點(diǎn)，并將首次監(jiān)測數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為以后判斷碼頭是否發(fā)生變形提供參考依據(jù)。

4 結(jié)語

基于國內(nèi)外研究成果及檢測評估經(jīng)驗(yàn)，本文提出了缺乏設(shè)計(jì)的老舊碼頭評估前期調(diào)研的內(nèi)容、檢測內(nèi)容和方法、評估的項(xiàng)目及方法，并對檢測評估中常遇到的問題進(jìn)行探討，為缺乏設(shè)計(jì)資料的碼頭評估提供參考。

[1]黃長虹.在役高樁碼頭耐久性評估方法[D].天津：天津大學(xué)，2003.

[2]桂勁松，康海貴，杜莉莉.大連鯰魚灣原油碼頭體系可靠度評估[J]，水運(yùn)工程，2004，371(12)：57-60.

[3]馬 艷，趙利平，徐 華.在役碼頭的現(xiàn)狀、檢測與評估[J].中國水運(yùn)，2007，5(11)：32-33.

[4]楊會(huì)來.高樁碼頭的檢測與評估[D].重慶：重慶交通大學(xué)，2009.

[5]祖小勇.老舊重力式碼頭檢測評估內(nèi)容的探討[J].科技與信息，2011(13)：656，674.

[6]Heffron R.New ASCE Waterfront Facilities Inspection & Assessment Manual[C].2013.Ports 2013@sSuccess through DiversificationASCE：845-850.

Discussions on Wharf Inspection and Evaluation Problem Lack of Design Data

TANG Jin-ping，ZHANG Jian-qiu，LIU Shu-lin

(Guangxi Transportation Research Institute，Nanning，Guangxi，530007)

Some old docks are lack of design data，which brings the difficulty to the wharf evaluation.Aiming at the wharf inspection and evaluation problem lack of design information，referring to recent domestic and foreign research results，and combined with a large number of wharf inspection and eval-uation work experience，this article presented a complete set of wharf inspection and evaluation pro-gram and methods.

Wharf；Lacking；Design data；Inspection；Evaluation

唐巾評(1988—)，助理工程師，主要從事水運(yùn)工程結(jié)構(gòu)檢測、安全生產(chǎn)評估工作；

U656.1

A

10.13282/j.cnki.wccst.2015.11.024

1673-4874(2015)11-0108-06

2015-10-12

張建球(1987—)，工程師，主要從事水運(yùn)工程結(jié)構(gòu)檢測、評估與加固設(shè)計(jì)工作；

劉姝麟(1988—)，助理工程師，主要從事水運(yùn)工程結(jié)構(gòu)檢測、評估與加固設(shè)計(jì)工作。