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某码头工程综合检测评估

文章出处:网络????编辑:酋顺房屋鉴定所????时间:2020-03-05 15:08:11????点击:
  1码头结构概况
 
  本次检测范围包括1个码头引桥(145#~369#区域)和1个码头作业平台,码头引桥与作业平台的建造于1990年,均采用开敞式高桩墩式结构。
 
  本次受检码头引桥(145#~369#区域)及作业平台均为开敞式高桩墩式结构,作业平台与引桥呈“T”形布置;作业平台长为82.0m,宽为8.0m,共设12榀排架,排架间距约7.0m。每榀排架4根桩,基桩主要采用500mm×500mm预制混凝土方桩,桩长未知。码头作业平台采用现浇横梁和预制槽型面板,横梁截面尺寸为900mm×700mm,预制面板板厚约为250mm。
 
  码头引桥长度为1920.0m,宽度为3.5m,共设369榀排架,排架间距主要为7.0 m和4.0m,每榀排架2根桩,基桩采用500mm×500mm预制混凝土方桩,桩长未知。引桥采用现浇横梁和预制槽型面板,横梁截面尺寸为900mm×500mm,预制面板板厚约为200mm。
 
  1.2码头现状
 
  码头平台主要用于停靠船舶使用,引桥主要用于敷设管线。
 
  检测方案
 
  2.1检测依据
 
  (1)《水运工程水工建筑物原型观测技术规范》(JTJ 235-2016);
 
  (2)《水运工程测量规范》(JTS 131-2012);
 
  (3)《水运工程地基基础试验检测技术规程》(JTS 237-2017);
 
  (4)《水运工程混凝土结构实体检测技术规程》(JTS 239-2015);
 
  (5)《水运工程混凝土试验规程》(JTJ 270-1998);
 
  (6)《码头附属设施技术规范》(JTS 169-2017);
 
  (7)《港口水工建筑物检测与评估技术规范》(JTJ 302-2006);
 
  (8)《水运工程质量检验标准》(JTS 257-2008);
 
  (9)《高桩码头设计与施工规范》(JTS 167-1-2010);
 
  (10)《水运工程混凝土结构设计规范》(JTS 151-2011);
 
  (11)《港口工程荷载规范》(JTS 144-1-2010);
 
  (12)《港口工程地基规范》(JTS 147-1-2010);
 
  (13)《港口工程桩基规范》(JTS 167-4-2012);
 
  (14)《港口码头结构安全性检测与评估指南》。
 
  2.2检测范围
 
  依据业主方的要求,本次检测评估范围为:码头引桥(145#~369#区域)及作业平台建筑物结构。
 
  2.3检测项目
 
  2.3.1结构构件损伤检测
 
  采用文字、图纸、照片或录像等方法,记录码头结构构件的损坏部位、范围和程度。
 
  2.3.2混凝土结构耐久性检测
 
  (1)混凝土强度检测(钻芯法)
 
  检测包括横梁、纵梁、面板、基桩等主要构件的混凝土强度,为结构验算和评估提供依据。
 
  (2)混凝土强度检测(回弹法)
 
  检测包括横梁、桩基、面板、桩帽等主要构件的混凝土强度,为结构验算和评估提供依据。
 
  (3)混凝土碳化深度检测
 
  选取横梁、纵梁、桩基、面板等主要构件,检测其碳化深度,为码头耐久性评估提供依据。
 
  (4)混凝土保护层厚度检测
 
  选取横梁、桩基、面板、桩帽等主要构件,了解其钢筋保护层厚度的现状,为码头耐久性评估提供依据。
 
  2.3.3基桩斜度检测
 
  检测码头基桩的现有斜度,为靠泊验算提供依据。
 
  2.3.4码头横梁挠度测量
 
  结合现场检测条件对码头横梁挠度进行检测,为码头使用性提供依据。
 
  2.3.5码头板厚测量
 
  由于码头建造时间过长,设计及施工图纸均缺失,现场对该码头结构板厚进行测量。
 
  2.3.6码头构件配筋检测
 
  由于码头建造时间过长,设计及施工图纸均缺失,现场对该码头结构构件配筋检测。
 
  2.4检测方法
 
  2.4.1结构构件损伤检测
 
  (1)检测目的
 
  对码头所有水工混凝土结构进行完损程度检测,从外表确定水工混凝土结构损坏的部位、种类和范围。在普测的基础上,确定下一步工作内容和重点检测部位,为分析缺陷产生的原因及确定正确的处理方案提供可靠依据。
 
  (2)检测位置选择
 
  对码头所有水工混凝土结构构件,包括基桩水面以上部分、横梁、纵梁、面板、靠船构件等进行全面的完损程度检测。
 
  (3)检测仪器和设备
 
  1)SONY高清数码照相机用于现场拍照记录。
 
  2)裂缝观测仪、钢卷尺等用于破损、裂缝的测量与检测。
 
  裂缝宽度观测仪(编号:HNT-63;校准单位:上海市计量测试技术研究院华东国家计量测试中心;校准有效期至:2019年1月22日)、钢卷尺(编号:TY-65;校准单位:上海联正计量检测有限企业;校准有效期至:2019年7月17日)等用于构件破损、裂缝的测量与检测。
 
  (4)检测步骤
 
  1)检测人员选择低潮位时乘坐小船进入码头下部,观察各构件外观情况,重点混凝土剥落、破损、开裂等。通过仔细检查,详细记录缺陷的位置、性质、程度、外貌、尺寸、颜色,重要结构部位的受损情况需配以相应的草图,并对全部检查区域拍照记录。
 
  2)描述主要裂缝的分布。通过裂缝观测仪量测裂缝长度、宽度及数量,了解裂缝的开展情况。一般来说,沿裂缝长度其裂缝的宽度往往是不均匀的,工程检测中关注的是特定位置的最大裂缝宽度。
 
  3)记录暴露于自然环境的状态—损伤、剥蚀、脱落及磨损。
 
  4)记录高应力区域的情况,有无混凝土压碎的部位。
 
  5)检测码头基桩水面以上部分有无表面受损情况:裂缝、破损、凹陷,有无变形情况等。
 
  6)检查各桩与横梁的连接节点连接处是否松动、破碎等。
 
  7)对码头系船柱、橡胶护舷及其它附属设施完整性进行完损程度检测。
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  2.4.2混凝土结构耐久性检测
 
  2.4.2.1混凝土强度检测(钻芯法)
 
  (1)检测方法
 
  依据《水运工程混凝土结构实体检测技术规程》(JTS239-2015)中规定的钻芯法进行检测。
 
  (2)检测仪器设备
 
  钻芯机、切割机、磨平机、电液式压力试验机(编号:LX-04,校准单位:上海市计量测试技术研究院,校准有效期至:2019年01月26日)。
 
  (3)检测原理
 
  钻芯法是一种半破损的现场检测混凝土强度的方法,是在结构物上直接钻取混凝土试样进行压力检测,能够真实反映结构混凝土质量。
 
  (4)芯样的钻取与加工
 
  混凝土芯样钻取的直径为100mm,芯样的钢筋允许含量满足要求,即芯样直径Φ≥100mm的试件,最多可含一根直径Φ≤22mm的钢筋,且与试件受压面平行。
 
  每个芯样制备一个抗压强度试件,试件用磨平机磨平,高径比为1.0。修整完毕后的芯样试件静置24h,在(20±2)℃的水中养护48h。
 
  (5)芯样抗压强度的计算
 
  芯样试件的抗压试验依据《水运工程混凝土结构实体检测技术规程》(JTS239-2015)中有关规定计算混凝土抗压强度测试值:
 
  式中:为混凝土抗压强度测试值(MPa);为芯样试件的抗压试验所测得到的最大压力(kN),精确至1kN;为芯样直径(mm),精确至0.5mm;为芯样直径换算系数,当芯样为标准芯样时,;当芯样直径小于100mm时,。
 
  (6)试件抗压强度代表值的确定
 
  《水运工程混凝土结构实体检测技术规程》(JTS239-2015)第5.4.9.1条规定:芯样直径为100mm的1个抗压试件的芯样,取其测试值为抗压强度代表值。
 
  2.4.2.2混凝土强度检测(回弹法)
 
  (1)检测目的
 
  混凝土强度是结构应力及稳定复核计算的重要参数。因此,查明码头水工混凝土构件目前的混凝土结构强度是十分必要和重要的。
 
  (2)检测仪器设备
 
  山东省乐陵市回弹仪厂ZC3-W型回弹仪(编号:HNT-59,校准单位:上海市计量测试技术研究院华东国家计量测试中心,校准有效期至:2019年1月22日)。
 
  (3)检测原理
 
  采用回弹法检测混凝土强度。测试时,用具有规定动能的重锤弹击混凝土表面,弹击后,初始动能发生再分配,一部分能量被混凝土吸取,剩余的能量则回传给重锤。被混凝土吸取的能量取决于混凝土表面的硬度。混凝土表面硬度低,受弹击后塑性变形和残余变形大,被混凝土吸取的能量就多,回传给重锤的能量就少;相反,混凝土表面强度高,受弹击后的塑性变形小,吸取的能量小,而传给重锤的能量多,回弹值就高,从而间接反映了混凝土的抗压强度。
 
  (4)检测方法
 
  检测时,每个构件至少布置5个测区,相邻测区的间距不宜大于2m,距离构件端部不宜大于0.5m且不宜小于0.2m。每个测区选在一个可测试面上或对称的2个测试面上,测区均匀分布,测区面积不宜大于0.04m2,并能容纳8或16个测点。测区表面为混凝土原浆面,清洁、平整、干燥,不应有疏松层,浮浆、油垢、蜂窝以及麻面等表面缺陷。测点在测区范围内均匀分布,相邻两测点的净距不宜小于20mm;测点距离外露钢筋、预埋件的距离不宜小于30mm。测点不应在气孔或外露石子上,同一测点只应弹击一次;测试时回弹仪的轴线应始终垂直于构件的混凝土检测面,缓慢均匀施压,准确读数,快速复位;每一测点回弹值读数应估读至1。
 
  (5)回弹法混凝土强度计算
 
  依据《水运工程混凝土结构实体检测技术规程》(JTS239-2015)的有关规定计算结构或构件的混凝土强度。
 
  ①计算测区平均回弹值:从测区的16个回弹值中,舍弃三个最大值和三个最小值,将余下得10个回弹值按下式计算:
 
  式中:—测区平均回弹值,精确至0.1;
 
  —第i个测点回弹值。
 
  ②角度修正:当回弹仪在非水平方向测试时,将测区平均回弹值换算成水平方向回弹平均值:
 
  式中:—非水平方向检测时测区回弹代表值,精确至0.1;
 
  —非水平方向检测时回弹值修正值,按规范附录E的规定采用。
 
  ③用回弹值换算混凝土强度:本工程没有专用测强曲线,可以按下式推算混凝土强度:
 
  式中:—第i测区混凝土强度代表值(MPa),精确至0.1 MPa;
 
  —第i测区回弹代表值,精确至0.1。
 
  ④碳化深度修正:当混凝土结构或构件碳化至一定深度时,须将换算的混凝土抗压强度按下式修正:
 
  式中:—经碳化深度修正后得混凝土强度代表值(MPa),精确至0.1 MPa;—碳化深度因素修正回弹法检测混凝土代表值的系数,按规范JTS239-2015表5.2.11规定采用。
 
  ⑤混凝土强度推定值的确定应符合下列规定:
 
  当检测批或单个样本的测区数小于10个时,混凝土强度推定值应按下式计算
 
  式中:—检测批或单个样本混凝土强度推定值(MPa),精确至0.1 MPa;—混凝土强度代表值的最小值(MPa),精确至0.1 MPa。
 
  当测区混凝土强度代表值中出现小于10.0MPa时,混凝土强度推定值应小于10.0MPa。
 
  (6)混凝土强度合格判定
 
  根据《水运工程混凝土结构实体检测技术规程》(JTS239-2015)第5.5.1条,回弹法检测混凝土强度的判定依据为:以混凝土强度推定值进行合格评定,当推定值大于混凝土设计强度等级标准值时,可判为合格,反之,初步判为不合格。
 
  2.4.2.3混凝土碳化深度检测
 
  (1)检测目的
 
  查明水工混凝土构件混凝土碳化深度的情况。混凝土碳化深度对构件的耐久性有直接影响,当混凝土碳化深度达到钢筋部位,钢筋的抗锈蚀性能降低,构件的耐久性也随之降低。
 
  (2)检测仪器设备
 
  混凝土碳化深度测量仪(编号:HNT-38,校准单位:上海建科检验有限企业,校准有效期至:2019年4月18日)。
 
  (3)检测原理
 
  混凝土碳化是指混凝土硬化后其表面与空气中的CO2作用,使混凝土中的水泥水化生成的产物Ca(OH)2生成CaCO3,并使混凝土孔隙溶液pH值降低,造成表面钝化膜(防止钢筋产生锈蚀)也随之分解,钢筋表面逐渐反应生成Fe(OH)3,最终导致钢筋锈蚀。碳化速度的主要影响因素是混凝土的密实度和其所处环境条件,主要包括大气中二氧化碳浓度和相对湿度。
 
  (4)检测方法
 
  碳化深度测点位置与回弹测点相同,检测时避开较宽的裂缝和较大的孔洞。回弹检测完毕后,在同一个构件上选有代表性的位置上测量碳化深度值,测点数不应少于3个。
 
  首先在测区表面形成一个直径约15mm的孔洞,其深度应大于混凝土的碳化深度,空洞中粉末和碎屑应清理干净,并不得用水擦洗;清理后用浓度为1%~2%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处,并测量已碳化与未碳化(变色区)混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离3次,每次读数精确至0.25mm。取平均值作为一个测点的混凝土碳化深度,并精确至0.5mm。所有测点的碳化值的平均值为该样本每测区的碳化深度值,并精确至0.5mm。
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  2.4.2.4钢筋保护层厚度检测
 
  (1)检测目的
 
  查明码头水工混凝土构件的钢筋保护层厚度的现状,并与原码头设计图纸进行校核,以便对结构的应力及稳定性进行复核计算和了解构件的耐久性情况。
 
  (2)检测仪器设备
 
  北京海创高科科技有限企业HC-GY61T型一体式钢筋扫描仪(编号:HNT-70,校准单位:上海建科检验有限企业,校准有效期至:2019年7月17日)。
 
  (3)检测原理
 
  钢筋保护层厚度检测是基于涡流和脉冲原理,采用钢筋测试仪在构件上移动直接测读出保护层厚度。选取测点时,避开多层、网格状钢筋交叉点及钢筋接头位置,避开混凝土中预埋设铁件、金属管等铁磁性物质,避开强交变电磁场以及左边较大金属结构。
 
  (4)检测方法
 
  检测位置按结构位置的重要性和代表性原则选取。检测前,对钢筋保护层厚度测定仪进行预热和调零。对被测钢筋进行初步定位,判断出箍筋、横筋和纵筋的位置,并在混凝土表面做好标记。根据保护层厚度设计值,在保护层测定仪上预设保护层厚度测量范围;当钢筋直径已知时,在保护层测定仪上预设钢筋直径;当钢筋直径未知时,采用保护层测定仪默认的钢筋直径。每测点测试两遍,每次读取保护层厚度测定仪显示的最小值;当设计保护层厚度值小于50mm时,两次重复测量允许偏差为1mm;当设计保护层厚度值不小于50mm时,两次重复测量允许偏差为2mm。
 
  (5)评定标准
 
  依据行业标准《水运工程混凝土结构实体检测技术规程》(JTS239-2015)第7.1.8条规定:桩、梁、板等构件受力钢筋的保护层厚度的允许正偏差不应超过12mm,负偏差不应超过5mm。
 
  依据行业标准《水运工程混凝土结构实体检测技术规程》
 
  (JTS239-2015)第7.1.9条规定:
 
  1)当保护层厚度的负偏差大于规定偏差值的1.5倍时,保护层厚度应判为初步不合格。
 
  2)当保护层厚度判为初步不合格时,宜对初步不合格点逐点进行剔凿检测。当有测点钢筋保护层厚度的负偏差仍大于第7.1.8条规定的受力钢筋保护层厚度允许负偏差的1.5倍时,保护层厚度应判为不合格。
 
  3)当保护层厚度的负偏差不大于第7.1.8条规定的受力钢筋保护层厚度允许负偏差的1.5倍时,保护层厚度得的判定应符合下列规定:
 
  当保护层厚度合格点率不小于80%时,保护层厚度判定为合格。
 
  当全部保护层厚度检测的合格点率小于80%但不小于70%时,抽取相等量的样本进行第二次检测,当第二次检测中出现且经剔凿检测后存在有测点钢筋保护层厚度的负偏差仍大于第7.1.8条规定的受力钢筋保护层厚度允许负偏差的1.5倍时,保护层厚度判定为不合格。
 
  在第二次检测中,钢筋保护层厚度的负偏差不大于第7.1.8条规定的受力钢筋保护层厚度允许负偏差的1.5倍时,按两次抽检综合计算的保护层厚度合格点率不小于80%时,保护层厚度判为合格,否则判为不合格。
 
  2.4.3基桩斜度检测
 
  采用倾角仪检测码头作业平台及引桥预制方桩的现有斜度,为靠泊验算提供依据。
 
  2.4.4码头横梁挠度测量
 
  采用卷线器检测码头作业平台及引桥横梁的现有挠度,拉紧两端丝线,放在被测处,用钢直尺测量。
 
  2.4.5码头板厚测量
 
  采用钢卷尺对码头作业平台及引桥板厚进行测量。
 
  2.4.6码头构件配筋检测
 
  采用PS200钢筋探测仪对码头作业平台和引桥主要混凝土构件的配筋数量(包括箍筋间距和纵筋数量)进行调查,个别构件凿开混凝土保护层,采用0-200mm游标卡尺量测钢筋直径。
 
  第3章检测成果
 
  3.1结构构件损伤检测
 
  该码头梁、桩、板连接节点基本完好,码头作业平台纵梁底部区域局部钢筋锈胀,混凝土剥落。引桥部分混凝土梁板构件局部区域有开裂,槽型面板面层局部破损。
 
  3.2混凝土结构耐久性检测
 
  3.2.1混凝土强度(钻芯法)
 
  由于码头作业平台及引桥设计混凝土强度等级资料缺失,无法对混凝土强度是否满足设计值进行评定,对码头作业平台采用钻芯法检测混凝土强度在15.5MPa~64.5MPa之间;对码头引桥采用钻芯法检测混凝土强度在19.0MPa~46.8MPa之间。
 
  3.2.2混凝土强度(回弹法)
 
  回弹法检测码头引桥横梁、预制方桩混凝土强度推定值在25.2MPa~33.0MPa之间。
 
  回弹法检测码头作业平台横梁、预制方桩混凝土强度推定值在26.4MPa~32.5MPa之间。
 
  3.2.3混凝土碳化深度
 
  码头引桥的各类受检构件的混凝土均产生了一定程度的碳化,但目前混凝土碳化深度均不大于8mm。
 
  码头作业平台各类受检构件的混凝土均产生了一定程度的碳化,但目前混凝土碳化深度均不大于8mm。
 
  3.2.4钢筋保护层厚度
 
  由于钢筋保护层厚度设计资料缺失,无法对码头各构件钢筋保护层厚度是否满足设计值进行评定,码头引桥横梁和预制方桩的钢筋保护层厚度平均值在41.2mm~48.3mm之间。
 
  由于钢筋保护层厚度设计资料缺失,无法对平台各构件钢筋保护层厚度是否满足设计值进行评定,码头作业平台横梁和预制方桩的钢筋保护层厚度平均值在40.9mm~45.1mm之间。
 
  3.3基桩斜度检测
 
  由于现场条件限制(桩基上附着密集的海生物),桩基斜度无法检测。
 
  3.4码头横梁挠度测量
 
  检测结果表明,码头引桥横梁受弯挠度实测值均小于《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015)中限值要求L/200。
 
  3.5码头板厚测量
 
  现场检测结果表明,码头引桥板厚为180mm~217mm,码头作业平台板厚为232mm~265mm。
 
  3.6码头构件配筋检测
 
  现场检测结果表明,码头引桥预制方桩南北向和东西向钢筋均为3根,角筋直径均为28mm,箍筋间距为200mm,直径为8mm;横梁底部钢筋均为4根,角筋直径均为25mm,箍筋间距为200mm,直径为6mm。码头作业平台预制方桩南北向和东西向钢筋均为3根,角筋直径均为28mm,箍筋间距为200mm,直径为8mm,横梁底部钢筋均为4根,角筋直径均为25mm,箍筋间距为200mm,直径为6mm。
 
  第4章结论和建议
 
  4.1检测结论
 
  (1)结构构件破损检测
 
  该码头梁、桩、板连接节点基本完好,码头作业平台纵梁底部区域局部钢筋锈胀,混凝土剥落。引桥部分混凝土梁板构件局部区域有开裂,槽型面板面层局部破损。
 
  (2)混凝土结构耐久性检测
 
  ①混凝土强度
 
  由于码头作业平台及引桥设计混凝土强度等级资料缺失,无法对混凝土强度是否满足设计值进行评定,对码头作业平台采用钻芯法检测混凝土强度在15.5MPa~64.5MPa之间;对码头引桥采用钻芯法检测混凝土强度在19.0MPa~46.8MPa之间。
 
  回弹法检测码头引桥横梁、预制方桩混凝土强度推定值在25.2MPa~33.0MPa之间;回弹法检测码头作业平台横梁、预制方桩混凝土强度推定值在25.2MPa~33.0MPa之间。
 
  ②混凝土碳化深度:码头引桥的混凝土碳化深度均不大于8mm;码头作业平台的混凝土碳化深度均不大于8mm,均小于常规保护层设计厚度,对混凝土内部钢筋未产生不良影响。
 
  ③混凝土保护层厚度:码头引桥横梁的钢筋保护层厚度平均值在41.2mm~48.3mm之间;码头作业平台横梁和预制方桩的钢筋保护层厚度平均值在40.9mm~45.1mm之间。
 
  (3)码头引桥横梁受弯挠度实测值均小于《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015)中限值要求L/200。
 
  (4)现场检测结果表明,码头引桥板厚为180mm~217mm,码头作业平台板厚为232mm~265mm。
 
  (5)现场检测结果表明,码头引桥预制方桩南北向和东西向钢筋均为3根,角筋直径均为28mm,箍筋间距为200mm,直径为8mm;横梁底部钢筋均为4根,角筋直径均为25mm,箍筋间距为200mm,直径为6mm。码头作业平台预制方桩南北向和东西向钢筋均为3根,角筋直径均为28mm,箍筋间距为200mm,直径为8mm,横梁底部钢筋均为4根,角筋直径均为25mm,箍筋间距为200mm,直径为6mm。
 
  (6)综上所述,码头作业平台和引桥耐久性,使用性满足正常使用要求。
 
  4.2建议
 
  建议在后续使用过程中每半年对受检码头进行外观质量检查,若发现原结构使用过程中有异常情况并存在安全隐患时,应及时采取有效处理措施。

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