高桩码头耐久性检测典型案例分析

高 鹏（中设设计集团股份有限公司，江苏 南京 210014）

高桩码头耐久性检测典型案例分析

高 鹏（中设设计集团股份有限公司，江苏 南京 210014）

高桩码头在我国应用非常广泛，但在运营过程中由于自身结构特点加上环境作用，耐久性较差。本文以江苏某高桩码头为依托工程，进行混凝土和钢管桩的耐久性专项检测,详细分析了耐久性专项检测的具体检测方法和依托工程的检测结果，并根据检测结果给出了相关建议，本文的研究成果可为同类工程提供参考。

高桩码头；耐久性；混凝土；钢管桩

高桩码头是我国应用最为广泛的一种码头结构形式，它是将系列长桩打入地基形成桩基础，以承受上部结构传来的荷载。高桩码头主要由上部结构、基桩、接岸结构、岸坡和码头设备等部分组成。与其他结构型式相比，高桩码头结构简单，能承受较大的荷载，砂、石用量少，对挖泥超深的适应性强。但与此同时，高桩码头由于自身结构特点（杆系构件较多），再加上水流冲刷腐蚀、船舶循环作用等不利因素作用，导致其耐久性较差，构件容易损坏[1-2]。本文以江苏某高桩码头为依托工程，进行混凝土和钢管桩的耐久性专项检测，详细分析了耐久性专项检测的具体检测方法和依托工程的检测结果，并根据检测结果给出了相关建议。

1 工程概况

图1 码头结构断面图

表1 检测内容及方法

江苏某沿海高桩码头总长度为345m，宽度为38m。水工建筑物包括1个10万吨级通用散货泊位和1座引桥。码头采用栈桥式高桩梁板结构，排架间距10m，共5个分段。码头上部结构型式为现浇桩帽、预制纵横梁、等高连接及预制现浇叠合面板。各排架下布置10根桩，其中前后轨下均布置2根直桩(Φ1400mm大管桩)和1根斜度为30:1的Φ1400mm大管桩，中间布置两对叉桩(Φ1400mm钢管桩，斜度3.5:1)。引桥宽12m，长79.75m。引桥上部结构采用大跨预应力空心板叠合面层结构。海侧三榀排架基桩采用Φ1400mm钢管桩，第一榀排架布置3根直桩，第二、三榀排架布置2根直桩和2根斜桩；岸侧两榀排架基桩采用带有钢套筒的Φ1600mm冲孔灌注桩，均布置3根直桩。结构断面如图1所示。

2 检测内容及方法

根据《港口水工建筑物检测与评估技术规范》（JTJ302-2006）对码头耐久性的检测要求，并结合码头所处环境条件和结构实际情况，确定以下检测内容。

2.1 钢筋保护层厚度检测

钢筋护层厚度是保证钢筋与混凝土共同工作的前提，是保证结构耐久性、防止钢筋受环境腐蚀介质侵蚀的重要屏障，过薄对结构设计使用年限内的耐久性不利，过厚则影响结构承载能力。采用混凝土钢筋检测仪对码头代表性部位的实际钢筋保护层厚度进行检测，依据《水运工程混凝土结构实体检测技术规程》(JTS239-2015)，单个构件至少测定3个测区，各测区抽取至少包含6根受力钢筋进行检测，每根钢筋应在有代表性的部位选取2～3个测点，考察其与设计保护层厚度的偏差情况。

2.2 碳化深度检测

通过碳化深度测量尺和1%的酚酞酒精溶液测量混凝土碳化深度值，每构件测点不少于2个并取其平均值，考察码头不同区域、不同构件的代表性部位的老化程度。混凝土抗碳化性能的等级根据《混凝土耐久性检验评定标准》（JGJ/T193-2009）划分如表2所示。

表3 钢筋腐蚀电位锈蚀评定方法

2.3 钢筋腐蚀电位检测

钢筋腐蚀电位检测应在不同区域抽取构件，对选定的各类构件，应对全部钢筋的腐蚀电位进行检测。测定仪测定腐蚀电位宜在构件表面布置网格形式布置测点，测点纵、横向间距为(100～300)mm，相邻两测点测值差超过150mV时，适当缩小测点间距；待测定钢筋的混凝土表面需在测量前用喷淋的方法预湿，确保测值稳定。钢筋腐蚀电位锈蚀评定方法依据《水运工程混凝土结构实体检测技术规程》(JTS239-2015) 和《港口水工建筑物检测与评估技术规范》(JTJ302-2006)划分如表3所示。

表2 混凝土抗碳化性能等级划分

2.4 混凝土抗氯离子渗透性能检测

海港工程混凝土结构经常与海水接触并处于潮湿环境中，氯离子渗入引起钢筋锈蚀已成为影响混凝土结构耐久性的重要因素之一[3]，为此对该码头结构在有代表性的部位钻取芯样，测定混凝土抗氯离子渗透性能，每组抽取的同类结构芯样试件数量不少于3个，按现行行业标准《水运工程混凝土结构实体检测技术规程》(JTS239-2015)的要求，分别采用电通量法和扩散系数电迁移试验法检测混凝土的抗氯离子渗透性能。

2.5 钢结构厚度检测

钢结构厚度采用超声测厚仪进行检测，结合现场环境条件，对钢管桩进行检测，每构件代表性部位的测点数量不少于3点。

2.6 钢结构防腐蚀涂层检测

智能无人值守变电站中继电保护系统应用信息技术，能够实现主备站通讯。在调度端应用信息技术，构建备调系统，集成主站设备、厂站设备，利用数据传输通道，实现数据采集与传输，能够确保信息传输的实时性与安全性。基于信息技术，厂站新设备投运后，备调系统和主调系统能够实现同步，完成远动信息接入联调与画面绘制等，发挥着积极的作用。

钢结构防腐蚀涂层的干膜厚度采用精度不低于10%的测厚仪进行检测，每次测量的位置相距25～75mm，测取各测点3次读数，取其算术平均值作为此点的测定值，每根不得少于3个测点。

2.7 钢结构保护电位检测

钢管桩保护电位检测时将参比电极（采用最小分辨率1mV、内阻大于10MΩ的高内阻数字万用表和Ag/AgCl参比电极）放入水中，靠近待测钢管桩表面，并用导线将参比电极、万用表和所测钢结构形成回路，用万用表读取测试数据，测试时参比电极不得与被测钢管桩直接接触，应放置到被测钢管桩的表面附近。在有效保护年限内，水位变动区、水下区及泥下区的保护电位始终控制在最佳保护电位范围：-0.78V～-1.05V（相对于Ag/AgCl电极）。

3 依托工程检测结果分析

3.1 钢筋保护层厚度检测

依托工程码头及引桥抽检横梁、空心板、纵梁等构件共45个，共测试1350个点，合格1132个点，平均合格率为83.9%。码头及引桥所抽检各类型构件钢筋保护层厚度整体控制较好，保护层厚度合格率范围为（80.0～100）%。同类型构件之间的保护层厚度分布相对较为离散。

3.2 碳化深度检测

依托工程码头抽检现浇桩帽11个、现浇横梁10榀、现浇纵梁37榀、现浇面板17块，抽检引桥现浇横梁20榀、现浇面层17块、空心板22个，上述构件碳化深度范围1.5～4.5mm，依据《混凝土耐久性检验评定标准》（JGJ/T 193-2009）3.0.3 条混凝土抗碳化性能等级划分标准，该码头、引桥混凝土构件混凝土抗碳化性能等级为T-IV级（0.1≤d≤10），抗碳化耐久性水平推荐意见为“好”。

3.3 钢筋腐蚀电位检测

3.4 混凝土抗氯离子渗透性能检测

为了解该码头氯离子的渗透情况，在码头浪溅区部位的混凝土结构钻取芯样，分别采用电通量法和扩散系数电迁移试验方法检测混凝土的抗氯离子渗透性能，同时为结构物残余使用年限的评估提供依据[4]。依据《混凝土耐久性检验评定标准》(JGJ/T193-2009)3.0.2条混凝土抗氯离子渗透性能等级划分标准，该码头1#后沿桩帽和2#排架后边梁抗氯离子渗透性能等级为Q-V（Qs＜500），对应推荐意见为“很好”，3#排架后沿桩帽抗氯离子渗透性能等级RCM-Ⅲ（2.5≤DRCM＜3.5），对应推荐意见为“较好”。

3.5 钢结构厚度检测

对钢管桩进行除锈后的钢材壁厚检测，检测方法按《港口水工建筑物检测与评估技术规范》(JTJ302-2006)附录D 相关规定进行，共抽检20根钢管桩，其设计厚度均为22mm，测试厚度于设计厚度的偏差在（-0.15～0.18）mm 之间。

3.6 钢结构防腐蚀涂层检测

现场抽取27根钢管桩进行涂层厚度检测，在每根桩表面涂层完好处的水位变动区随机抽取了15处涂层厚度进行检测。根据《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》(JTS153-3-2007)的要求涂层厚度大于等于设计厚度的点数不应少于85%，最小值不应小于规定范围的下限，设计值未明确时，下限取85%设计值。本次抽检的27根钢管桩中共有7根不满足要求。

3.7 钢结构保护电位检测

根据《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》（JTS 153-3-2007），相对于氯化银电极保护电位规定值应在-0.78～-1.05V之间。本次所抽检该工程13 根钢管桩牺牲阳极保护电位在-0.87～-0.96V，均满足规范及设计要求。

4 工程建议

1）由于本地区海水含盐量高，构件容易腐蚀，建议业主单位根据码头施工图设计说明对平均潮位以上水位变动区和浪溅区构件表面采取相应防腐措施，并且定期检查钢筋混凝土构件和暴露铁件的腐蚀情况，确保结构耐久性能。

2）由于海水作用等因素，钢管桩存在一定的腐蚀现象，并且部分钢管桩涂层不满足要求，所以应加强日常钢结构防腐蚀维护管理工作，开展定期检查和特殊情况详细检查，根据检查结果对钢结构的防腐蚀效果做出判断，确定更新或修复的范围及修复方案，延长钢管桩使用寿命。

3）建议业主单位定期检查钢管桩的腐蚀情况，定期测量保护电位，以便及时检查阳极块状况，并采用重焊、更换、增补阳极块等补救措施，以确定钢管桩耐久性能。

[1]张淼, 任铮钺. 关于海港高桩码头耐久性检测的相关研究 [J]. 中国水运 , 2015, 15(9):276-278.

[2]秦网根, 方海东, 吉同元等. 在役高桩码头结构物的检测与评估[J]. 水运工程, 2012, (1):69-73.

[3]卞 雷, 方永浩, 郇洪流等. 连云港码头钢筋混凝土检测维修与结构耐久性分析[J]. 水运工程, 2008, (3):69-72.

[4]孔 玮, 田惠文, 李伟华等. 某重力墩式码头耐久性调查检测及寿命预测[J]. 水运工程, 2010, (10):50-53.

The durability of piled wharf testing typical case analysis

The high pile wharf is widely applied in our country, but due to its structure characteristics and environment in the process of operation,poor durability.In this paper, based on Jiangsu a piled wharf engineering,special to the durability of concrete and steel pipe pile testing,special testing to concrete durability test method are analyzed in detail, and based on test results of engineering,and related Suggestions are given according to the results of the test,the research results of this paper may provide reference for similar projects.

high pile wharf；durability；concrete；steel pipe pile

TV92文献辨识码：B

：1003-8965(2017)02-0004-03

高鹏（1988-），男，本科，助理工程师，主要从事水运工程检测评估工作。