港口混凝土工程中的试验检测技术

2021-03-17林光亮

绿色环保建材 2021年3期

林光亮

中交第三航务工程局有限公司

1 引言

众所周知，试验检验技术作为一种对工程质量的评估方式，尤其对港口混凝土工程的质量有着特殊要求。该技术是对工程中的钢筋主体结构进行检测和检验，以此获得科学的精准数据，作为工程质量合格与否的依据[1]，并通过一定的试验和技术配比提高混凝土的耐久性和使用年限，在港口工程中起着一定的督促作用，值得深入研究。

2 工程概况

该码头泊位项目覆盖面积可达32.965 万平方米，位于某海域的滩涂地带，共分3个作业区。由于项目所处地理位置特殊，经纬度也不同，故在水工结构设计方面以7万吨级散货船为基础进行新建。项目工程量大且涵盖作业甚多，除码头主体施工和护岸工程之外，还有相应的辅助配套作业，如港池疏浚、软土地基的处理以及陆域形成等。另外在1号和3号作业区内，特将两端泊位线设置延伸部分，为方便后续工程的衔接，将+8.73m～6.55m 设定为陆域形成的设计值，用科学合理的方式完成码头作业。

3 码头施工布置

3.1 结构设计

码头施工前期，要根据项目的实际情况，因地制宜地设计结构。本工程因其所处位置的河床较低，所以决定在板桩前进行抛填块石，其高度要符合设计稿的河底值。就本项目而言，码头的总长度在l10.06m左右，施工拟采用单锚钢板桩结构。具体结构设计和布置可参照以下数值进行。

钢板桩型号：卢森堡产，AU20，其中有效宽度为760mm，有效高度在210mm左右，长为l1.6m。

门机轨道梁：作为灌注的重点对象，该码头的门机轨道梁结构的设计也要科学、合理，而矩形结构非常适用于本工程前后轨的基础布置，且形状的宽可设定为0.6m、高为l.0m，使用桩径为0.4m、桩长14m的沉管灌注桩进行灌注。值得一提的是，桩的间距在3m为最佳，可保证轨道梁灌注时的连续性。

后方锚碇：根据项目的实际情况，特将现浇混凝土锚碇墙作为此处的锚碇结构，并在锚碇墙前设置板桩，方便之后的碎石回填。需要注意的是，设置该锚碇时为确保工程的质量，特选用强度等级为C30混凝土，墙高设定在2.8m、厚0.36m为最佳。

钢筋混凝土胸墙：胸墙选用C30 混凝土制作，设在钢板桩上，高3.3m、顶宽0.4m、底宽0.91m；胸墙距码头顶面的2.5m 位置，设置总长度为18.30m 的钢拉杆，拉杆用型号为Q345 的钢制作，直径为63mm、排布间距在1.5m。

3.2 设备及施工安排

该码头作业甚多，不同阶段所需的设备不尽相同。在船舶靠岸时，需要在码头上设置几个悬挂式的爬梯，呈沿线并排布置，且兼具灵活性，确保随时能移动，便于水不深时船舶靠岸系缆，另外设置6个重150kN 的船柱。面层施工时，因面层属于码头的前方作业，一定要注重平稳性，铺设过程中要根据位置的不同合理设定铺设厚度，具体为：前后轨道梁之间：混凝土厚度和碎石基层均为20cm；后轨道梁之后：混凝土厚度为30cm，碎石基层在20cm。

为确保新码头的施工顺利开展，首先清除旧码头的原有部分面层和结构物。又因是新建码头，端部与旧码头的高低不一，存在不平稳现象，为解决这一问题可将长度为2.5m的翼墙设置在上下游处，与码头前线成90°垂直角，并在上下两端斜街处设置由沥青木板填充的变形缝，此缝的宽度可参照20mm为技术标准进行排布。

4 试验检测技术在港口混凝土工程中的应用

4.1 混凝土施工技术要求

4.1.1 材料的选取

作为混凝土施工的基础，材料运用的得当与否将直接影响工程的整体质量[2]。根据我国现行的规范标准，港口混凝土工程中需要用到的材料的物理及化学成分均要达到一定的环保标准。就本工程而言，拟采用425#的普通硅酸盐水泥作为水泥混凝土的面板，混凝土的用水也要经过细致的试验筛选，诸如碱、酸、油等对混凝土质量会造成直接影响的类似有机物均不可采用。

对于其他材料的含量选择，可按以下内容为基础进行筛选：含盐量＜5mg/cm3；硅酸＞2.7mg/cm3；pH值＞4；碎石粒径＜4cm，强度＞3，土杂质含量＜1%，颗粒含量＜13%，整体压碎值＜10%，且质地耐用、干净，具备一定的硬度，级配碎石及天然沙砾颗粒组合需符合相关规范规定；砂的含泥量＜3%，中粗砂，级配细度模数＞2.5，材质坚硬、耐用且干净。

4.1.2 施工工艺

胸墙和锚锭墙混凝土浇筑过程中温度会偏高，所以需用木夯对其表面进行捣压和整平，根据实际的温度变化数值，应一层一层覆盖材料，并随时增减覆盖材料。值得注意的是，现场混凝土的坍落度也有相应的技术指标，具体需控制在9±2cm之间，并在拆模后的20天内对之前的浇筑作业进行养护。另外捣振时要遵循“分层、分段、连续不断地薄层浇筑”的原则。图1为项目胸墙混凝土浇筑作业平面图。

图1 胸墙混凝土浇筑作业示意图

4.2 试验检测

港口工程中的混凝土检测要根据具体钢筋特点进行。例如主体结构的抗压强度、混凝土在遇冷情况下出现的裂缝以及钢筋的位移等情况都可列为检验的项目[3]。具体为以下几点。

（1）胸墙混凝土部分抗压强度检测。作为混凝土工程质量控制的技术指标，抗压强度检测方式也在随着时代的发展而变化，目前最常用的检测方法包含钻芯法、回弹法及超声回弹综合法这3个类别，检验的方式也由最初的标准养护升级为现在的实体强度检验和对同条件下养护预留试件的评定。

本工程迎水面位置特殊，无法布置试验区，只能寻找混凝土外露的地方分布测区，并按照距离远近分成12个测区，结合现行法律法规，运用回弹法检验及确定混凝土的强度，以40°角作为回弹仪的角度进行检验，检验后抽取4个测区进行回值测试，确定混凝土被污染的程度。12测区混凝土强度值如表1所示。

表1 混凝土强度检测结果表（单位：MPa）

由上述表1 数据显示可知，12 测区的混凝土抗压强度值均在混凝土等级C30的要求之内，算为合格。

（2）面层强度检测。对于混凝土工程质量的检测方法，本工程除了运用回弹法，在面层强度的检测中也运用到了取芯法。但与回弹法不同的是，取芯法在不同场合以及不同芯样的检测过程中操作较为简单，检验后的厚度值也满足之前的设计值，在30.0cm之间。

（3）匀性检测。除抗压强度外，胸墙的混凝土匀性也需要进行检测。倘若混凝土分布不均匀会导致整体结构的不稳，从而降低墙体的质量。此项检测中抽取8～10个位置，运用超声波法检测，检验的结果中如显示有8～9 个波形正常，剩余略有偏差，也可算作均匀。

（4）钢筋和保护层厚度检测。对面层检测完后如无裂缝发生，紧接着对主体结构内的钢筋位置进行检测，且由内到位、分阶段地利用钢筋保护测定仪进行抽样检查，如钢筋位置与最初的设计值相符即算正常。保护层的厚度可参照最小厚度值35mm、最大厚度55mm为标准进行调整。

4.3 试验检测效果分析

近年来，试验检测技术在港口工程中的运用越来越广泛，上文通过对实际案例的剖析，将混凝土工程中的主体钢筋结构及面层施工进行了分批阐述，具备一定的参考价值。而通过检测得出的数据也可给评定混凝土工程质量合格与否做数据支撑，且相较于一般的评估方式，试验检测虽然复杂，但对参与建设的相关单位来说也具备一定的督促作用，值得推广和采用。作为整个混凝土工程的基础，试验检测工作可看作是工程的核心部分，只有将其严格运用到项目建设中，才能建立起有效地质量监控体系，从而提高港口工程的施工水平[4]。