高樁碼頭上部結構快速維修技術探析

（福建省港口工程有限公司，福建 福州 350000）

1 工程概況

福州港松門作業(yè)區(qū)2#泊位位于福州市馬尾區(qū)閩安鎮(zhèn)，建成于1990年，靠泊等級為1 5000噸級。泊位總長度 162 m，總寬度 23.0 m，其中碼頭寬度 12.5 m，平臺寬度 10.47 m。碼頭分為4個結構段，結構型式皆為高樁梁板式，共有29榀橫向排架，排架間距為 6 m，采用 500 mm×500 mm 預應力鋼筋混凝土方樁，碼頭上部結構為現(xiàn)澆橫梁、預制縱梁、實心面板及現(xiàn)澆面層，橫梁下不設樁帽。

對碼頭縱梁進行了調查，發(fā)現(xiàn)碼頭前縱梁存在豎向裂縫，裂縫數(shù)量30條，裂縫總長 45.0 m，最大縫寬 0.2 mm～0.8 mm。縱梁裂縫垂直走向，雙面對應，為貫通裂縫。而在梁上分布比較隨機，根據(jù)以往的經(jīng)驗，引起此類裂縫的成因以溫度變化作用與上部荷載共同作用所導致[1]。碼頭上部結構外觀如圖1所示。

圖1 碼頭上部結構外觀圖

2 維修方案介紹

碼頭上部結構外觀如圖1所示。經(jīng)評估后發(fā)現(xiàn)，前軌道梁不滿足承載力要求，需要對其進行結構加固。碼頭調查檢測結果表明，碼頭個別構件存在混凝土缺陷。碼頭少數(shù)縱梁箍筋銹蝕露筋，是因為箍筋偏一側而保護層太小直接暴露，經(jīng)鑿開檢查，銹跡在鋼筋圓周方向分布范圍已擴散，產(chǎn)生截面損失。調查還發(fā)現(xiàn)碼頭護舷等附屬設施的破損。以上問題需要通過結構維修，以保證碼頭結構安全性符合國家有關標準規(guī)范要求[2-4]，具有足夠的承載能力。維修方案介紹如下。

2.1 對門機前梁加固

為滿足門機荷載下結構承載能力，對前門機梁進行加固，共計加固前軌道梁 19根，所在排架跨間號：5～12、13～20、24～29。門機前梁加固如圖2所示。

門機梁加固系統(tǒng)維修時先設置托梁防墜落支撐，然后對預力束保護板、錨具保護塊進行清潔，再去除原鋼絲束、對孔道進行清理后再進行新鋼絲束穿入。在該項目中使用的是19φ5鍍鋅高強鋼絲，張拉操作到設計值，然后進行孔道灌漿、設置鋼絲束保護板和錨具保護塊?？紤]到托梁和門機梁、橫梁間沒有鋼筋鏈接，所以在進行鋼絲束拆除操作前先設置支撐，避免托梁掉落，在完成鋼絲束張拉之后就可以進行拆除。

門機軌道槽設置有排水孔，因此落水在鋼絲束保護板上?？紤]到落水對鋼絲束的影響，需要對門機梁加固體系保護板進行涂丙乳砂漿防護操作。在操作前需要先對混凝土表面的污物和鑿毛進行處理，對混凝土進行澆水處理，讓混凝土充分濕潤，然后再人工進行第一次丙乳砂漿涂抹，在15 d之后再進行第二次涂抹。單次涂抹層厚要達到10 mm。涂抹操作需要在保護板拆除后進行。另外，丙乳砂漿第二次涂抹結束，并養(yǎng)護20 d后，可以進行少量灑水操作，使其表面潮濕。不過也不能灑水過多，避免丙乳流失。

2.2 裂縫注膠修補工藝

裂縫標注：找出修補構件上的所有裂縫，用記號筆標記，以便確定修補位置、數(shù)量和范圍等。

裂縫附近的處理：用鋼絲刷清理裂縫周圍，使其表面保持清潔。用丙酮擦凈裂縫處的油污、灰塵或其他雜質，再用壓縮空氣吹去裂縫內(nèi)的灰塵，并保持縫內(nèi)充分干燥。

設置注膠嘴并封縫：按照裂縫走向設置注膠咀。裂縫表面采用封縫材料封閉，用油灰刀沿裂縫往復涂刮后，均勻地抹一層膠泥，防止小氣泡及密封不嚴。且每條裂縫上必須設置排氣嘴，注漿嘴采用粘貼式，禁止采用鉆孔埋入式注漿咀，注漿咀沿裂縫布置，距離不大于300 mm。

配制膠液：按產(chǎn)品說明的要求配制裂縫修補用注漿液。一次配膠量不宜過多，現(xiàn)配現(xiàn)用。

注膠：采用低壓漫灌，從裂縫一端開始，水平列縫按從一端向另一端順序注膠，待下一注膠咀溢出為止，依次注入，不得遺漏，直至所有注膠咀均注完。最后一個注膠咀用于出氣孔，可不注膠。

復注：根據(jù)材料凝固速度，適當?shù)剡M行一次復注，以便更好地保證注膠的飽滿。

圖2 門機前梁加固圖

拆除注膠咀：待鋒內(nèi)的膠液初凝時，立即拆除注膠咀和排氣咀。

檢驗：裂縫在覆蓋前進行密實性檢測，測定的漿體飽滿度不應小于90%，檢測的部位應由設計單位確定。

2.3 橡膠護舷施工

該工程橡膠護舷為D300×L1500型號的，數(shù)量為10套，D300×L900型號的，數(shù)量為4套，采用25 t汽車式吊機配合安裝，豎向D型護舷安裝順序從下往上逐個安裝。結合該工程實際情況，以已有的D型護舷軸線延長線為基線。項目中舊螺栓為套筒結構，不銹鋼管使用砂輪切割機來切割，管內(nèi)螺栓使用氣焊切割模式，螺栓鉆孔使用風鉆，孔徑為Φ50×500 mm。預埋螺栓通過環(huán)氧樹脂砂漿來進行固定，在操作前需要先進行孔洞清理，方便后期固定操作。在固定時，要注意螺栓深度、位置與膠凝固時間的控制，確保螺栓強度達到設計要求。同時，考慮到環(huán)氧樹脂和固化劑的化學反應速度較快，所以拌料操作速度要快，并且要保證拌料攪拌均勻。如果發(fā)現(xiàn)砂漿變硬，沒有流動性，必須進行廢棄處理。盛裝材料的容器要蓋好，避免潮濕與進入，做好防火工作。該工程項目橡膠護舷安裝各參數(shù)與要求見表1。

表1 橡膠護舷安裝參數(shù)與方法

2.4 局部破損丙乳砂漿修補

2.4.1 軌道梁和橫梁局部破損露筋修補

修補材料采用丙乳聚合物砂漿，丙乳摻量為膠粘材料重量的25%，丙乳固化物含量不小于40%。

2.4.2 局部破損修補

鋼筋明顯銹損時，補焊Φ20 mm鋼筋，單面焊，單側焊接長度滿足10 d。

主筋保護層不小于50 mm。

修補區(qū)域應比破損區(qū)域向外延伸100 mm以上，將鋼筋鑿露，鋼筋應仔細除銹，除銹務凈。

丙乳砂漿施工方法可用手工抹涂，涂抹前須將結合面多次灑水，直至基層飽水表面顯干，然后刷抹界面劑，緊接著施工丙乳砂漿。

須將鋼筋牢牢固定，以保證丙乳砂漿施工時鋼筋完全不動搖。

現(xiàn)場焊接鋼筋需合格焊工才可以施焊。

丙乳砂漿分兩層施工，第一層表面拉毛，施工時務使砂漿壓抹密實。

修補砂漿需要仔細養(yǎng)護20 d，少量灑水至表面潮濕即可，不可過多過猛，以防丙乳砂漿固化前流失。

3 快速施工技術

全面了解和熟悉各構件裂縫位置及數(shù)量，了解該工程的基本概況，管理人員應全面掌握有關該破損維修的設計要求和規(guī)范要求、熟悉相關圖紙；各項內(nèi)業(yè)報表和臺帳作出范本，指導有關人員如實填寫，確保數(shù)據(jù)的真實和有效。同時與碼頭營運管理方保持密切聯(lián)系，做好施工與生產(chǎn)的協(xié)調。施工按照行業(yè)施工規(guī)范組織實施及控制質量[5]。

3.1 提供施工速度的措施

設計出一種易拼裝，易拆卸的模板及作業(yè)平臺，節(jié)省了安裝時間和轉跨時間。

合理安排維修項目的施工組合，從而介紹施工時間。

3.2 總體施工順序

總體安排：第一步進行施工前的準備；第二步進行施工平臺、橡膠護舷安裝、裂縫修補施工；第三步進行軌道梁、水平撐施工；第四步進行交工驗收。

3.3 施工順序及施工工藝

該項目施工順序及施工工藝如圖3所示。

圖3 項目施工順序及施工工藝

3.4 加固快速施工方法

軌道梁、水平撐將構件混凝土部位有層裂或者剝落、露筋處進行鑿除，使鋼筋漏出，將腐蝕的鋼筋進行除銹。將構件底邊角斷鑿槽，露出原有鋼筋，未鑿槽處需降底邊角倒角50 mm。所有與新澆混凝土接觸面須鑿去表面至露石。

模板設計如下：底模設計，采用木模。底膜使用的是150 mm×150 mm×4000 mm方鋼，間距為200 mm，側面設置有仿木，仿木與膠合板形成底膜。

在進行龍骨鋪設操作時，先通過水平儀對兩端水平線進行確定，在對中間龍骨進行鋪設時可以考慮通過兩端龍骨拉線來進行，以保障龍骨的整體水平性。需要注意的是，底膜模板的長度和寬度要比設計值高，這樣便于后期側模的支立操作。

在構件碼頭面層上兩邊各鉆孔3個Φ50 mm作為吊孔支撐點，吊筋采用Φ25 mm鋼筋，橫向布設2條14 b雙拼工字鋼。工字鋼上鋪設50 cm×100 cm方木，間距300 mm。方木上釘上20 mm膠合板便形成底模。

軌道梁、水平撐底標高處于潮水變動區(qū)域，為防風浪及潮水沖擊，所有龍骨均用14#鐵絲與槽鋼十字花綁牢。同時將底板與龍骨釘牢并增加底板透氣孔。側模設計，采用木模。

側?？v向龍骨為50 mm×10 mm×6000 mm方木3根，橫向龍骨為50 mm×100 mm×2000 mm方木，間距500 mm。縱向外龍骨為50 mm×100 mm×6000 mm方木3根；每片模板連接利用Φ14螺栓對鎖。

模板表面應整潔，脫模劑應涂刷均勻，且不得污染鋼筋，模板上脫模劑采用地板蠟，其特點是光滑，遇水不化，不銹蝕不污染鋼筋。模板拆除后操作方便，加臘易恢復原狀。

在砼澆筑過程中，加強對模板的沉降和變形觀測，專人看模，一旦出現(xiàn)異常情況，應及時采取加固補救措施，以確保軌道梁、軌道梁、水平撐成型質量。

砼澆筑達48 h后進行側模拆除清理，派專人維護保養(yǎng)，如有損壞及時調換整修，便于下次周轉使用。

4 碼頭加固方案實施效果

維修工程于2020年7月開工，同年9月底竣工。在兼顧碼頭生產(chǎn)的情況下，實際所用工期2個月。通過維修，恢復碼頭結構可靠性，施工過程對生產(chǎn)的干擾小，達到了預期的維修效果，為同類高樁碼頭提供了實踐經(jīng)驗，具有一定的借鑒意義。