北方某重力式碼頭沉箱破損及修復(fù)情況介紹

1、北方某重力式碼頭沉箱破損及修復(fù)情況介紹    摘要：通過(guò)對(duì)某碼頭沉箱破損修復(fù)的情況介紹，敘述主要技術(shù)指標(biāo)及有關(guān)工作程序。 關(guān)鍵詞：沉箱，修復(fù)，加固 2006年10月至2007年3月期間，北方某重力式結(jié)構(gòu)碼頭有9個(gè)沉箱出現(xiàn)不同程度的破損，經(jīng)各方共同努力，按照設(shè)計(jì)的修復(fù)方案進(jìn)行修復(fù)，并邀請(qǐng)有關(guān)專家進(jìn)行了論證，最終修復(fù)結(jié)果滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，并評(píng)定為合格?，F(xiàn)將有關(guān)情況介紹如下： 一、概況 該碼頭由7個(gè)小沉箱和17個(gè)大沉箱組成，小沉箱尺寸為：18m（長(zhǎng)）×9.9m（寬）×11.5m（高），分為8個(gè)倉(cāng)格，倉(cāng)格尺寸為：4.2m×4

2、m，前墻厚35cm、后墻及側(cè)墻為30cm、隔墻20cm、縱橫墻交接處加強(qiáng)角20cm*20cm；大沉箱組成，大沉箱外延尺寸為：18.1m（長(zhǎng)）×14.2m（寬）×16m（高），分為4×312個(gè)倉(cāng)格（4.2m×4m），前墻為40cm、后墻及側(cè)墻35cm、隔墻20cm，加強(qiáng)角20cm*20cm。沉箱的混凝土設(shè)計(jì)為：從頂面向下2.8m范圍內(nèi)C30F250，其余部分C30。 二、沉箱裂縫產(chǎn)生過(guò)程及原因 2006年10月至2007年3月期間，尤其是2007年3月5日天文強(qiáng)風(fēng)暴潮襲擊，部分沉箱出現(xiàn)裂縫。裂縫基本上位于內(nèi)隔墻的加強(qiáng)角及隔墻跨中區(qū)域，并沿墻壁向下延伸。 （

3、一）沉箱受損過(guò)程 2006年10月至年底，沉箱受到10余次風(fēng)浪影響（風(fēng)力90級(jí)風(fēng)力，大浪）， 風(fēng)浪過(guò)后，9個(gè)沉箱均受到不同程度損壞，沉箱出現(xiàn)裂縫。裂縫大多位于內(nèi)隔墻的加強(qiáng)角及隔墻跨中區(qū)域，并沿墻壁向下延伸。 （二）沉箱存放及加固 為防止沉箱再次被海浪吹襲造成損壞，2006年12月31日前，所有沉箱拖至粗平后的基床上安放。為確保安放的沉箱能安全過(guò)冬，經(jīng)設(shè)計(jì)校核，施工單位上報(bào)了沉箱加固方案：封倉(cāng)蓋板密封倉(cāng)格和工字鋼加硬木尖將隔倉(cāng)與沉箱外墻連成整體。 沉箱加固完成后，過(guò)冬期間經(jīng)歷了3次較大風(fēng)浪，風(fēng)力為9級(jí)左右，大浪。風(fēng)浪后未發(fā)現(xiàn)沉箱水面以上部分的混凝土裂縫有明顯變化。 （三）沉箱檢測(cè) 為徹底摸清各受

4、損沉箱混凝土裂縫分布、長(zhǎng)度、寬度等情況，2007年3月，交通部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所受施工單位委托開(kāi)展了對(duì)受損沉箱的水上調(diào)查檢測(cè)與水下探摸檢查工作。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)共有9個(gè)沉箱受到風(fēng)浪損壞。 （四）原因分析 2007年4月2日，在某大酒店會(huì)議室召開(kāi)了該碼頭沉箱專題技術(shù)討論會(huì)。經(jīng)專家分析，沉箱破損的直接原因是風(fēng)浪沖擊，加上在風(fēng)浪作用下沉箱在厚度達(dá)7m以上的粉細(xì)砂地基中產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致沉箱出現(xiàn)傾斜并下沉。當(dāng)沉箱頂面下沉至水位變動(dòng)區(qū)時(shí)，沉箱頂面傾斜，在遭受大風(fēng)浪時(shí)，沉箱隔墻承受極大風(fēng)浪作用破壞，導(dǎo)致隔墻在兩端加強(qiáng)角位置及中間位置有不同程度的裂縫。 三、沉箱修復(fù)方案的確定 沉箱損壞事件發(fā)生后，業(yè)主、監(jiān)理、

5、設(shè)計(jì)、施工各方經(jīng)多次研究認(rèn)為，沉箱修復(fù)方案應(yīng)作到：穩(wěn)妥可靠，施工可行，滿足確保工程質(zhì)量。 沉箱修復(fù)工作分以下環(huán)節(jié)進(jìn)行： 1. 由工程原設(shè)計(jì)單位提出沉箱破損情況檢測(cè)要求。 2.由施工單位委托有資質(zhì)的檢測(cè)單位對(duì)沉箱的破損情況進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)并提出修復(fù)建議。 3.由設(shè)計(jì)單位根據(jù)檢測(cè)單位的檢測(cè)報(bào)告提出沉箱修復(fù)施工圖紙。 4.施工單位根據(jù)施工圖提交沉箱修復(fù)施工方案組織沉箱修復(fù)。 5.監(jiān)理單位對(duì)沉箱修復(fù)全過(guò)程進(jìn)行跟蹤。 受施工單位的委托，設(shè)計(jì)單位提出了沉箱破損情況檢測(cè)要求，主要內(nèi)容如下： 1.對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)沉箱混凝土裂縫的長(zhǎng)度、寬度、深度及變形損害情況進(jìn)行檢測(cè)。 2.對(duì)沉箱受損情況進(jìn)行描述

6、，并繪制相應(yīng)圖紙，對(duì)沉箱受損情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出對(duì)破損沉箱的修復(fù)方案。 四、修復(fù)依據(jù) 水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范（JTJ26896） 港口工程混凝土粘接修補(bǔ)技術(shù)規(guī)程（JTJ/T27199） *碼頭受損沉箱修復(fù)施工圖紙 水運(yùn)工程混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)(JTJ269-96) *碼頭破損沉箱檢測(cè)報(bào)告 五、沉箱修復(fù)過(guò)程 （一）沉箱檢測(cè) 受施工單位委托，交通部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所對(duì)所有沉箱，進(jìn)行了初步檢查后，對(duì)表面有裂縫的9個(gè)沉箱進(jìn)行詳細(xì)檢查包括：現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、水下探摸和檢測(cè)，對(duì)沉箱裂縫進(jìn)行了詳細(xì)的描述。 根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，受損的9個(gè)沉箱為1個(gè)小沉箱和8個(gè)大沉箱，裂縫總長(zhǎng)約1061.3米，大多位于隔墻的加強(qiáng)角部位和變形

7、隔墻的中部，并沿隔墻向下延伸，其中小沉箱裂縫最長(zhǎng)達(dá)9.0m，距底板約2.0m；大沉箱裂縫最長(zhǎng)達(dá)14.0m，距底板約2.0m。 （二）沉箱修復(fù)方案 根據(jù)交通部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所的報(bào)告，設(shè)計(jì)單位提交了*碼頭工程受損沉箱修復(fù)的施工圖紙。主要修復(fù)原則為： 1.壓力灌漿修復(fù)（對(duì)以下情況采用壓力灌漿法修復(fù)）： （1）從沉箱頂?shù)骄嘞漤?.0m范圍內(nèi)，對(duì)縫寬在于等于0.2mm的混凝土裂縫。 （2）沉箱頂以下4.0m至沉箱底板以上范圍內(nèi)，隔墻與外墻相交的的結(jié)點(diǎn)處且縫隙寬大于0.3mm混凝土裂縫。 （3）在沉箱頂以下4.0m至沉箱底板以上范圍內(nèi)，縱、橫向聯(lián)合隔墻壁相交的結(jié)點(diǎn)處且終究寬大于等到于0.5mm的混凝

8、土裂縫。 2.水下裂縫隙封閉修復(fù)（對(duì)以下情況進(jìn)行水下封閉修復(fù)）： （1）從沉箱頂至距箱頂4.0m范圍內(nèi)，縫隙寬在0.1mm0.2mm之間的混凝土裂縫隙。 （2）在沉箱頂以下4.0m至沉箱底板以上范圍內(nèi)，縫隙寬在0.2mm0.5mm之間的混凝土裂縫隙。 3.沉箱加固：對(duì)有變形的隔墻，采取加固修復(fù)，即對(duì)隔墻相鄰倉(cāng)隔內(nèi)下部實(shí)施水下升漿混凝土，上部現(xiàn)澆混凝土。 4.村料選用要求： （1）壓力灌漿采用水上環(huán)氧型灌漿材料，漿液抗壓強(qiáng)度45MPa，漿液抗折強(qiáng)度12MPa，混凝土粘接抗折強(qiáng)度6MPa。 （2）水下裂縫封閉修復(fù)采用水下環(huán)氧防腐粘結(jié)劑封閉：8字型砂漿的粘結(jié)抗拉強(qiáng)度2.45MPa，抗壓強(qiáng)度30MPa

9、。 （3）沉箱內(nèi)現(xiàn)澆混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25F200，沉箱內(nèi)升漿混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C15。 （三）具體施工工藝： 1.水下裂縫封閉修補(bǔ)工藝： 裂縫區(qū)表面清理；沿裂縫走向均勻涂刷水下環(huán)氧防腐粘接劑。 2.壓力灌漿法修補(bǔ)工藝： 裂縫區(qū)表面清理；埋設(shè)灌漿嘴及封閉裂縫；試壓；灌漿；裂縫區(qū)表面二次清理。 3.鉆孔植筋修復(fù)工藝： 定位；鉆孔；鉆孔清洗；注膠插筋；固化驗(yàn)收。 4.升漿施工工藝： 安裝預(yù)埋管；沉箱填料；安裝升漿平臺(tái)；下升漿管；制漿；升漿施工。 5.倉(cāng)格內(nèi)澆注混凝土施工工藝： 潮位下降到沉箱頂面以下后抽水；倉(cāng)格內(nèi)塊石整平；制砼；澆注倉(cāng)格內(nèi)混凝土；頂部預(yù)埋鋼筋。 （四）主要技術(shù)指標(biāo) 1.沉箱裂縫封閉

10、材料選用環(huán)氧防腐粘接劑（YH16）其主要性能如下表： 2.沉箱裂縫灌漿采用TPEI環(huán)氧型灌漿材料，其主要性能如下表：                     3.沉箱倉(cāng)格升漿施工中所拌制砂漿應(yīng)滿足設(shè)計(jì)所要求的技術(shù)指標(biāo)，其指標(biāo)如下表：               

11、0;              六、修復(fù)效果檢驗(yàn) 為了檢驗(yàn)沉箱修復(fù)效果，施工單位委托天津港灣工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司對(duì)裂縫修復(fù)效果進(jìn)行了水下錄像檢測(cè)和水上超聲波檢測(cè)。 （一）沉箱裂縫修復(fù)效果檢測(cè) 1.水下錄像檢測(cè) 檢測(cè)結(jié)果表明： （1）沉箱修復(fù)材料性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。 （2）水上、水下裂縫封閉：涂料與混凝土粘結(jié)牢固，裂縫封閉效果良好。 （3）水上壓力灌漿后超聲聲速明顯提高，表明裂縫充灌密實(shí)。 2.超聲波檢測(cè) 鑒于破損沉箱已安裝于碼頭，部分沉箱頂面已澆筑胸墻混凝土，

12、給超聲波法檢測(cè)帶來(lái)較大的難度。為此，根據(jù)聲學(xué)原理，結(jié)合工程實(shí)際情況，采用低頻率換能器，前置放大器，增強(qiáng)聲波穿透能力，并在一個(gè)未澆筑胸墻的混凝土沉箱上進(jìn)行率定工作，探索檢測(cè)方法，根據(jù)探索結(jié)果，按下列方法進(jìn)行檢測(cè)： （1）采用抽檢的方法檢測(cè)。 （2）超聲波測(cè)點(diǎn)布置于3#和4#加強(qiáng)角的縱隔墻部位，目的是檢測(cè)加強(qiáng)角部位的裂縫修補(bǔ)質(zhì)量。 （3）檢測(cè)方法是平測(cè)法，測(cè)試中借助低頻率換能器，前置放大器等輔助設(shè)備，削弱直達(dá)波訊號(hào)，增強(qiáng)反射波訊號(hào)。 （4）測(cè)試區(qū)域在水位變動(dòng)區(qū)，涉及沉箱的僅有1.5m左右。 超聲波檢測(cè)結(jié)論 檢測(cè)結(jié)果列于下表：       

13、                  依據(jù)上表修復(fù)沉箱混凝土測(cè)區(qū)聲速值，按數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算了混凝土聲速平均值mv、標(biāo)準(zhǔn)差sv和變異系數(shù)v，計(jì)算結(jié)果列于下表：                        

14、;  基于上述檢測(cè)結(jié)果，可作下列評(píng)估： （1）從混凝土聲速判斷，混凝土平均聲速值mv3500m/s，修復(fù)后混凝土質(zhì)量可靠。 （2）從混凝土的波形、振幅和聲時(shí)綜合評(píng)估，所測(cè)沉箱在安裝施工過(guò)程中未受到外力碰撞，沉箱混凝土結(jié)構(gòu)是完整的。 （二）沉箱裂縫檢測(cè)結(jié)論 綜合以上情況，監(jiān)理單位認(rèn)為破損沉箱的修復(fù)質(zhì)量及耐久行滿足設(shè)計(jì)使用要求。 七、沉箱修復(fù)結(jié)論 根據(jù)建設(shè)程序規(guī)定，2007年10月31日，業(yè)主單位組織召開(kāi)了“*碼頭沉箱修復(fù)質(zhì)量及耐久性評(píng)估”專題會(huì)議，其他與會(huì)單位有質(zhì)量監(jiān)督站、業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位、檢測(cè)單位、監(jiān)理單位、施工單位。與會(huì)專家在現(xiàn)場(chǎng)考察后，聽(tīng)取了各相關(guān)單位的匯報(bào)，并查閱了沉箱修復(fù)及加固的相關(guān)資料，進(jìn)行了細(xì)致的討論研究