重力式碼頭安全性的原位檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水利工程中港口水工建筑物的檢測方法，具體涉及一種重力式現(xiàn) 澆混凝土碼頭或漿砌石碼頭安全性的原位檢測評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 國務(wù)院《關(guān)于加快長江等內(nèi)河水運發(fā)展的意見》（國發(fā)〔2011〕2號）標志著加快 內(nèi)河水運發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略，內(nèi)河水運已成為綜合運輸體系的戰(zhàn)略重點之一。"交通運輸 部關(guān)于加強公路水運工程質(zhì)量和安全管理工作的若干意見"（2014年11月18日）要求落 實工程質(zhì)量和安全一票否決制。由于歷史等原因，我國內(nèi)河較多的老舊落后港口設(shè)施，存在 不少安全隱患等問題，在較大程度上制約了內(nèi)河水運發(fā)展。致力于內(nèi)河老舊落后港口設(shè)施 的改造升級對促進內(nèi)河水運發(fā)展有重要意義。在老舊落后港口設(shè)施改造升級中，檢測鑒定 評估碼頭結(jié)構(gòu)安全性至關(guān)重要，它往往是港口設(shè)施改造升級的先決問題。對需改造升級的 在役碼頭，對建設(shè)年代久遠或存在安全隱患的碼頭，對缺失驗收基礎(chǔ)資料或沒有經(jīng)過驗收 的老碼頭，應(yīng)當(dāng)對其安全性進行技術(shù)檢測評估。現(xiàn)澆混凝土碼頭或漿砌石碼頭等岸壁式結(jié) 構(gòu)是我國內(nèi)河較多采用的重力式碼頭結(jié)構(gòu)型式。其安全性檢測與評估內(nèi)容主要包括：碼頭 變形與變位檢測、碼頭基礎(chǔ)檢測、主體結(jié)構(gòu)檢測等。目前的重力式碼頭檢測手段，無法可靠 地檢測評估缺失基礎(chǔ)資料情況下已建碼頭的整體安全性。開發(fā)一種在保證已建碼頭主體結(jié) 構(gòu)完整性與可操作性的前提下對碼頭變形與變位、基礎(chǔ)及主體結(jié)構(gòu)進行原位檢測，并依據(jù) 檢測結(jié)果準確評判碼頭安全性的原位檢測評判的方法已成為亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種能夠?qū)σ呀ㄖ亓κ?碼頭安全性進行評估的原位檢測方法。
[0004] 技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的重力式碼頭安全性的原位檢測方 法，包括檢測調(diào)查、基床和基礎(chǔ)的沖刷變化情況檢測、碼頭橫向水平變位、沉降和傾斜檢測、 碼頭結(jié)構(gòu)型式檢測、碼頭地基承載力檢測、碼頭基床厚度檢測和碼頭墻后回填材料及其物 理力學(xué)指標檢測，并基于所述檢測數(shù)據(jù)進行抗滑穩(wěn)定性驗算、抗傾穩(wěn)定性驗算、基床承載力 驗算和地基承載力驗算。
[0005] 具體地，本發(fā)明的原位檢測方法通過以下步驟實現(xiàn)： (1)檢測調(diào)查 調(diào)查工作主要包括：①原碼頭勘察設(shè)計文件和竣工資料；②建筑物的歷史資料；③建 筑物檢查和維護資料；④現(xiàn)場考察等內(nèi)容，掌握碼頭岸壁結(jié)構(gòu)設(shè)計資料和現(xiàn)場基本情況等。
[0006] (2)基床和基礎(chǔ)的沖刷變化情況檢測 根據(jù)現(xiàn)場考察，選擇重力式碼頭岸壁結(jié)構(gòu)的一端部，在碼頭前側(cè)(水側(cè)）設(shè)置袋裝土壩 圍堰或樁基(如木樁、鋼板樁等）混合圍堰。圍堰施工完工后，在圍堰范圍內(nèi)開挖檢測基坑。 檢測基坑，應(yīng)開挖至碼頭岸壁結(jié)構(gòu)與基床斷面完全裸露。檢測與測量基床和基礎(chǔ)的斷面型 式與斷面有關(guān)尺寸、基礎(chǔ)的沖刷變化情況等。
[0007] 碼頭圍堰與檢測基坑開挖平面范圍主要應(yīng)滿足檢測基床和基礎(chǔ)的斷面型式與測 量斷面有關(guān)尺寸等檢測需要。如有其他測試要求，圍堰與基坑底部平面范圍尚應(yīng)滿足其他 測試工作的開展條件。
[0008] 必要時，根據(jù)現(xiàn)場考察分析后的情況，派潛水員攜帶潛水照明燈、水下記錄板等工 具，對基礎(chǔ)和基床其他部位的沖刷變化情況進行全面檢查。對存在的缺陷部位采取測量、拍 攝或錄像方法直觀記錄水下缺陷情況。
[0009] (3)碼頭橫向水平變位、沉降和傾斜檢測 ① 當(dāng)在役重力式碼頭具有原始沉降觀測點時，對碼頭的橫向水平變位、沉降和傾斜進 行定點觀測。如保存有碼頭的原始沉降觀測資料，則可將當(dāng)前觀測結(jié)果與原始資料對比，分 析碼頭的橫向水平變位、沉降和傾斜情況； ② 當(dāng)在役重力式碼頭不具有原始沉降觀測點時，選擇碼頭沉降縫處測量碼頭分段結(jié)構(gòu) 的相對沉降及錯位位移，分析碼頭位移和變形情況。
[0010] (4)碼頭結(jié)構(gòu)型式檢測 碼頭結(jié)構(gòu)型式檢測選擇在碼頭端部位置和碼頭地質(zhì)最不利位置進行(如地質(zhì)最不利位 置位于碼頭端部，則兩個位置可合二為一)。碼頭結(jié)構(gòu)型式檢測首先需要開挖檢測基坑，在 碼頭端部位置使用基床和基礎(chǔ)的沖刷變化情況的檢測基坑，碼頭地質(zhì)最不利位置則需另行 開挖檢測基坑。
[0011] ①檢測基坑的開挖 在地質(zhì)最不利部位的碼頭岸壁結(jié)構(gòu)后側(cè)位置開挖檢測基坑，在用于檢測碼頭結(jié)構(gòu)型式 的同時，也可以用于檢測碼頭地質(zhì)最不利位置的地基承載力。
[0012] 考慮到開挖深度應(yīng)達到基床深度以下位置，碼頭結(jié)構(gòu)高度及基床厚度較高，為減 小開挖土方量及防止基坑側(cè)壁出現(xiàn)塌方或滑坡等事故，在開挖過程中應(yīng)采用臨時支擋結(jié)構(gòu) 進行基坑支護。根據(jù)開挖深度，控制沿碼頭岸線方向基坑底部開挖寬度至少為2m，并對基坑 兩側(cè)進行支擋支護。
[0013] 基坑開挖與測試期間，必須注意采取必要措施，確保測試工作安全。
[0014] ②碼頭岸壁結(jié)構(gòu)端部檢測 結(jié)合基床和基礎(chǔ)的沖刷變化情況檢測方案，即選擇重力式碼頭岸壁結(jié)構(gòu)的一端部，在 碼頭前側(cè)(水側(cè)）設(shè)置袋裝土壩圍堰或樁基混合圍堰；圍堰施工完工后，在圍堰范圍內(nèi)開挖 檢測基坑，直至碼頭岸壁結(jié)構(gòu)與基床斷面完全裸露。針對裸露的碼頭端部結(jié)構(gòu)，采用以下方 案檢測碼頭端部結(jié)構(gòu)型式： i. 采用測尺等測量儀器測量并記錄碼頭端部結(jié)構(gòu)斷面型式、結(jié)構(gòu)斷面特征和詳細尺 寸； ii. 結(jié)合現(xiàn)場觀察的地質(zhì)最不利位置碼頭結(jié)構(gòu)外觀情況，采用超聲檢測法檢測并記錄 碼頭結(jié)構(gòu)斷面水上特征部位（點）的超聲波的聲程、聲時、衰減量等聲學(xué)參數(shù)及波形，并以 此聲學(xué)分析結(jié)果作為超聲基準參數(shù)，用于地質(zhì)最不利位置碼頭結(jié)構(gòu)型式質(zhì)量與斷面特征檢 測。
[0015] ③地質(zhì)最不利部位的碼頭岸壁結(jié)構(gòu)檢測 在地質(zhì)最不利位置的檢測基坑處，采用以下方案檢測裸露的碼頭主體結(jié)構(gòu)的斷面型 式： i. 采用經(jīng)緯儀測量碼頭主體結(jié)構(gòu)的斷面尺寸和斷面特征點位置，并結(jié)合碼頭岸壁結(jié)構(gòu) 端部的檢測結(jié)果與碼頭其他可靠基礎(chǔ)資料，確定碼頭結(jié)構(gòu)斷面型式和尺寸； ii. 結(jié)合碼頭岸壁結(jié)構(gòu)端部檢測方案進行。在碼頭最不利斷面確定與碼頭岸壁結(jié)構(gòu)端 部檢測方案中相同的水上特征部位（點)，采用超聲波檢測特征部位（點）的聲學(xué)參數(shù)。依據(jù) 超聲波檢測儀器收集到的聲學(xué)參數(shù)與波形，結(jié)合碼頭岸壁結(jié)構(gòu)端部檢測方案的超聲基準參 數(shù)，分析碼頭斷面型式與完整性。
[0016] (5)碼頭地基承載力檢測 利用檢測方法中的圍堰和開挖的基坑，檢測碼頭岸壁結(jié)構(gòu)端部的地基承載力和地質(zhì)最 不利部位的地基承載力。推薦平板載荷試驗和靜力觸探試驗兩種地基承載力檢測方法，并 采用組合方案檢測地基承載力： ① 測試條件具備時，在地質(zhì)最不利開挖位置進行平板載荷試驗。鑒于平板載荷試驗結(jié) 果較為可靠，在地質(zhì)最不利位置采用平板荷載試驗檢測地基承載力，能保證地基承載力可 靠性；測試條件不具備時，可采用靜力觸探試驗或其他可行測試方法； ② 在碼頭端部開挖位置進行靜力觸探試驗。鑒于平板載荷試驗工程量較大，耗時大，且 碼頭端部地基承載力檢測結(jié)果用于輔助驗證最不利地質(zhì)位置地基承載力檢測結(jié)果的可靠 性，可采用靜力觸探試驗或其他可行測試方法檢測該處地基承載力，經(jīng)濟有效。
[0017] (6 )碼頭基床厚度檢測 采用測尺等測量儀器確定碼頭結(jié)構(gòu)端部以及中部地質(zhì)最不利位置的基床厚度。
[0018] (7)碼頭墻后回填材料及其物理力學(xué)指標檢測 在碼頭結(jié)構(gòu)部位開挖基坑位置檢測碼頭墻后回填材料種類及回填量，對現(xiàn)場回填石料 和回填土進行試驗，確定回填料的重度Y、粘聚力C和內(nèi)摩擦角等物理力學(xué)指標值。
[0019] (8)其他沉降段碼頭結(jié)構(gòu)的測試 需要時，根據(jù)上述測試情況與碼頭可靠基礎(chǔ)資料，在其他各沉降段的碼頭陸側(cè)岸壁結(jié) 構(gòu)后緣部位，進行土工鉆探試驗，測試各土層的土工參數(shù)與地基承載力等參數(shù)。
[0020] (9)碼頭結(jié)構(gòu)安全性評判 依據(jù)基礎(chǔ)資料確定的碼頭設(shè)計船型、設(shè)計水位、碼頭荷載等數(shù)據(jù)，并結(jié)合以上檢測過程 確定的碼頭斷面型式和尺寸、墻后回填料物理力學(xué)性質(zhì)指標和地基承載力，驗算評估碼頭 結(jié)構(gòu)的安全性。主要驗算內(nèi)容有：①抗滑穩(wěn)定性驗算；②抗傾穩(wěn)定性驗算；③基床承載力驗 算；④地基承載力驗算。各項驗算內(nèi)容滿足規(guī)范指標要求，方為合格。
[0021] (10)注意事項 ①土工作業(yè)與測試期間，必須注意采取必要措施，嚴防基坑側(cè)壁出現(xiàn)塌方或滑坡等事 故。同時，亦應(yīng)保證圍堰安全。
[0022] ②地質(zhì)最不利位置經(jīng)地質(zhì)資料分析得到，須經(jīng)過勘察單位和設(shè)計單位核實確定。 如有可能，請原施工單位予以確認。
[0023] ③在地質(zhì)最不利位置開挖基坑會導(dǎo)致開挖部位碼頭失去承受的主動土壓力以及 上部回填土重。水平荷載主要為碼頭外壁的水壓力等，垂直荷載除碼頭自重外還有水浮托 力等。為保證開挖部位碼頭結(jié)構(gòu)安全，應(yīng)采取監(jiān)測措施實施觀測該部位碼頭結(jié)構(gòu)變形、變位 情況。必須注意采取必要措施，確保碼頭岸壁抗滑抗傾穩(wěn)定安全。
[0024]④如地基為復(fù)合地基，則其承