渤海湾在役高桩码头钢桩检测与评估实例分析

顶面高程为 9.0m，平台尺寸为 50×30×2.8m，基础采用 49 根 Φ1200 的钢管桩，码头前沿水深为-23m。靠船墩顶 面高程为 8.5m，墩台尺寸为 24.6×24.3×4.1m，基础为 31 根 Φ1200 的钢管桩。系缆墩顶面高程为 8.5m，墩台尺 寸为 14×14×3.5m，基础为 16 根 Φ1200 的钢管桩。钢 管桩桩端均进入风化岩。钢管桩结构整体设计年限为 50 年。 钢桩原始厚度为 22mm，涂层干膜总厚度 1000μm。对于水 下及泥下区，采用牺牲阳极保护；浪溅区和潮差区采用重防 腐涂料和牺牲阳极联合保护。码头结构典型断面图见图 1。
图 1 码头结构典型断面
收稿日期：2018-12-22 作者简介：尹可虎（1984-），男，中电投锦州港口有限责任公司工程师，从事土建工程管理方面的工作。
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中国水运
第 19 卷
图 2 钢管桩外表锈蚀 2．涂层厚度检测
钢管桩涂层普遍存在粉化、变色、裂纹、起泡和脱落生
锈的情况。总体而言，涂层脱落非常严重，脱落面积甚至达
文献标识码：A
文章编号：1006-7973（2019）02-0147-02
一、前言 近年来，我国原油、成品油等大宗物资的进口量激增， 且这一趋势还将长期存在，这对大型、深水码头的建设需求 提出了较高要求，而目前国内已建成在役的油品码头存在码 头吨位小、靠泊船舶等级小、设施陈旧老化等问题。受国家 环保政策影响和可利用海岸线稀缺等因素影响，如果新建大 型深水码头，势必只能在自然条件恶劣、海域状况复杂的外 海深水区建设，但其建设成本必然高昂，经济性较差。因此， 今后的发展方向将是通过港口结构性调整和技术调整，加大 港口改造力度，提升其功能，从而满足当前经济发展需要。 高桩码头因其所处环境恶劣，不仅海水具有较强的腐蚀 性，而且在受到船舶靠泊、海浪冲击、浮冰撞击等多种不利 工况下，其桩基础的耐久性和安全性都将受到很大影响。 本文通过对渤海北部运营多年的高桩码头钢管桩基础的 专项检测，系统分析桩基础现状，并对其耐久性和安全性进 行评估，为后期改造升级提供科学依据。 二、工程概况 某油品泊位建成于 2005 年，后计划进行改造升级，将 泊位等级由 25 万吨级提升至 30 万吨级以满足使用。该油品 码头现有泊位长度为 480m，码头结构采用桩基墩台结构， 包含一座的工作平台、2 个靠船墩、6 个系缆墩。工作平台
为 894μm。无论浪溅区还是潮差区，钢管桩涂层厚度均与设计 值 1,000μm 较为接近，但涂层厚度厚薄不一，离散性较大。
3．保护电位检测
保护电位检测采用 Ag/AgCl 参比电极并在高水位时进
行。从检测结果可知，保护电位达在-1.05～-0.8V 之间的有
7 根，保护电位均在-0.8V～φ0 之间的有 9 根，钢管桩电位 不能达到阴极保护的要求。
到管桩设计低水位以上桩周面积的 40%～50%。个别桩的涂
层成片剥离桩体，手掰即掉。检测时，在浪溅区和潮差区分 别选取钢管桩涂层尚未破损区域布置测区。
从检测结果来看，浪溅区钢管桩涂层厚度平源自文库值为
979μm，最大值为 1,438μm，最小值为 818μm。潮差区钢管
桩涂层厚度平均值为 1,187μm，最大值为 1,428μm，最小值
第 19 卷 第 2 期 2019 年 2 月
中国水运 China Water Transport
Vol.19 February
No.2 2019
渤海湾在役高桩码头钢桩检测与评估实例分析
尹可虎 1，李文勇 2，胡新元 2
（1.中电投锦州港口有限责任公司，辽宁 锦州 121007；2.中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222）
4．牺牲阳极检测 通过潜水员水下探摸，检查阳极的消耗和焊接安装情况，
以及是否有阳极脱落和缺失。通过探摸发现，少量钢管桩存
在阳极块缺失和开焊的情况，溶解较快的阳极块剩余尺寸仅
为 940×（160＋200）×180mm，相对于原始尺寸 1,100
×（220＋260）×240mm，溶解量较大。由阳极块的体积 变化可计算出阳极块最不利情况下剩余年限仅为 16.2 年，阴 极保护效率不高。阳极块被大量海生物包裹，阳极块的腐蚀
摘 要：在役高桩码头面临升级改造，需要对其桩基础的耐久性和安全性进行检测和评估。对某使用多年的高桩码
头的钢管桩，通过外观普查，对其涂层厚度、保护电位、牺牲阳极和管桩蚀余厚度检测，全面分析了钢管桩所处工
作状态，为码头结构的改造升级方案提供科学依据。
关键词：高桩码头；耐久性；安全性；升级改造
中图分类号：U656.113
个锈蚀严重的区域，对外表面进行除锈后，然后用超声波测
厚仪进行检测。钢管桩蚀余厚度检测结果见表 1。 表 1 钢管桩蚀余厚度 单位：mm
区域
最大值
最小值
平均值
浪溅区
20.23
18.85
19.87
潮差区
20.77
20.10
20.42
该码头于 2014 年进行过结构检测，彼时钢管桩已开始
腐蚀，从工程竣工至 2014 年防腐有效工作时间不多于 9 年，
产物因主要以 Al(OH)3 为主，当阳极表面被海生物覆盖，生 成的腐蚀产物很难扩散到介质深处，大量在阳极表面聚集，
形成表面结壳，进一步阻碍阳极块的活化行为，甚至导致阳
极块“不发电”，钢桩也无法得到保护。 5．钢管桩蚀余厚度检测
对 16 根锈蚀程度较严重的桩分别于浪溅区和潮差区进
行了钢管桩蚀余厚度的检测。检测时，于钢管桩分区选取五
三、检测与评估 1．钢管桩外观检查 按 照 《 港 口 水 工 建 筑 物 检 测 与 评 估 技 术 规 范 》（ JTJ 302-2006）（下称规范）相关要求随机抽样检查其腐蚀状况， 于不同区域共计抽选 16 根桩。 检查过程中发现，防腐涂层在浪溅区失色、起泡、脱落 等老化现象，致使桩体裸露，锈蚀严重。浪溅区较潮差区锈 蚀严重，锈蚀面积也较大。浪溅区钢管桩主要以表层集中锈 蚀为主，锈迹敲击易碎掉渣，局部锈迹呈薄片已剥离桩体， 多数桩出现涂层与钢桩本体粘结力下降的情况。潮差区桩表 面附着大量水生动物，钢管桩锈蚀以点蚀为主。钢桩外表锈 蚀情况见图 2。