黃得楊，陳永超，段瑞斌，崔江華

（廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司 廣州 510500）

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家加大對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施的投資力度和城市化的發(fā)展，作為市政工程常用的檢查井蓋、水箅得到快速發(fā)展［1，2］。據(jù)估算，一般一個(gè)50 萬(wàn)人口的城市，雨水箅和井蓋的存有量可達(dá)25 萬(wàn)套，每年對(duì)井蓋和雨水箅的需求量約為2～3 萬(wàn)套，而全國(guó)每年檢查井蓋、雨水箅在城市規(guī)劃和道路建設(shè)中的新增數(shù)量和更換數(shù)量至少在1 000 萬(wàn)套以上，可見需求量非常巨大［3］。無論是大城市、中小城市，還是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，只要有自來水、路燈、排水、電信、燃?xì)?、熱力、消防、環(huán)衛(wèi)等公用設(shè)施的地方，就需要用到檢查井蓋和雨水箅［4］。

檢查井蓋是市政工程用檢查井的主要部件，起到封閉、開啟檢查井和承壓、分流導(dǎo)向功能。根據(jù)供水，供電，通信，消防等管線工程的施工要求，滿足其安裝設(shè)備預(yù)留空間，日常檢修和維護(hù)的要求；雨水箅則是一種安裝在雨水口頂部的格柵，起到排水、攔截垃圾及防止墜落的作用［5，6］。

檢查井蓋和雨水箅在工程實(shí)際使用中，承載能力是其重要的指標(biāo)，表征其實(shí)用功能，對(duì)工程應(yīng)用有著重要意義。而由于檢查井蓋種類多、性能等級(jí)多，標(biāo)準(zhǔn)繁多，其檢測(cè)方法有共通之處，也有差異之處。這給工程項(xiàng)目各參與單位帶來了一定的困擾［7，8］。

1 井蓋、雨水箅主要標(biāo)準(zhǔn)

檢查井蓋、雨水箅種類繁多，標(biāo)準(zhǔn)也較多，其中目前較常用到的標(biāo)準(zhǔn)主要有《檢查井蓋：GB/T 23858-2009》、《再生樹脂復(fù)合材料檢查井蓋：CJ/T 121-2000》、《球墨鑄鐵復(fù)合樹脂檢查井蓋：CJ/T 327-2010》、《球墨鑄鐵復(fù)合樹脂水箅：CJ/T 328-2010》等十余本。

每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中等級(jí)也較多，例如僅文獻(xiàn)［9］中的等級(jí)就分為6 個(gè)，且各等級(jí)的承載能力試驗(yàn)要求的試驗(yàn)荷載、剛性墊塊尺寸、殘留變形均不相同［9］。再如文獻(xiàn)［10］中也將承載能力等級(jí)分為3 個(gè)等級(jí)，各等級(jí)的承載能力試驗(yàn)要求的試驗(yàn)荷載也不相同［10］。

2 標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)方法對(duì)比

檢查井蓋、雨水箅標(biāo)準(zhǔn)繁多，其檢測(cè)方法既有共通之處，也有差異之處。下以常用的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)為例進(jìn)行分析。

2.1 文獻(xiàn)［9］中承載能力試驗(yàn)方法

⑴整個(gè)加載系統(tǒng)組成如圖1所示。根據(jù)文獻(xiàn)［7］第7.1.1.1 條款規(guī)定，其中加載設(shè)備使用美特斯YAW4106D 型微機(jī)控制電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)。

⑵文獻(xiàn)［7］第7.2.3.3 條款中的試驗(yàn)速率加載至標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的承載能力試驗(yàn)荷載值，力保持30 s 后。試驗(yàn)結(jié)束后檢查井蓋是否出現(xiàn)裂紋或影響使用功能的破壞［7］。

⑶殘留變形試驗(yàn)方法

按照文獻(xiàn)［7］第7.2.3.2 條款方法進(jìn)行試驗(yàn)，記錄初始值和第5 次卸載后的變形值之差作為最終的殘留變形結(jié)果，測(cè)量精度為0.1 mm。

圖1 井蓋加載試驗(yàn)裝置示意圖Fig.1 Diagram of Manhole Cover Loading Test Device

2.2 文獻(xiàn)［11］中承載能力試驗(yàn)方法

⑴整個(gè)加載系統(tǒng)組成如圖2所示。根據(jù)文獻(xiàn)［11］第6.2.3 條款規(guī)定，加載設(shè)備同樣選用美特斯YAW4106D 型微機(jī)控制電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)。

圖2 水箅加載試驗(yàn)裝置示意圖Fig.2 Schematic Diagram of Water Grate Loading Test Device

⑵承載能力試驗(yàn)方法

以文獻(xiàn)［11］第6.2.5.3 條款中的試驗(yàn)速率加載至標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的承載能力試驗(yàn)荷載值，力保持5 min 后，觀察水箅和井座有誤裂紋或破壞［11］。

⑶殘留變形試驗(yàn)方法

按照文獻(xiàn)［11］第6.2.5.2 條款規(guī)定的速率和方法進(jìn)行試驗(yàn)，記錄初始值和第5 次卸載后的變形值之差作為最終的殘留變形結(jié)果。

3 采用同一標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不同等級(jí)樣品的檢測(cè)技術(shù)研究探討

按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的檢查井蓋、水箅，由于等級(jí)不同，檢測(cè)方法也不同。

3.1 文獻(xiàn)［9］中對(duì)不同承載能力等級(jí)、規(guī)格的規(guī)定［9］

標(biāo)準(zhǔn)中不同等級(jí)對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)荷載不同，其等級(jí)對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)荷載如表1所示，對(duì)于凈開孔co＜250 mm 井蓋的試驗(yàn)荷載應(yīng)按表1所示乘以co/250，但不小于0.6 倍表1的荷載。不同的形狀和凈開孔，使用的剛性墊塊尺寸也不同，不同形狀凈開孔對(duì)應(yīng)的墊塊尺寸如表2所示。

3.2 不同試驗(yàn)荷載對(duì)井蓋合格性的影響

對(duì)同一樣品（承載能力等級(jí)為D400），用同一標(biāo)準(zhǔn)，不同試驗(yàn)荷載進(jìn)行承載能力試驗(yàn)，結(jié)果如表3所示。

由表3數(shù)據(jù)分析可見，同一樣品（承載能力等級(jí)為D400），在同一標(biāo)準(zhǔn)，不同試驗(yàn)荷載下進(jìn)行試驗(yàn)，合格性有所差異，其中用 15 kN、125 kN、250 kN、400 kN的試驗(yàn)荷載時(shí)結(jié)果顯示合格，用600 kN 和900 kN 的試驗(yàn)荷載時(shí)結(jié)果顯示不合格。說明用小于產(chǎn)品設(shè)計(jì)等級(jí)的試驗(yàn)荷載進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，結(jié)果將會(huì)顯示合格，但是無法真實(shí)顯示出產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)工程質(zhì)量造成影響；用大于產(chǎn)品設(shè)計(jì)等級(jí)的試驗(yàn)荷載進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，結(jié)果將會(huì)顯示不合格，這將可能造成資源浪費(fèi)，影響工期和工程驗(yàn)收。

表1 不同等級(jí)對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)荷載Tab.1 Test Loads Corresponding to Different Grades

表2 不同形狀凈開孔對(duì)應(yīng)的墊塊尺寸Tab.2 Different Shape of Net Opening Corresponding to the Pad Size

表3 不同試驗(yàn)荷載和結(jié)果合格性Tab.3 Different Test Loads and Results are Acceptable

3.3 不同規(guī)格的剛性墊塊對(duì)井蓋合格性的影響

對(duì)同一樣品（承載能力等級(jí)為D400），用同一標(biāo)準(zhǔn)，不同剛性墊塊進(jìn)行承載能力試驗(yàn)，結(jié)果如表4所示。

由表4數(shù)據(jù)分析可見，同一樣品（承載能力等級(jí)為D400），在同一標(biāo)準(zhǔn)，不同規(guī)格剛性墊塊下進(jìn)行試驗(yàn)，合格性也有所差異，只有用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定規(guī)格剛性墊塊時(shí)結(jié)果才合格，其他規(guī)格均顯示不合格。說明用不同規(guī)格的剛性墊塊，將會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的偏差，從而影響檢測(cè)結(jié)論，不同規(guī)格的剛性墊塊面積不同，井蓋受到的壓強(qiáng)不同。而用錯(cuò)剛性墊塊導(dǎo)致結(jié)果不合格也將可能造成資源浪費(fèi)，影響工期和工程驗(yàn)收。

表4 不同剛性墊塊和結(jié)果合格性Tab.4 Different Rigid Pads and Resulting Conformance

綜上，同一標(biāo)準(zhǔn)中每個(gè)等級(jí)都用對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)荷載，每個(gè)尺寸和凈開孔都有對(duì)應(yīng)的剛性墊塊。檢測(cè)機(jī)構(gòu)在試驗(yàn)過程中應(yīng)嚴(yán)格按照對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)荷載和墊塊尺寸進(jìn)行試驗(yàn)，如試驗(yàn)過程中使用的試驗(yàn)荷載或墊塊不正確，都將會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的差異，進(jìn)而影響結(jié)論評(píng)判。

4 采用同一樣品，對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)技術(shù)研究探討

4.1 標(biāo)準(zhǔn)中不同點(diǎn)分析

文獻(xiàn)［9］與文獻(xiàn)［10］中承載能力試驗(yàn)的差異，如表5所示。

表5 文獻(xiàn)［9］與文獻(xiàn)［10］對(duì)比Tab.5 Literature［9］Compared with the Literature［10］

4.2 不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)井蓋合格性的影響

對(duì)同一樣品（承載能力等級(jí)為重型），用不同一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行承載能力試驗(yàn)，結(jié)果如表6所示。

表6 不同標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)果合格性Tab.6 Different Criteria and Result Conformance

由表5和表6分析可見，文獻(xiàn)［9］與文獻(xiàn)［10］中的不同點(diǎn)非常顯著，如同一樣品，分別采用以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)。首先，不同的承載等級(jí)會(huì)使得在試驗(yàn)過程中所加載的試驗(yàn)荷載不相同，如在試驗(yàn)過程中所加載的試驗(yàn)荷載不是樣品本身的設(shè)計(jì)荷載，則承載能力試驗(yàn)將無法真實(shí)反映該井蓋是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，承載能力是否合格。其次，不同的試驗(yàn)加荷速率，也會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的偏差。再次，文獻(xiàn)［9］中使用的剛性墊塊與形狀和凈開孔有關(guān)，文獻(xiàn)［10］中則使用一種剛性墊塊，使用不同的剛性墊塊進(jìn)行試驗(yàn)，會(huì)使得井蓋在試驗(yàn)過程中加荷的受力面積不同，從而影響檢測(cè)結(jié)果。

5 案例分析

⑴某工程項(xiàng)目，使用的是B125 等級(jí)、凈開孔為600 mm 的檢查井蓋，出廠檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為文獻(xiàn)［9］，出廠檢驗(yàn)合格。工程使用前進(jìn)行常規(guī)見證送檢至某第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，而委托時(shí)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)填寫為文獻(xiàn)［10］、重型等級(jí)，檢驗(yàn)結(jié)論為不合格。就標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行原因分析，出廠檢驗(yàn)文獻(xiàn)［9］中B125 等級(jí)所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)荷載為125 kN，試驗(yàn)加荷速率為1～5 kN/s，凈開孔600 mm 對(duì)應(yīng)的剛性墊塊為對(duì)應(yīng)的剛性墊塊為直徑250 mm 的圓形墊塊。而委托檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)［10］中的重型等級(jí)所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)荷載為240 kN，試驗(yàn)加荷速率為1～3 kN/s，對(duì)應(yīng)的剛性墊塊為直徑356 mm，高度≥40 mm 的圓形墊塊。其中不同的試驗(yàn)荷載和加荷速率是導(dǎo)致該井蓋檢測(cè)結(jié)果不合格的重要原因。

⑵某工程項(xiàng)目，使用的是文獻(xiàn)［10］中的普型井蓋，工程使用前進(jìn)行常規(guī)見證送檢至某第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，在委托過程中送樣人員誤將其委托為標(biāo)準(zhǔn)中的重型等級(jí)，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)論結(jié)果不合格。就檢測(cè)中的環(huán)節(jié)進(jìn)行原因分析，委托方送檢的樣品實(shí)際為標(biāo)準(zhǔn)中普型等級(jí)的井蓋，承載能力試驗(yàn)荷載為100 kN，而由于送樣人誤將其委托城標(biāo)準(zhǔn)中的重型等級(jí)，試驗(yàn)人員則按照委托方委托的重型等級(jí)240 kN 試驗(yàn)荷載進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)際試驗(yàn)荷載已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了井蓋本身的設(shè)計(jì)承載能力試驗(yàn)荷載，故導(dǎo)致了檢測(cè)結(jié)果不合格的主要原因。相反，如果委托方送檢的樣品為重型等級(jí)井蓋，而試驗(yàn)過程中用普型等級(jí)試驗(yàn)荷載進(jìn)行試驗(yàn)的話，試驗(yàn)結(jié)果可能會(huì)顯示為合格，該檢測(cè)結(jié)果可以視為無效，因?yàn)檎鎸?shí)試驗(yàn)荷載還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法達(dá)到產(chǎn)品的承載能力設(shè)計(jì)荷載，該檢測(cè)結(jié)果無法反映出該井蓋的真實(shí)產(chǎn)品質(zhì)量，會(huì)直接影響工程使用中的安全性和工程質(zhì)量。

⑶某檢測(cè)機(jī)構(gòu)，委托方送檢的為文獻(xiàn)［10］中650 mm×450 mm 井蓋，按標(biāo)準(zhǔn)要求試驗(yàn)過程中需使用尺寸為350 mm×260 mm 的剛性墊塊，但檢測(cè)機(jī)構(gòu)試驗(yàn)人員在試驗(yàn)過程中卻使用了尺寸為200 mm×200 mm剛性墊塊，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)論不合格。就導(dǎo)致結(jié)論不合格進(jìn)行原因分析，該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了不同尺寸的水箅在檢測(cè)過程中使用的剛性墊塊尺寸不同，在相同的試驗(yàn)荷載下，試驗(yàn)人員失誤使用了面積較小的剛性墊塊，導(dǎo)致了井蓋受到了更大的壓強(qiáng)，超出了該井蓋本身的設(shè)計(jì)值。

6 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)檢查井蓋、雨水箅承載能力項(xiàng)目常見標(biāo)準(zhǔn)中的性能等級(jí)、試驗(yàn)方法等分析研究，對(duì)進(jìn)場(chǎng)送檢、試驗(yàn)檢測(cè)等過程易失誤的環(huán)節(jié)，進(jìn)行了分析討論。對(duì)檢查井蓋、水箅在工程中的使用、送檢、檢測(cè)、驗(yàn)收等提供參考，具有良好的現(xiàn)實(shí)意義。