李永歡

(燈塔市水利灌溉服務(wù)中心，遼寧 遼陽 111300)

由于建設(shè)年代久遠，城市內(nèi)許多明渠河道擋土墻多次出現(xiàn)局部坍塌現(xiàn)象，加之缺少工程相關(guān)資料留存以及建設(shè)主體以個體或鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體為主，經(jīng)長期運行已無法保證工程質(zhì)量；此外，隨著城市規(guī)模的不斷擴大，臨擋土墻而建的大量構(gòu)筑物改變了原有運行工況[1]。因此，全面準確地判斷擋土墻安全狀況難度較高，致使周邊居民、市政設(shè)施、周圍建筑和工程安全存在較大隱患。為保證周邊人員和環(huán)境安全，及時掌握擋土墻質(zhì)量狀況，有必要檢測評估其現(xiàn)狀安全性能，從而更好地設(shè)計和整治河道擋土墻[2,3]。

目前，我國諸多學者都研究評估了這類項目，并提出了適用于不同領(lǐng)域的評估方法，但大多側(cè)重于重力式漿砌石市政類擋墻，而研究水工鋼筋混凝土擋土墻的還鮮有報道。鑒于此，文章結(jié)合相關(guān)規(guī)范和文獻資料，針對水工鋼筋混凝土擋土墻提出一套科學可行的檢測與評估方法。

1 檢測方法

一般地，與漿砌石擋土墻相比水工鋼筋混凝土擋土墻具有明顯差異，必須結(jié)合工程特點合理選擇相應(yīng)的檢測方法。工程中使用最多的是“L”型懸臂式鋼筋混凝土擋土墻，其質(zhì)量狀況主要取決于構(gòu)造型式、鋼筋和混凝土強度等，特別是鋼筋直接決定了擋土墻的抗力[4-6]。受碳化、水流沖刷、墻后回填土質(zhì)量和施工水平等因素影響，鋼筋混凝土擋土墻會出現(xiàn)墻基掏空、回填土與墻體間脫空、混凝土強度偏低、墻體尺寸不夠等許多隱患。其中，墻體隱患檢測主要是勘探回填土層形狀、檢測回填土與墻體間的脫空、墻基掏空區(qū)、墻體空洞、鋼筋與保護層厚度、混凝土強度以及查明擋土墻尺寸等。因此，為全面掌握擋土墻質(zhì)量數(shù)據(jù)必須有針對性地開展相應(yīng)的檢測工作，重點檢測擋墻內(nèi)的混凝土、鋼筋及其整體表觀質(zhì)量。

1)勘探回填土層形狀?？睖y擋土墻的回填土層性狀及其分布狀況，通過土工試驗測定各層土的黏聚力c、內(nèi)摩擦角φ、重度γ和厚度d，鉆探頻率按每隔20m取1點，合理設(shè)計測點數(shù)量。

2)檢測回填土與墻體之間的脫空、墻基掏空區(qū)和墻體孔洞。將縱剖面布置于擋土墻頂，利用探地雷達按點距0.3m的點測方式查明墻基掏空區(qū)、墻體孔洞；將短的橫剖面每隔10m布設(shè)于擋土墻迎水面上，采用探地雷達按聯(lián)測方式檢測回填土與墻體間的脫空區(qū)，測試方法如圖1。根據(jù)波形變化數(shù)據(jù)、振幅頻率和接受波的雙程走時，準確計算出目標體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的形狀、深度等特征參數(shù)[7]。

圖1 脫空或空洞檢測示意圖

3)檢測鋼筋與保護層厚度。采用探地雷達法和電磁感應(yīng)閥檢測鋼筋數(shù)量、間距、直徑、保護層厚度及其銹蝕程度，擋土墻檢測單元按同類型每50m布置一個。其中，探地雷達法屬于無損檢測，其檢測混凝土保護層厚度及其內(nèi)部鋼筋間距的主要依據(jù)是目標體所反射回的電磁波(如圖2)，必要時也可以鑿開驗證保護層厚度和鋼筋直徑，利用鋼筋銹蝕儀檢測銹蝕程度[8]。電磁感應(yīng)法也是一種無損檢測法，其判定鋼筋深度和大小的主要依據(jù)是感應(yīng)出的電磁探頭所處發(fā)出的磁感應(yīng)強度。

(a)保護層厚度檢測圖

(b)反射探測示意圖

4)檢測混凝土強度。擋土墻強度是整個檢測工作的核心，工程中大多選用鉆芯取樣法。在變形縫長度不超過20m范圍內(nèi)合理選定1-2個點，通過鉆取芯樣帶回實驗室，測定水工混凝土無側(cè)限抗壓強度值，為最大程度地降低對結(jié)構(gòu)強度的影響，選擇的取樣位置要盡可能均勻分散。此外，也可利用超聲回彈綜合法檢測擋土墻強度，擋土墻檢測單元按同類型連續(xù)每隔20m布置1個，結(jié)合回彈值和實測聲速值計算出墻體強度，該方法不會破壞墻體結(jié)構(gòu)，并逐漸成為工程中最常用的檢測方法[9-10]。

5)檢測墻體尺寸。檢測內(nèi)容主要有墻趾埋深、墻趾厚度與寬度、墻面坡度、墻身厚度、墻頂寬度和擋墻高度等，裂縫檢測原理如圖3。

圖3 裂縫檢測示意圖

6)檢測擋土墻整體表觀質(zhì)量。檢測內(nèi)容主要有露筋、滲水、排水孔淤塞、局部掉落、裂縫、鼓突、坍塌等情況，一般選用人工定性巡查的方式全面檢查擋土墻外觀質(zhì)量缺陷，對其屬性和位置中標逐一準確描述和記錄。

2 安全性評估

根據(jù)《水工擋土墻設(shè)計規(guī)范》、《堤防工程安全評價導(dǎo)則》等有關(guān)要求和實踐經(jīng)驗，結(jié)合現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)評價分析水工鋼筋混凝土擋土墻，安全性評級如表1。

表1 安全性評估分析表

逐項評定表1中的數(shù)據(jù)指標，最終劃分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個等級。其中，未發(fā)現(xiàn)危機結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的隱患且符合結(jié)構(gòu)安全性有關(guān)標準要求的屬Ⅰ級，未發(fā)現(xiàn)危機結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的隱患且局部不符合結(jié)構(gòu)安全性有關(guān)標準要求的屬Ⅱ級，已發(fā)現(xiàn)危機結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且不符合結(jié)構(gòu)安全性有關(guān)要求的屬Ⅲ級[11-12]。

依據(jù)表1評定結(jié)果，擋土墻各項評定結(jié)果都達到Ⅰ級時，可以評定為A類(安全)，在設(shè)計條件下井日常維修養(yǎng)護即可正常運行；擋土墻有1項及以上達到Ⅱ級且無Ⅲ級時，可以評定為B類(基本安全)，必須加強巡查及時發(fā)現(xiàn)隱患部位，并有效治理隱患問題；擋土墻有1項及以上達到Ⅲ級時，可以評定為C類(不安全)，此時必須立即實施有效的整治。

3 實例應(yīng)用

以遼陽市燈塔市花牛堡河鏵子鎮(zhèn)段10m長段擋土墻為例，經(jīng)現(xiàn)場檢測屬于懸臂式鋼筋混凝土擋土墻，墻背坡比1∶0.2，墻頂寬0.5m，墻高4.0m，踵板寬2.0，墻趾埋深1.2m，趾寬0.8m。經(jīng)檢測，該段擋土墻無外鼓、坍塌，墻身設(shè)有橫、豎間距均為1.5m的直徑50mm排水溝，墻面未發(fā)現(xiàn)潮濕或滲水現(xiàn)象，但存在一條寬20mm、長4m的水平裂縫；墻體布設(shè)@150φ18受力鋼筋，混凝土強度24MPa，保護層厚度40mm，未發(fā)現(xiàn)銹蝕情況[13]。

根據(jù)現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)和各項評級結(jié)果，綜合評價擋土墻的安全等級如表2。通過分析各項檢測成果發(fā)現(xiàn)有1項達到Ⅲ級，按前文所述標準最終評定為C類(不安全)，必須立即實施有效的整治。

表2 擋土墻安全評估統(tǒng)計表

4 結(jié) 論

文章結(jié)合相關(guān)規(guī)范、導(dǎo)則和工程實踐經(jīng)驗，深入探討了鋼筋混凝土擋土墻安全檢測與評估方法，結(jié)果顯示文中所述評估方法具有良好的可行性。針對不同地區(qū)、不同時期的擋土墻，其評估分析和要求存在較大差異，未來仍需結(jié)合具體情況不斷完善評估方法。實際應(yīng)用時，必須結(jié)合實際情況適當調(diào)整評估方法， 從而更加真實全面地反映擋土墻質(zhì)量狀況，為治河工程方案設(shè)計提供一定支持。