挡墙是一种支承侧向土压力,防止土坡坍塌,保证路基稳定的支挡构造物,是路基的重要组成部分,其工程质量的好坏对整个工程的质量及今后边坡的稳定有着至关重要的影响。
1 挡墙质量病害及影响因素
在实际生产中,对桥梁、隧道等大型结构物,在设计和施工中一般比较重视,但往往对挡墙的重视不够。而实际上在山区公路和铁路建设中,路基的支挡工程非常多,长挡墙、高挡墙、连续挡墙在路基工程中占了很大比例。与桥梁和隧道一样,挡墙的质量对整个线路工程来说,也是非常重要的。对于路基工程而言,挡墙的质量问题,可能导致路基不均匀沉降、边坡失稳甚至垮塌。
挡墙常见的质量病害有:砌体砂浆不饱满、泄水孔堵塞、沉降缝不垂直、砌体平整度差、挡墙滑移、挡墙倾斜、砌体断裂或坍塌等。罗缵锦[1]等人对石砌挡土墙常见质量通病产生原因进行了分析,并提出了相应的防治措施。
挡墙的稳定性主要受设计方法、墙型选择、墙后填料、施工质量以及后期养护等因素的影响。以下两点则是最重要和最易忽视的,也是造成挡墙病害最主要的两个因素。
(1)施工质量往往是最重要的影响因素。挡墙是隐蔽工程,其外表面一般都被修筑得整齐美观,验收时难以发现其内部的隐患,监理工作也难免有被钻空子的时候,因而,通车后挡墙坍垮现象时有发生。因此必须加强施工管理和施工监理,并在此基础上进行必要的挡墙质量检测。
(2)由于重建轻养思想的影响,养护管理往往是最容易被忽视的,因此应该加强后期养护管理,以预防工程病害的发生。
2 以往挡墙质量检测特点
目前,国内外对于挡墙的安全性评价进行系统研究的较少,大多处于质量或病害检测阶段,其质量检测一般具有以下特点。
(1)处于病害检测阶段,即“事后检测”,当结构物出现病害后才对结构物进行检测。
(2)检测方法和检测手段单一。多是开孔或开槽取样验证,不仅效率低、代表性差,而且破坏了墙体的整体性,也无量化的指标。
(3)检测指标单一,多为“尺寸”和“强度”指标,不利于对构筑物的安全性作出全面评价。
(4)还处于有损检测阶段,还未达到无损评价阶段。
3 挡墙的质量检测新技术
(1)无损检测新技术。
无损检测即在不损伤构筑物结构的前提下,无损检测技术就是利用结构内部异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化,对结构进行“无损”检测。
无损检测具有三种含义,即无损检测N D T(N o nd e s tru c tive T es tin g),无损检查NDI(Nondestructive Inspection)和无损评价NDE(Nondestructive Evaluation)。目前所说的无损检测大多是指NDT,但是,近年已逐步从NDT和NDI向NDE过渡,也即用无损评价来代替无损检测和无损检查;另一方面NDE还具有更广泛的内容,它要求无损检测工作者有更扎实的基础和更强的综合分析能力。一般地说,NDT仅仅是检测出缺陷;NDI则以NDT检测结果为判定基础,对检测对象的使用可能性进行判定,含有检查的意思,而NDE则是指掌握对象的负载条件、环境条件(如断裂力学中预测材料的安全性及寿命等)下,对构件的完整性、可靠性及使用性能等进行综合评价。
无损检测方法包括回弹法、垂直反射法、浅层地震法、超声波法和这些年发展起来并得到广泛应用的探地雷达法。每种方法都有各自的优势,同时也有各自的不足。
钟世航[2~3]采用了弹性波速、瑞利面波和弹性波频谱分析3种方法对浆砌片石挡墙的质量进行了测试,根据波速和频谱的变化从而判断挡墙的质量好坏。同时通过方法的对比分析,发现弹性波频谱对比分析法具有灵敏度和分辨率高、干扰小、方法简单省时及易于掌握的特点。弹性波频谱对比分析法是将挡墙弹性反射波与激振弹性波的频谱对比分析,根据反射波高频成分的损失情况对挡墙质量好坏进行评价。如挡墙质量很好,则弹性波频谱不发生变化;如挡墙中存在空洞或水泥砂浆质量不好,则弹性波在穿入或反射途中高频成分会损失,反射波低频成分会增高;质量越差,高频成分损失越严重。
(2)地质雷达探测。
地质雷达(Ground Penetrating Radar简称GPR),是通过电磁波在不同介质中传播速度的差异对隐蔽的目标体或界面进行定位的电磁技术。华晓滨[4]、陈世刚[5]等人采用地质雷达技术对既有铁路挡墙质量进行了检测,与实测资料对比表明,该方法能够较好地反映挡墙的厚度和砌筑质量。由于地质雷达具有连续无损检测、效率高、精确度高等优点,不但能够准确的测得挡墙的真实厚度,并且还能测出墙体砌筑砂浆的饱满密实程度。因而,地质雷达探测的方法很快得到了广泛的应用。
4 研究展望
无损检测新技术给挡墙检测带来了新的发展,在此基础上,我们应该进一步系统研究挡墙质量评价。根据上述无损检测的含义,挡墙质量评价不仅仅是检测出缺陷,而应该在质量病害出现之前预测其安全性。具体思路为:在挡墙未出现病害之前,定期对其进行检测,应用无损检测方法(即N D T),以N D T检测结果为判定基础,对病害发生的可能性进行判定,进而结合挡墙所处的环境条件,对挡墙结构的完整性、可靠性及使用性能等进行综合评价。
摘要：挡墙结构物质量的好坏对路基质量有着至关重要的影响,因而对挡墙的质量检测非常重要。文章分析了挡墙的质量病害和影响因素,总结了以往挡墙质量检测的特点,介绍了无损检测新技术及其应用现状。最后提出应进一步系统研究挡墙质量评价的必要性和研究思路。
关键词：挡墙,质量病害,质量检测,地质雷达
参考文献
[1] 罗缵锦.石砌挡土墙常见质量通病产及防治措施[J].中南公路工程,2002,27(4).
[2] 钟世航.弹性波频谱分析对比法检测浆砌片石挡墙质量[J].物探与化探,2002,26(3).
[3] 钟世航.弹性反射波频谱分析对比法检测浆砌片石挡墙质量[J].CT理论与应用研究,2002,11(1).
[4] 华晓滨,李青.地质雷达在既有铁路挡墙质量检测中的应用[J].广东水利水电,2005,10.
[5] 陈世刚,等.地质雷达在京九铁路路基挡土墙质量检测与评估中的应用[J].路基工程,2003,4.