路基擋墻背后回填質(zhì)量聲波檢測新技術(shù)研究

李建偉

摘 要 隨著近年來我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，各地區(qū)開展大范圍的基礎(chǔ)建設(shè)，高質(zhì)量的公路以及省道、國道等施工正逐步地向山區(qū)與偏遠(yuǎn)地區(qū)擴展，而往往在這些地區(qū)地質(zhì)條件與外部環(huán)境是十分復(fù)雜的，逢山開路的難度相對較大。因此就總體而言，路基擋墻工程在施工中仍占有相當(dāng)大比例的應(yīng)用份額。正如路基的修建是一項高質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)的工程一樣，擋墻的工程質(zhì)量主要包括其支撐墻基礎(chǔ)質(zhì)量、墻身質(zhì)量和內(nèi)磨耗等因素，對于工程整體的后期竣工而言，路基擋墻背后的回填質(zhì)量在一定程度上可能會引起不均勻的開裂、斷裂或移動垮塌，甚至破壞路基工程。因此，檢測路基支撐擋墻背后的回填質(zhì)量的優(yōu)劣就顯得非常重要。

關(guān)鍵詞 高速公路;橋梁;安全管理;策略

引言

傳統(tǒng)檢測手段下的路基擋墻背后質(zhì)量手段，主要是在回填過程中檢測填土和石料的密實度，通常采用的方法有泥土灌溉法和填砂法。由于逆向回填沖擊過程中缺乏對地面和石塊密實度的檢測，以及對于路基擋墻地面和石塊填充的不確定性，施工中技術(shù)人員為了檢測密實度，采用鉆孔取點檢測的方法，這種方法施工持續(xù)時間長、操作難度大，路基擋墻背后支撐較不穩(wěn)定。為此，基于路基擋墻回填質(zhì)量檢測的應(yīng)用基礎(chǔ)，聲波檢測這一技術(shù)在回填質(zhì)量這一檢測方向的新技術(shù)應(yīng)運而生。由于目前的實際應(yīng)用中，施工進(jìn)程中，缺乏對填石密實度的檢測和對整個土石方統(tǒng)一性的探測發(fā)現(xiàn)方法，這一新技術(shù)無疑將對保證支護(hù)墻后回填的質(zhì)量起到重要作用。同時基于未來路基擋墻這一領(lǐng)域的新技術(shù)的開拓也是一項重要的啟發(fā)。

1路基擋墻背后回填聲波檢測技術(shù)的應(yīng)用背景

在道路建設(shè)的實際生產(chǎn)中，擋墻質(zhì)量的問題在設(shè)計和施工中重視程度不足，實施過程中擋墻質(zhì)量缺陷和影響墻體養(yǎng)護(hù)的因素較復(fù)雜。而一般對橋梁、隧道等大型結(jié)構(gòu)對于路基擋墻背后的回填質(zhì)量較為敏感。實際上，在山區(qū)公路的路基建設(shè)中，長、高、連續(xù)路基擋墻的支護(hù)部位對整個道路工程都非常重要，因此，建筑施工中技術(shù)人員要尤其重視路基擋墻這一綿延道路兩側(cè)的回填質(zhì)量[1]。

對于路基擋墻背后回填的質(zhì)量而言，擋墻的質(zhì)量可能導(dǎo)致路基平衡找正不均、路基邊坡造成失穩(wěn)甚至發(fā)生擋墻后期坍塌。路基擋墻的背后回填，常見的質(zhì)量缺陷包括：回填砌體覆蓋不飽滿，排水口堵塞，沉降連接不存在偏差，石塊平整度薄弱，墻體附著滑移與斷裂。通過分析路基擋墻背后回填質(zhì)量通病產(chǎn)生的主要原因，在一定的技術(shù)手段下，提出相應(yīng)對于路基擋墻背后回填質(zhì)量控制的預(yù)防措施。路基擋墻的穩(wěn)定性主要取決于施工方法，墻體背后填充物的選擇，墻體的填充物質(zhì)量，墻體的抗彎扭矩承載量等。其中這些路基擋墻的問題實際其實是施工中最為重要，但恰恰也是路基施工操作中易被忽視，這也是引起擋墻回填質(zhì)量產(chǎn)生病變與造成發(fā)展新的聲波擋墻回填質(zhì)量檢測技術(shù)的主要因素。

路基擋墻背后填充涂層的滲漏、涂層的侵蝕和影響路基的涂層裂縫中。公路的使用壽命和隧道襯砌的耐久性會受到影響擋墻，特別是下層以下的擋墻的翻倒、拆除和滑動的影響，一旦發(fā)生路基層面的質(zhì)量事故，將造成道路基建的重大損失。因此，技術(shù)人員尋找一種高效、全面、快速的檢測方法。超聲波技術(shù)因其快速、連續(xù)有效的路基擋墻無損檢測而被人們所廣泛認(rèn)可。由于其具有直觀化、對檢測現(xiàn)場條件要求普遍等優(yōu)點，在道路建設(shè)和工程路基回填檢測領(lǐng)域逐步得到了廣泛的應(yīng)用。

2開展路基擋墻背后回填質(zhì)量檢測聲波技術(shù)的必要性

在實際路基擋墻檢測后發(fā)現(xiàn)施工時的回填操作質(zhì)量，往往是影響擋墻背后回填聲波檢測最重要的因素，由于路基擋墻是一個在實際應(yīng)用時較為隱蔽的基礎(chǔ)工程，其外表面的回填美觀度相對較高，施工人員難以發(fā)現(xiàn)具體問題。在竣工及后期的應(yīng)用初期過程中，檢測人員也很難發(fā)現(xiàn)其路基擋墻背后填充質(zhì)量的內(nèi)部隱患。傳統(tǒng)的擋墻回填檢測控制工作也不可避免地要進(jìn)行鉆孔等破壞性操作，這使得擋墻在通車后經(jīng)常發(fā)生坍塌等由于回填質(zhì)量不過關(guān)引起的問題。鑒于此，技術(shù)人員需要加強施工管理和相關(guān)檢測手段得共同控制，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行必要的墻體質(zhì)量養(yǎng)護(hù)?，F(xiàn)代路基施工的建筑養(yǎng)護(hù)往往忽視了擋墻回填質(zhì)檢測中聲波檢測這一新技術(shù)的重要性[2]。

目前的檢測環(huán)境下，國內(nèi)外對路基擋墻回填的系統(tǒng)化安全性技術(shù)評價的研究較少，部分檢測技術(shù)還大多處于質(zhì)量破損化檢測階段，其質(zhì)量評價手段具備自身的特點。檢測方法和檢測方法是統(tǒng)一的，多數(shù)情況下是對開孔或隨機樣品的驗證，不僅效率低下、取樣的舉例性差，而且破壞了墻體的完整性，沒有定量指標(biāo)。檢測指標(biāo)是一個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的，主要是“尺寸”和“強度”指標(biāo)，對結(jié)構(gòu)的整體安全性評估沒有貢獻(xiàn)。它仍處于損傷檢測階段，尚未達(dá)到無損評估階段，聲波檢測的新型擋墻回填質(zhì)量檢測就有效避免了這些問題。

3路基擋墻背后回填中聲波技術(shù)的應(yīng)用原理

路基擋墻回填質(zhì)量方法的聲波基本原理與分析化聲波CT相同，將醫(yī)學(xué)中CT掃描的基本理論與手段應(yīng)用到實際工程中去，對其材料物理力學(xué)性能、聲場聲速分布和聲場系數(shù)進(jìn)行了相關(guān)分析，利用束流傳播的時間和振幅重建探針體，實現(xiàn)成像、色譜和三維網(wǎng)絡(luò)的綜合發(fā)展。聲波探測的物理假設(shè)是不同物理性質(zhì)的介質(zhì)中聲波的再現(xiàn)率不同，該方法通過強化試驗方法計算和模擬試驗段的物理性質(zhì)差異結(jié)合野外地質(zhì)分析。近年來在大量實踐的基礎(chǔ)上，對試驗部地質(zhì)體進(jìn)行直觀的三維描述，優(yōu)化聲波成像方法和系統(tǒng)經(jīng)驗，將專業(yè)知識與路基擋墻回填技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)有機的道路回填質(zhì)量控制系統(tǒng)[3]。

在路基回填探測區(qū)內(nèi)，擋墻回填各側(cè)、邊墻及大部分、兩側(cè)基底厚度均能滿足原有回填設(shè)計要求，背面密實無孔，而在拱頂、帶部及部分隧道邊墻處，基底厚度薄，洞室大，寬度40～60cm。在檢測過程中，通過聲波對涂層進(jìn)行檢測，驗證了試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，聲波試驗結(jié)果表明，試驗數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，效果較好。且線路方向的延伸范圍較長。測得的路基部分厚度與結(jié)構(gòu)厚度相差較大，因為襯砌也是需要按照施工規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行修補的路基施工。用于路面的養(yǎng)護(hù)維修，能真實反映襯砌與圍巖之間的縫隙和缺陷，快速準(zhǔn)確地識別出路基擋墻的隱患，可作為控制路基擋墻回填評價和工程質(zhì)量的檢測手段，經(jīng)過長期的聲波擋墻質(zhì)量檢測實踐，得到了充分的回填檢測印證。

路基擋墻高側(cè)混凝土窄墻廣泛采用擋墻內(nèi)公路。路基管道的排水溝在公路山腰開挖，擋墻外側(cè)有水和泥漿。充填材料的密度、均勻性、有無孔洞均需要得到考慮，以及充填材料層與巖石界面的檢測，為避免與擋土墻產(chǎn)生干擾，常規(guī)的路基回填檢測方法不能滿足檢測要求，故選用無損化聲波檢測技術(shù)對路基回填的質(zhì)量進(jìn)行檢測。技術(shù)人員利用聲波反射法的新探測技術(shù)，取得了一定路基樣段的可靠數(shù)據(jù)，效果良好。采用聲波反射法探測了撞擊與巖石的界面。再現(xiàn)過程符合物理學(xué)內(nèi)容中的惠更斯原理和費馬原理，物理假設(shè)是巖石或不同地質(zhì)體之間的聲音特征明顯不同。在第二點接收到反射波信號，通過時域和頻域分析檢測反射波信號，并將其與野外地形和地質(zhì)研究相結(jié)合，可以在檢測時通過聲波解巖石和土壤的變化[4]。

4結(jié)束語

針對上述對于路基擋墻回填方面聲波新技術(shù)的分析，技術(shù)人員在實際的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域需要對路基聲波檢測的工藝流程、設(shè)備選用與后期養(yǎng)護(hù)等階段實行切實有效的技術(shù)管理，為使得聲波檢測為路基擋墻回填的安全質(zhì)量建設(shè)保駕護(hù)航，進(jìn)而為我國的路基建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 江楠.淺談高速公路橋梁施工安全控制技術(shù)[J].黑龍江交通科技，

2019，42（9）：127-128.

[2] 張陽春.高速公路橋梁施工安全技術(shù)管理策略分析[J].黑龍江交通科技，2019，42（7）：244-245.

[3] 魏勇.高速公路橋梁施工安全生產(chǎn)管理研究[J].工程技術(shù)研究，2019，

4（10）：152-153.

[4] 梁雪峰.分析高速公路橋梁施工的安全管理問題[J].建材與裝飾，

2019，（14）：258-259.