初阳
(上海勘测设计研究院有限公司 上海市虹口区 200434)
摘要:防汛墙指的是沿河地面以上用于阻挡河水溢出的墙式建筑。本文介绍了黄浦江中下游杨浦区国际时尚中心段的防汛墙安全鉴定项目与方法,指出了防汛墙存在的安全问题,总结了防汛墙安全鉴定体会,给出了相应的建议,旨在为黄浦江防汛墙的安全鉴定提供参考。
关键词:防汛墙;安全鉴定;黄浦江
1 工程概况
黄浦江中下游杨浦区国际时尚中心段防汛墙位于复兴岛运河左岸,为专用岸段,全长约177m,桩号为3+750~3+927,实测长度约为200m,共8幅墙。该区段防汛墙建于1988年,设计单位为(原)上海市政工程设计研究院,本文讨论的防汛墙在原挡墙前新建,原挡墙为钢筋混凝土直立式挡墙,墙前为块石护坡,原地面标高为3.70m~4.50m,新建挡墙时,将原挡墙4.50m以上部位拆除。
该段防汛墙结构型式为钢筋混凝土直立式挡墙,防汛墙墙顶设计标高7.00m,墙后地面设计高程4.50m,钢筋混凝土墙身高4.00m,墙宽0.3m,护坡顶高程为0.90m,墙趾处设有钢筋混凝土板桩(200×500×11000),长11.0m,板桩后设有钢筋混凝土预制方桩(500×350×11000),长11.0m,间距1.0m。防汛墙的主要功能是防汛。
2 防汛墙安全鉴定方法
2.1 墙身检测
2.1.1 混凝土强度检测
采用超声回弹综合法来进行混凝土强度的检测,并通过钻芯法进行修正,使用的设备主要为超声波检测仪与超声波回弹仪。由《结构混凝土抗压强度检测技术规范》(DG/TJ08-2020-2007),得到混凝土强度满足如下公式(1):
结构强度推定值满足如下公式(2)所示:
(2)
2.1.2 混凝土结构耐久性检测
采用碳化深度检测结果与混凝土保护层厚度检测结果对比判定的方法:若钢筋混凝土结构实测碳化深度小于该部位的钢筋保护层厚度,表明钢筋目前仍处于混凝土的碱性保护之中,不易锈蚀,相反则表明内部钢筋可能已处于锈蚀状态。
(1)碳化深度检测(酚酞试剂测定法)
采用冲击钻在测区表面形成直径约15mm的孔洞。孔洞中的粉末和碎屑应除净,并不得用水擦洗。同时,采用浓度为1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处,当已碳化与未碳化界线清楚时,再用数显卡尺测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离,每个构件检测3个部位,每个部位检测3个点,取9个测点的平均值作为检测结果。
(2)钢筋保护层厚度检测
在裂缝部位或碳化严重部位,需检测钢筋保护层厚度。将探头安置于需进行保护层厚度测定的测点,即可通过主机获取该测点的钢筋保护层厚度。当钢筋保护层厚度较小、钢筋间距足够大时,该系统还能测读出钢筋直径。
2.1.3 钢筋锈蚀性检测
钢筋锈蚀状态的无损检测采用半电池电位法。根据《水工混凝土试验规程》,钢筋锈蚀状态判断依据如下:①半电池电位正向大于-200mV时,则此区域发生钢筋锈蚀概率小于10%;②半电池电位在-200mV~-350mV时,则此区域发生钢筋锈蚀性状不确定;③半电池电位负向大于-350mV时,则此区域发生钢筋锈蚀概率大于90%。
2.2 高程测量方法
本次测量采用三角高程法,其中A为已知点高程点(由上海市水准基点引测),B点为待测点,在已知点A上架设全站,在待测点B上架设棱镜,量取仪器高i,棱镜高l,α为全站仪观测垂直角,根据全站仪三高高程原理可知,待测B点高程
。
基准点引测采用水准测量,所用仪器为瑞士Leica公司的WILD NA2型精密水准仪(附FS1测微器)、铟钢尺、尺垫等,以二等水准精度要求施测。
2.3 墙后地下情况综合勘查
墙后地下情况通过高密度电阻率法进行综合勘查。高密度电阻率法是一种阵列式电阻率测量方法,它将电阻率法与计算机数字技术结合,采用高密度布点,进行二维地电断面的测量,其工作原理如下:
不同岩层或同一岩层由于成分和结构等因素不同,而具有不同的电阻率。通过接地电极将直流电供入地下,建立稳定的人工电场,在地表观测某点垂直方向或某剖面的水平方向电阻率变化,从而了解岩层的分布或地质构造特点。
均质各向同性岩层中电流线的分布如图1所示,AB为供电电极,MN为测量电极,当AB供电时用仪器测出供电电流I和MN处的电位差V,则岩层的电阻率满足下式(3):
(3)
其中:—岩层的电阻率,m;V—测量电极间的电位差,mV;I—供电回路的电流强度,mA;K—装置系数,其大小通过如下公式(4)确定:
(4)
从理论上讲,在各向同性的均匀岩层中测量时,无论电极装置如何,所得的电阻率应相等,即岩层的真电阻率。但实际工作中所遇到的地层既不同性又不均质或地表起伏不平,若按上式计算,所得电阻率则成为视电阻率,是不均质体的综合反映。
图1均质各向同性岩层中电流线的分布
4 防汛墙安全鉴定工作的体会
4.1 防汛墙安全鉴定工作开展前需要明确工作任务,细化工作措施
本文所述的安全鉴定工作主要指针对防汛墙墙体情况开展的,工作总结如下:
(1)项目现场勘测分析。鉴定工作开展前,相关单位按照相关的规定与要求,进行现场勘测,掌握工程现场情况、原设计信息以及施工与后期养护等内容,了解项目整体状态,罗列安全鉴定项目,撰写工程概况分析。
(2)现场安全检测。防汛墙的现场安全检测主要针对防汛墙结构与防汛墙基础。其中,防汛墙结构部分的安全检测包括防汛墙的外观、墙顶高程、混凝土强度以及锈蚀情况与浆砌块强度等;防汛墙基础部分的检测工作主要围绕裂隙与疏松等缺陷展开的。
(3)工程复核。《工程现状分析报告》与《现场安全检测报告》编写完成后,相关人员开始进行防汛墙的工程复核工作,具体工作包含防渗计算、整体稳定性计算、滑动稳定计算以及地基土容许承载力计算与地基应力计算等,完成以上计算工作后,出具《工程复核计算报告》。
(4)安全评价。综合《工程现状分析报告》、《现场安全检测报告》以及《工程复核计算报告》等材料,进行防汛墙的安全评价,并完成《安全评价报告》。
(5)安全鉴定结论。根据《安全评价报告》、《工程复核计算报告》以及《现场安全检测报告》等,总结防汛墙安全鉴定结论,并给出优化建议。
4.2 防汛墙的安全鉴定需保证检测方法科学合理,检测设备满足需要
高密度电阻率法检测、超声回弹检测以及三角高程检测等检测工作的开展都是建立在检测设备性能满足要求,检测方法科学可行的基础上的。在安全鉴定工作细化后的实施过程中需要控制其中的关键项目,按照规范使用有关检测设备,以保证检测工作的质量与效率。
参考文献:
[1]邓群,田爱平.苏州河防汛墙结构性渗漏分析与处置技术应用[J].水利规划与设计,2021(01):98-101+119.
[2]石雄.浦东新区黄浦江及其支流防汛墙测量调查的实践与思考[J].长江技术经济,2020,4(S1):88-89+98.