漿砌片石擋墻安全評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)研究

張秀 魏永幸

摘要：本文綜合了既有線擋墻安全等級(jí)劃分的現(xiàn)狀，提出了擋墻安全評(píng)估四級(jí)分級(jí)法；并考慮漿砌片石擋墻的特殊性，在傳統(tǒng)的安全評(píng)估單元中新增了自然因素與外部環(huán)境項(xiàng)，針對(duì)新的評(píng)估單元引入定性與定量評(píng)估相結(jié)合的綜合評(píng)估方法，提出了綜合安全等級(jí)的概念。綜合安全評(píng)估法較傳統(tǒng)的定性安全評(píng)估方法更細(xì)致全面，具有量化標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于擋墻安全評(píng)估具有參考性和指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：安全評(píng)估；漿砌片石擋墻；綜合評(píng)估方法；綜合安全等級(jí)；量化標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號(hào)：1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： 文章編號(hào)：

Abstract： In this paper， the present situation of safety grade division of existing retaining wall is synthesized and Four level hierarchical method is supposed. Considering the partcularity of the mortar rubble retaining wall，natural factors and external environmental elements are added in the traditonal safety assessment units. The comprehensive evaluation method that combined qualitative and quantitative analysis and the concept of comprehensive security level are put forward here to evaluate the new units.The new comprehensive evaluation method with quantitative criteria is more detailed and comprehensive， which has reference and guiding significance to evaluate the safety of retaining wall.

Key words： safety assessment；mortar rubble retaining wall； comprehensive evaluation method； comprehensive level of security； quantitative criteria.

0 引言

既有線路擋護(hù)工程事關(guān)運(yùn)營(yíng)安全，是保證線路正常運(yùn)營(yíng)的一道安全屏障。鑒于石料資源豐富、取材方便，漿砌片石擋墻在以往的擋護(hù)工程中得以廣泛使用。目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)安全評(píng)估和安全等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)方面的資料都較為系統(tǒng)、廣泛，行業(yè)性和針對(duì)性都不強(qiáng)，在既有漿砌片石擋墻方面安全評(píng)估的工作更是少之又少。本文針對(duì)漿砌片石擋墻，提出了安全評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

1既有擋墻安全性等級(jí)劃分

在具體進(jìn)行安全評(píng)估工作之前，首先應(yīng)確定安全等級(jí)的劃分。匯總前人研究資料[1]-[4]，參照《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[5]（TB10025-2006）等資料，在進(jìn)行了充分的權(quán)衡考慮后，本文將擋墻安全等級(jí)劃分為以下四級(jí)：穩(wěn)定、基本穩(wěn)定、欠穩(wěn)定、不穩(wěn)定，如表1所示。

穩(wěn)定：擋墻整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性均符合規(guī)范要求；Kc≥1.3，K0≥1.6。

基本穩(wěn)定：從肉眼觀察，擋墻不存在裂縫、外鼓、錯(cuò)臺(tái)等明顯缺陷；墻身尺寸經(jīng)測(cè)量容許誤差在允許范圍內(nèi)（一般<30cm）；墻體經(jīng)地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測(cè)無(wú)空隙帶或空洞存在；邊坡穩(wěn)定無(wú)滑動(dòng)跡象，無(wú)地質(zhì)災(zāi)害等安全隱患；1.2≤Kc<1.3，1.4≤K0<1.6。擋墻或邊坡基本穩(wěn)定，近期可不用處理或僅需勾縫、抹面等微處理，但應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，防微杜漸，防患于未然。

欠穩(wěn)定：從外觀上看，擋墻裂縫發(fā)育；墻身尺寸經(jīng)測(cè)量和設(shè)計(jì)值相比有明顯誤差，一般為30～50cm；墻體背后基本密實(shí)，從總體上看，局部病害并未對(duì)行車造成影響；1.0≤Kc<1.2，1.2≤K0<1.4。此類擋墻在實(shí)際工點(diǎn)中往往占有較大比例，從短期來(lái)看，擋墻尚可繼續(xù)使用，但因處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，已呈現(xiàn)出病變趨勢(shì)，一旦有誘因發(fā)生其病害將發(fā)展較快甚至隨時(shí)瀕危。此類擋墻應(yīng)慎重對(duì)待，及時(shí)整治已有病害；必要時(shí)作進(jìn)一步細(xì)致勘察并補(bǔ)強(qiáng)加固。

不穩(wěn)定：從外觀上看，擋墻已經(jīng)出現(xiàn)較大變形，擋墻局部開(kāi)裂、鼓肚或錯(cuò)臺(tái)外移；墻身尺寸經(jīng)測(cè)量和設(shè)計(jì)值相差較大，一般超過(guò)50cm；墻體經(jīng)地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)有明顯空洞或空隙帶；Kc<1.0，K0<1.2，擋墻處于不穩(wěn)定或臨界狀態(tài)。此類擋墻病癥明顯，急需采取強(qiáng)有力的措施整治加固，以盡早恢復(fù)行車安全。

2 安全評(píng)估單元

查閱現(xiàn)有相關(guān)資料，可知傳統(tǒng)上針對(duì)重力式擋墻將安全評(píng)估單元分為：擋墻檢測(cè)要素（包括病變特征要素、實(shí)體檢測(cè)要素）和分析驗(yàn)算要素兩部分，結(jié)合本文所依托的項(xiàng)目《既有線維護(hù)技術(shù)研究-鐵路既有線支擋護(hù)病害整治對(duì)策研究》，根據(jù)各鐵路局所返回的調(diào)研資料，考慮到漿砌片石材料易受環(huán)境因素等影響，本文在評(píng)估單元中增加了自然因素與外部環(huán)境項(xiàng)。

1.自然因素與外部環(huán)境作為評(píng)估大項(xiàng)A，總分值為240。由于自然因素與外部環(huán)境的不確定性，實(shí)地檢測(cè)也無(wú)法測(cè)得真實(shí)數(shù)據(jù)，故邀請(qǐng)本行業(yè)專家結(jié)合各評(píng)估要素的出現(xiàn)頻率及后果嚴(yán)重程度賦予相應(yīng)分值，打分區(qū)間如表2所示。

2.將擋土墻的外觀檢測(cè)、實(shí)體檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，根據(jù)其特征進(jìn)行歸類與評(píng)分。其中，大多評(píng)分項(xiàng)要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)得，需間接計(jì)算，計(jì)算方法見(jiàn)表3。

注：（1）表中B1代表B項(xiàng)目中的第一個(gè)評(píng)估單元，B11代表B項(xiàng)目中的第一個(gè)評(píng)估單元下屬的第一個(gè)子項(xiàng)分值，其余依此類推；

（2）“/”指該單元不需實(shí)測(cè)，若擋墻出現(xiàn)此類病害，直接賦予表最后一列所示分值。

3.根據(jù)擋土墻實(shí)體檢測(cè)及墻后土體勘測(cè)的數(shù)據(jù)，利用土壓力理論進(jìn)行分析計(jì)算[6]，得出擋土墻的抗滑與抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)Kc、K0。

3 安全評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

3.1安全評(píng)估單元權(quán)重

以往的安全評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)（定性評(píng)估）多是將擋墻病害特征要素和實(shí)體監(jiān)測(cè)要素等安全評(píng)估單元一一進(jìn)行評(píng)分，多項(xiàng)評(píng)估采用單項(xiàng)評(píng)估單元分值簡(jiǎn)單相累加的方法進(jìn)行評(píng)估?？紤]到各因素對(duì)評(píng)估結(jié)果的影響有大有小，此處針對(duì)擋墻定性評(píng)估引入權(quán)重α的概念，即分別賦予自然因素與外部環(huán)境A、病變特征要素B、實(shí)體檢測(cè)要素C三大項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)αA、αB、αC，同理對(duì)下屬的底層指標(biāo)賦予權(quán)重，如αA1、αA2…αAi；其余以此類推[7]。權(quán)重的大小代表了該項(xiàng)目對(duì)于整個(gè)評(píng)價(jià)體系的重要程度，故權(quán)重也稱為重要性系數(shù)。設(shè)計(jì)的權(quán)重表格如表4所示。

3.2 定性評(píng)估與定量評(píng)估相結(jié)合的綜合評(píng)估方法

本文采用定性安全評(píng)估與定量安全評(píng)估相結(jié)合的綜合評(píng)估方法。定性綜合評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和定量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)如表5所示。單項(xiàng)評(píng)估安全等級(jí)值取決于擋墻病變特征要素B和實(shí)體檢測(cè)要素C中各子項(xiàng)分值的最大值Max（Bi，Ci）；多項(xiàng)評(píng)估總分值計(jì)算公式如下：

將定性與定量評(píng)估結(jié)果所對(duì)應(yīng)等級(jí)進(jìn)行比較，分別取較高級(jí)別（最危險(xiǎn)等級(jí)）作為定性評(píng)估與定量評(píng)估各自的安全等級(jí)，并分別量化為1～4四個(gè)安全等級(jí)值。分值越大，表明擋墻所處安全等級(jí)越低，擋墻越危險(xiǎn)；反之分值越小，表明擋墻所處安全等級(jí)越高，擋墻越安全。

3.3 綜合安全等級(jí)

考慮到定性評(píng)估和定量評(píng)估得到的擋墻安全等級(jí)可能存在一定差別（定性評(píng)估主觀性較強(qiáng)，評(píng)估結(jié)果因人而異），某些情況下兩個(gè)結(jié)果難免會(huì)存有較大差別，例如某擋墻根據(jù)上述方法進(jìn)行定性與定量評(píng)估，定性與定量安全等級(jí)分值結(jié)果分別為1和4，對(duì)應(yīng)的擋墻安全等級(jí)懸殊，分別為不穩(wěn)定與穩(wěn)定，此時(shí)若遵循常規(guī)保守選取，偏危險(xiǎn)考慮的原則，最終確定擋墻為不穩(wěn)定狀態(tài)，確定過(guò)程較為武斷，結(jié)果的準(zhǔn)確性有待商榷，也會(huì)顯得較為保守，其后的加固措施成本代價(jià)相應(yīng)也會(huì)加大，故此處提出“綜合安全等級(jí)”的概念。分別把定性評(píng)估與定量評(píng)估安全等級(jí)值作為擋土墻綜合安全等級(jí)值R的橫、縱列，最終安全等級(jí)值采用1-7分制量化的風(fēng)險(xiǎn)值（見(jiàn)表6），即為綜合安全等級(jí)值R，并按R值所處的區(qū)間劃分擋土墻的穩(wěn)定狀態(tài)與安全等級(jí)（見(jiàn)表7）。安全分值越低，擋墻越危險(xiǎn)，對(duì)應(yīng)區(qū)間顏色越深；反之分值越高，擋墻越安全，對(duì)應(yīng)區(qū)間顏色越淺。綜合評(píng)估方法能有效解決定性評(píng)估與定量評(píng)估二者結(jié)果懸殊造成最終安全等級(jí)難以確定的問(wèn)題，降低主觀因素對(duì)評(píng)估結(jié)果的影響。

4 結(jié)論

借鑒既有研究文獻(xiàn)資料，遵循相關(guān)規(guī)范，本文針對(duì)既有線漿砌片石擋墻安全評(píng)估單元進(jìn)行匯總、分類與評(píng)分，提出了漿砌片石擋墻安全評(píng)估分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)出適合其安全評(píng)估方法。

安全評(píng)估單元評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和安全等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)是在綜合參照了前人評(píng)估的基礎(chǔ)之上提出的；為避免定性評(píng)估和定量評(píng)估得到的擋墻安全等級(jí)可能存在較大差別而造成難以合理確定安全等級(jí)的弊端，本文提出了綜合安全等級(jí)的概念。綜合安全評(píng)估法具有量化標(biāo)準(zhǔn)、較傳統(tǒng)評(píng)估方法考慮的因素更細(xì)致、全面，對(duì)既有擋護(hù)工程安全評(píng)估具有指導(dǎo)意義。

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