道路橋梁工程的常見病害及施工處理技術研究

李昂

（北京市政路橋股份有限公司，北京 100045）

0 引言

裂縫、沉降、鋼筋腐蝕和混凝土碳化等病害會降低道路橋梁工程的強度與荷載力，影響道路橋梁工程長期穩定運行。對此，建設單位應分析常見病害及其形成原因，采用相應施工處理技術進行軟土地基處理、混凝土裂縫修復、結構加固補強等，引進先進技術，加強質量管理，從根源上提高工程項目質量。

1 工程概況

某A 道路橋梁工程的總長度為2.0km，共設計3 個轉角點，最大縱坡為0.8%。項目標段范圍是路堤結合段，路基寬度為28.7m。依據前期勘查資料可知，標段路段存在軟土路基，在工程施工與運行過程中非常容易出現開裂、沉降等病害，影響交通通行。由此，建設單位應深入分析常見病害并且采取合適的施工處理技術。

2 道路橋梁工程的常見病害

當前，隨著我國道路橋梁建設事業快速發展，道路橋梁工程項目數量增多、覆蓋范圍擴大，道路橋梁建設領域快速發展并且取得較為顯著的成就。但是道路橋梁工程建設與運行過程中仍會發生一些病害，加強病害防控與處理能增強工程結構的穩定性、安全性，消除安全隱患，提升工程承載力，也能保證交通通行順暢，保障車輛及駕駛人員、行人的生命財產安全。道路橋梁工程常見病害如下。

2.1 裂縫病害

在道路橋梁工程中，裂縫是常見且嚴重的病害，隨著工程項目運行時間增長，其路面會產生裂縫。裂縫呈橫縱向延伸并且不斷拓展，最終會降低工程的安全性與穩定性，若裂縫過大，雨雪天氣會積累大量的水分，從而加重道路橋梁腐蝕。裂縫是綜合性病害，無論是道路橋梁工程項目設計不合理、質量未達標，還是超負荷運行，隨著時間推移都會產生裂縫，進而引發安全風險[1]。

2.2 沉降病害

沉降也是道路橋梁工程的常見病害，若發生沉降則會破壞道路平衡。沉降病害應從兩個方面尋找原因：一方面是設計階段的調查研究與準備工作不充分，例如設計單位未能根據工程標準開展設計工作，設計方案缺乏科學性，技術審查不到位，未能及時發現軟基并制訂處理方案。另一方面是施工階段未嚴格把好質量關，部分施工單位為降低成本盲目追趕進度，未能按照規定標準及要求進行施工，導致工程質量不達標，非常容易出現地基不均勻沉降現象[2]。

2.3 鋼筋腐蝕與混凝土碳化病害

道路橋梁工程中鋼筋是非常重要的施工材料，其能保證工程結構安全穩固。因道路橋梁工程長期暴露于外部環境中，鋼筋與水分子長期接觸會產生氧化反應而出現腐蝕現象。若施工單位未能及時發現與處理，則會降低鋼筋周邊混凝土質量，甚至會降低結構強度與硬度等，弱化工程荷載。同時，如果工程混凝土結構內存在氣泡或氧氣滲透，則會加劇鋼筋腐蝕，引發混凝土碳化，影響道路橋梁工程安全運行。

2.4 規模尺寸誤差

隨著道路橋梁建設領域快速發展，道路橋梁工程結構愈發復雜，若未能加強精度控制及準確掌握施工數據、參數等，或是檢測工作不到位，則會導致規模尺寸誤差，埋下安全隱患[3]。

3 道路橋梁工程常見病害的產生原因

3.1 凍融因素

凍融是引發道路橋梁病害的常見因素之一，多發生于我國西部地區，在溫度影響下形成凍融破壞，在長期、多次作用下引發建筑物開裂，對道路橋梁工程的承載能力、使用壽命等造成嚴重危害。此外，在加固道路橋梁時，因新舊澆筑的混凝土之間缺乏良好的黏結性，再加上受凍融因素影響，將導致開裂現象加劇。

3.2 溫度因素

一方面，全年四季溫度會產生一定波動，雖然不足以直接引發裂縫，但是在混凝土的徐變性能影響下，非常容易在道路橋梁工程縱向位移處形成溫度裂縫，因此，要求施工單位精確計算溫度應力并采取有效措施，以減少彈性模量等對道路橋梁結構的影響。另一方面，常年處于陽光直射下的梁面板等結構的溫度較高，并且具備非線性趨勢，在自身約束效應的影響下局部拉應力也隨之增大，最終將引發裂縫。此外，常年日照不足、溫度直線下降等因素也會引發混凝土構件裂縫[4]。

3.3 端頭局部損壞

道路與橋梁之間的端頭是非常容易產生病害的位置，若設計單位未能合理計算承載力或計算存在較大偏差，將降低道路橋梁的荷載力造成端頭損壞。同時，若施工單位未能嚴格控制伸縮縫質量，也會損壞端頭。此外，工程開通后若出現跳車現象，也會對端頭產生較大損傷。

3.4 工程施工因素

工程建設過程中，若施工單位未能提前分析常見風險并且采取合適的處理措施和制訂質量控制方案，再加上施工人員素質與能力較弱、施工技術工藝水平較低，將直接影響工程質量[5]。

3.5 其他因素

除了上述提及的影響因素，工程建設或運行過程中若道路橋梁結構承受過大荷載、遭遇嚴重的外力破壞等也會降低道路橋梁工程的穩固性與安全性[6]。

4 道路橋梁工程常見病害的施工處理技術

4.1 裂縫處理技術

引發道路橋梁工程裂縫的因素較多，如溫度變化、鋼筋侵蝕等。若道路橋梁工程產生裂縫，會提高內部結構受侵蝕率，降低工程質量，引發安全風險。對此，施工單位應深入分析并且采取合適的處理措施。

技術人員應定期開展檢查工作，及時發現路面、橋面裂縫，并且采用合適的處理技術。處理前，技術人員應先明確裂縫尺寸、性質、成因等。若裂縫尺寸小于0.2cm，可應用表面修復法，直接在其表層處填充環氧樹脂抑制劑等材料，間隔5～10min 再次涂刷，然后靜待其干燥。此種方法是常見的裂縫病害處理技術與運維方法，具有適應性強、成本低等優勢，能滿足較小、較淺裂縫的處理要求。此類裂縫不會對道路橋梁工程荷載力產生較大影響，修復難度較低。若裂縫尺寸大于0.2cm，可應用壓力排氣法，在裂縫內填充水泥砂漿、環氧樹脂等材料，并且采取適當的養護措施，提高修復效果。此外，壓力注漿法也較為有效，通過填充環氧樹脂、水泥砂漿等修復較大裂縫，讓修補材料與路面充分黏結形成一個整體，以此增強道路橋梁工程的安全性與穩定性。此類裂縫較大、較深，會對道路橋梁工程產生較大影響[7]。

4.2 地基不均勻沉降的處理技術

地基不均勻沉降病害直接降低道路橋梁工程的質量，破壞其穩固性并且縮短其使用壽命，若引發安全風險事故還會產生較為嚴重的損失。對此，施工單位應提高對此病害的重視程度并且采取合適的處理技術[8]。

首先，工程建設前施工單位應明確地基土質條件，若遭遇軟土地基應采取合適的處理措施，有針對性地選擇施工技術，防控地基不均勻沉降病害。軟土地基處理能提升地基土強度、增強其穩定性，控制地基沉降。作業時，施工單位應動態監測地基沉降及水平位移等，既要加快地基填筑速度，也要提升地基強度，雙管齊下。真空聯合堆載預壓是一種比較有效的施工技術。

第一，施工單位應嚴格遵守施工標準，掌握抽水清淤、布設樁位、設置真空濾管、檢測密封膜等技術要點，提高施工水平。

第二，施工單位應同時推進真空聯合堆載預壓與水泥攪拌樁施工，其技術標準如表1 所示。

表1 真空聯合堆載預壓施工技術標準

第三，施工單位應加強管涵段軟土路基處理，待預壓期滿后埋設管涵，利用水泥攪拌樁復合地基，制訂三角形布設計劃，控制樁體強度。

其次，施工單位應采取科學的加固技術，以此控制、處理地基不勻稱沉降病害。

一是碳纖維加固法，也稱粘貼纖維增強塑料加固法，主要采用特殊樹脂粘貼碳纖維使混凝土結構與道路橋梁結構緊密黏結并且形成新的受力體，增強結構強度。碳纖維加固法符合施工標準，既不會增加結構重量或尺寸，也不會增高凈空高度，操作簡單，并且能保護原有道路橋梁工程結構，具有良好的耐久性、抗腐蝕性等。施工單位可根據現實施工情況選擇黏結層數，動態調整加固方向，有效增加混凝土的承載能力。

二是加大截面法，即混凝土加固法，將混凝土現澆層覆蓋于鋼筋混凝土受彎構件受壓區域，能擴大原構件截面面積并且增強抗彎性，具有良好的加固補強效果。施工單位可選擇加厚橋面板或加大主梁梁肋高度、寬度等。該方法具有操作簡單、適應性強、加固效果好等優勢，廣泛適用于梁、柱等結構的加固。但需要注意的是，此種方法的潮濕作業周期較長，會改變建筑物凈高并且引發鋼筋腐蝕，所以應慎重選擇。

三是粘貼鋼板加固法，此種方法主要是將鋼板和混凝土黏結為一個整體，具有工藝簡便、影響小等優勢，不會改變原有結構高度等，但是對施工人員的技術能力要求較高，施工人員需要在常溫條件下承擔一定的靜態荷載，以加固修復彎曲部件等[9]。

最后，若因路面積水引發此類病害，施工單位應根據現實情況制訂科學的排水方案，及時排水，防控腐蝕。此外，還可采用加筋施工處理技術、土工格柵施工處理技術等進行處治。

4.3 鋼筋腐蝕與混凝土碳化處理技術

引發工程鋼筋腐蝕的因素非常多，如鋼材質量不佳、保護膜厚度不達標、所處環境存在腐蝕性物質等，若施工單位未能及時發現與處理，會降低工程性能與質量，會提高風險事故率。對此，施工單位應加強鋼筋材料檢查，分類管控并且選擇合適的儲存環境，控制環境溫濕度。發現腐蝕后，施工人員應及時清理殘留物及混凝土等，在其表層涂刷砂漿層、覆蓋層。為防控混凝土碳化，施工單位應優化混凝土配合比，及時檢測混凝土材料并且控制其低堿含量、低水化熱性能等，保證水泥摻入比例合理，避免水分、氧氣等混入而發生碳化反應。施工過程中，若發現混凝土松動、掉落等現象，應及時填補新混凝土并且利用環氧混凝土等進行修補，并覆蓋碳纖維布加以保養[10]。

4.4 引進先進技術健全質量管理體系

道路橋梁工程建設過程中易發各類病害，施工單位既要選擇合適的病害處理技術，也要加強風險防控，通過建設完善的質量管理體系形成完整的管理閉環，了解施工風險并且加強事前預測、事中控制與事后處理。建設企業可引進BIM 技術，借助其可視化優勢建設工程模型，分析工程常見風險并且進行評估。除了上述常見病害，在施工中還有人員墜落、起重傷害、高空作業等風險，利用BIM 模型不僅能選擇合適的病害處理技術，還能制定風控策略、動態監測工程施工，實現全過程管理，同時能加強施工人員、材料、機械設備管控，提前制定施工方案與應急處理措施等。

5 結語

綜上所述，道路橋梁工程影響著我國城市化建設、交通通行及經濟發展等方方面面。若道路橋梁工程項目病害高發，不僅會阻礙交通通行，還會影響人們正常出行與生活。對此，施工單位應基于工程實際掌握常見病害成因并制定科學的處理策略，提高病害防治水平，增強道路橋梁工程的耐久性、抗腐蝕性等。此外，在施工過程中，應采取合適的質量管理措施，重點管控隱蔽工程、檢驗重難點工序，并嚴謹對待設計方案、竣工圖紙，建立技術檔案，保障工程項目的質量和安全，推動我國道路橋梁建設領域蓬勃發展。