城市橋梁伸縮縫滲漏水防治措施研究

余豐茹

(鄭州市建設(shè)工程質(zhì)量安全技術(shù)監(jiān)督中心,河南 鄭州 450000)

0 引 言

城市橋梁不僅是重要的交通設(shè)施,更是城市的一道獨(dú)特風(fēng)景線,許多橋梁造型設(shè)計(jì)優(yōu)美,一橋一景,有的橋梁已成為一座城市的新地標(biāo)和形象名片。伸縮縫是為調(diào)節(jié)橋梁上部結(jié)構(gòu)之間的位移和連接而設(shè)置的,可以解決橋梁結(jié)構(gòu)中由于動(dòng)載、溫度、混凝土的收縮和徐變等因素引起的位移開裂問題,對(duì)橋梁工程的穩(wěn)定性、安全性、美觀性都有重要的影響。由于橋面伸縮縫設(shè)置在梁端構(gòu)造薄弱部位,直接承受車輪荷載的反復(fù)沖擊作用,而且長(zhǎng)期暴露在大自然中,所處環(huán)境比較惡劣,隨著交通量的增加和車輛載重量的增大,不少橋梁在使用一段時(shí)間后,橋梁伸縮縫出現(xiàn)了不同程度的損壞,進(jìn)而導(dǎo)致伸縮縫滲漏水現(xiàn)象較為普遍,這不僅腐蝕橋梁的結(jié)構(gòu),影響橋梁的安全性和使用壽命,而且污染橋下景觀,并給橋下通行帶來很大影響。本文從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)管理等方面分析城市橋梁伸縮縫滲漏水原因,并提出防治橋梁伸縮縫滲漏水的措施。

1 城市橋梁伸縮縫滲漏水危害及原因分析

橋梁伸縮縫滲漏水來源主要有大氣降水和日常環(huán)衛(wèi)灑水。由橋梁伸縮縫處漏下的水往往流到橋臺(tái)蓋梁或臺(tái)帽頂端,嚴(yán)重的會(huì)滲到整個(gè)蓋梁或臺(tái)身,如圖1所示。這不僅會(huì)侵蝕蓋梁、臺(tái)帽、臺(tái)身及支座,造成蓋梁、臺(tái)帽混凝土反堿以及結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕,加速鋼筋混凝土的破壞,導(dǎo)致混凝土破碎脫落,而且會(huì)使支座銹蝕破壞以致失效,嚴(yán)重影響梁體的正常收縮。由此導(dǎo)致的質(zhì)量隱患會(huì)縮短橋梁的使用壽命,增大橋梁的安全隱患,影響行車的舒適性和安全性。

圖1 該伸縮縫處滲漏水嚴(yán)重,侵蝕蓋梁、臺(tái)帽、臺(tái)身及支座

橋梁伸縮縫滲漏水的直接原因是伸縮縫破損、脫落和橋面排水系統(tǒng)不暢等,深層次原因則是伸縮裝置和排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)、施工質(zhì)量控制差、管理養(yǎng)護(hù)不到位等,歸根到底,還是相關(guān)人員質(zhì)量意識(shí)差,管理松懈。

1.1 設(shè)計(jì)方面

有些城市橋梁在設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員未能充分考慮不同類型伸縮裝置的性能特點(diǎn),對(duì)伸縮裝置選型不當(dāng),設(shè)計(jì)伸縮縫裝置結(jié)構(gòu)時(shí)對(duì)預(yù)埋件的深度、位置及伸縮縫過渡部位混凝土的型號(hào)、厚度等設(shè)計(jì)量不足,導(dǎo)致伸縮縫裝置本身剛度不夠,錨固件強(qiáng)度不足。在荷載反復(fù)作用下,造成伸縮縫錨固件損壞及橡膠條破損、錨固混凝土的開裂破損,從而導(dǎo)致滲漏。有些城市橋梁在設(shè)計(jì)時(shí)未能充分考慮橋梁所處地氣候因素對(duì)排水系統(tǒng)指標(biāo)的要求,有些橋梁泄水口設(shè)計(jì)數(shù)量不足或泄水口較小,布局不合理,雨水箅空隙較大等,導(dǎo)致泄水口排水量不足或垃圾進(jìn)入堵塞排水管,致使水不能及時(shí)排走,存積的水從伸縮縫等薄弱環(huán)節(jié)處流下。

1.2 施工質(zhì)量控制方面

由于城市橋梁伸縮裝置和泄水口工程量不大,相比橋梁主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)難度較小,項(xiàng)目各參建單位對(duì)橋梁伸縮裝置和泄水口的施工質(zhì)量不是那么重視。特別是伸縮裝置安裝一般處于橋梁施工末期,有的項(xiàng)目單位為趕工期,爭(zhēng)取早日通車,往往忽視了對(duì)伸縮裝置施工質(zhì)量的管理,導(dǎo)致對(duì)伸縮裝置施工質(zhì)量控制不到位,埋下質(zhì)量隱患。

例如,在施工前,設(shè)計(jì)人員未對(duì)項(xiàng)目建設(shè)、施工、監(jiān)理單位進(jìn)行設(shè)計(jì)交底,對(duì)施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)未能明確;施工單位未能正確進(jìn)行施工技術(shù)交底,導(dǎo)致施工作業(yè)人員未能嚴(yán)格掌握施工工藝和標(biāo)準(zhǔn),僅憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工,是施工質(zhì)量控制不到位的原因之一。

在施工過程中,由于處于橋梁施工收尾階段,有的項(xiàng)目上主要管理人員往往被調(diào)往其他項(xiàng)目,留下管理經(jīng)驗(yàn)不足的小部分管理人員留在項(xiàng)目處理收尾工作,因管理人員較少或管理人員技術(shù)不過硬,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量問題不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和進(jìn)行糾正,監(jiān)理單位在監(jiān)理過程中和隱蔽驗(yàn)收時(shí)未能嚴(yán)格按照質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)把關(guān),導(dǎo)致施工質(zhì)量控制不到位。最終可能會(huì)導(dǎo)致伸縮裝置施工時(shí)預(yù)埋鋼筋的位置不準(zhǔn)確,鋼筋間距不符合設(shè)計(jì)要求,或預(yù)留錨固高度不足,無法與伸縮裝置有效焊接,如圖2所示;預(yù)埋鋼筋安裝后未采取保護(hù)避免污損的措施,施工過程中造成預(yù)埋鋼筋變形或銹蝕嚴(yán)重;預(yù)埋鋼筋因后續(xù)施工導(dǎo)致的變形未調(diào)整平順,與伸縮裝置錨固鋼筋焊接不牢固,造成錨固筋與伸縮縫鋼筋的連接性降低。橡膠止水帶埋設(shè)位置不準(zhǔn)確,埋設(shè)時(shí)扭曲偏斜、嚴(yán)重離位或出現(xiàn)破損問題,影響到止水帶適應(yīng)變形的能力;橡膠止水帶固定不牢,在車行荷載下脫位,導(dǎo)致耐久性差;橡膠止水帶未按設(shè)計(jì)要求通長(zhǎng)埋設(shè),在車行道和人行道交接處人為斷開留下縫隙。混凝土振搗不密實(shí)造成空洞、蜂窩,養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng),達(dá)不到設(shè)計(jì)所要求的強(qiáng)度。車輛在后期行駛過程中極易造成混凝土松散脫離,最終造成橋梁伸縮縫的破壞,成為滲水通道。或橋面橫坡和縱坡施工不符合設(shè)計(jì)要求影響排水;泄水口安裝位置不準(zhǔn)確或橋面瀝青混凝土面層鋪裝時(shí)邊緣標(biāo)高控制不準(zhǔn)確,導(dǎo)致泄水口標(biāo)高或高于橋面鋪裝層無法完全排出水,或低于橋面鋪裝層導(dǎo)致排水面減少;雨水箅縫隙過大或設(shè)計(jì)雙層雨水箅只安裝單層等,雨水箅不能有效過濾雜物導(dǎo)致排水管堵塞無法有效排水等,未能及時(shí)排出的水流入伸縮縫留下滲水隱患。

圖2 該伸縮縫一側(cè)預(yù)埋鋼筋預(yù)留高度不足,部分預(yù)埋鋼筋保護(hù)不到位變形

在竣工驗(yàn)收階段,有的項(xiàng)目驗(yàn)收組成員往往更關(guān)注橋梁主體結(jié)構(gòu)驗(yàn)收質(zhì)量,而對(duì)伸縮裝置和雨水箅這些看似不太重要的設(shè)施重視不夠,對(duì)伸縮裝置或橋面排水系統(tǒng)存在的質(zhì)量問題未能發(fā)現(xiàn),例如有的項(xiàng)目在驗(yàn)收之后仍存在伸縮裝置橡膠止水帶在人行道和車行道上未通長(zhǎng)設(shè)置而存在人為設(shè)置縫隙(圖3)、橡膠止水帶固定不牢有脫落、伸縮縫在橋梁側(cè)端護(hù)欄踢腳處未斷開而影響伸縮裝置的自由伸縮、橋面鋪裝廢料未清理堵塞排水口(圖4)等質(zhì)量問題。對(duì)這些看似“細(xì)枝末葉”的內(nèi)容驗(yàn)收流于形式,導(dǎo)致最后一道質(zhì)量關(guān)口失守,從而留下了質(zhì)量隱患。

圖3 該伸縮縫橡膠止水帶在車行道和人行道交接處人為斷開留下縫隙

圖4 該伸縮縫橋面鋪裝廢料未清理堵塞排水口

1.3 管理養(yǎng)護(hù)方面

目前城市橋梁建設(shè)仍存在重建設(shè)、輕養(yǎng)護(hù)管理的現(xiàn)象。城市橋梁在通車后,由于相關(guān)單位對(duì)橋梁管理養(yǎng)護(hù)不重視,或養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)不足、專業(yè)養(yǎng)護(hù)人員和養(yǎng)護(hù)設(shè)備短缺,未能對(duì)橋梁及時(shí)進(jìn)行定期與不定期維護(hù)。在車輛荷載的沖擊下及自然環(huán)境侵蝕作用下,橋梁伸縮裝置構(gòu)件會(huì)出現(xiàn)破損、脫落、松動(dòng),甚至引起破壞,來往車輛撒落的雜物或泥土如果清理不及時(shí)也會(huì)進(jìn)入伸縮縫影響其自由伸縮(圖5),進(jìn)而導(dǎo)致伸縮縫損壞。受到損壞的伸縮裝置構(gòu)件如未能及時(shí)維修更換,會(huì)致使破壞不斷擴(kuò)展而成為滲水通道。另外,橋面泄水口雨水箅因長(zhǎng)期受水分侵蝕會(huì)出現(xiàn)破損,或因盜竊而缺失,如未及時(shí)對(duì)破損或缺失的雨水箅進(jìn)行更換或補(bǔ)裝,則會(huì)導(dǎo)致雜物從泄水口進(jìn)入堵塞排水管而影響橋面排水(圖6),使橋面積水不能及時(shí)排出而流入伸縮縫留下滲水隱患。

圖5 該處伸縮縫內(nèi)雜物未清理,伸縮裝置銹蝕,橡膠止水條破損

圖6 該處橋面泄水口雨水篦缺少未補(bǔ)裝,易導(dǎo)致雜物進(jìn)入泄水口堵塞排水管

2 城市橋梁伸縮縫滲漏水防治措施

伸縮縫裝置是橋梁結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件,伸縮裝置的設(shè)計(jì)、施工和管養(yǎng)質(zhì)量必須保證伸縮縫能正常發(fā)揮其功能、處于完好狀態(tài),即伸縮裝置選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足上部結(jié)構(gòu)梁與梁之間和梁與臺(tái)之間的位移;錨固必須牢固可靠、經(jīng)久耐用,能夠經(jīng)得起車輛荷載的機(jī)械磨損和橋頭“跳車”的碰撞沖擊影響;維護(hù)管養(yǎng)應(yīng)及時(shí),防止伸縮裝置構(gòu)件破損,避免水和雜物滲入。根據(jù)上述城市橋梁伸縮縫滲漏水原因分析,可從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)管理,及早預(yù)防和治理伸縮縫滲漏水病害。

2.1 提高設(shè)計(jì)質(zhì)量

設(shè)計(jì)質(zhì)量是確保橋梁質(zhì)量的前提。設(shè)計(jì)單位應(yīng)在設(shè)計(jì)前全面搜集相關(guān)資料,在進(jìn)行伸縮縫選型設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮橋梁所在城市的環(huán)境、周圍氣候溫度變化及城市雨季降水量等各方面的影響,能夠根據(jù)橋梁的實(shí)際情況合理選用伸縮縫裝置。在設(shè)計(jì)伸縮裝置結(jié)構(gòu)時(shí),除了要考慮伸縮量大小,還要兼顧施工工藝要求,應(yīng)使預(yù)埋件的位置、深度與橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相匹配,對(duì)伸縮縫兩側(cè)混凝土和鋪裝層材料的選擇、配合比、密實(shí)度、強(qiáng)度等也應(yīng)嚴(yán)格要求,以此來保證伸縮裝置的剛度和錨固件的強(qiáng)度質(zhì)量。在進(jìn)行排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮橋梁所處地氣候因素對(duì)排水系統(tǒng)指標(biāo)的要求,科學(xué)設(shè)計(jì)橋面縱坡和橫坡,合理計(jì)算泄水口數(shù)量和大小,細(xì)化雨水箅設(shè)計(jì),必要時(shí)設(shè)計(jì)雙層雨水箅,以保證橋面泄水口排水量和過濾雜物功能。在降水量大的地區(qū),可在伸縮裝置迎水面一側(cè)設(shè)置匯水槽截留雨水,通過橋面排水系統(tǒng)及時(shí)將雨水排出橋面,以減少伸縮裝置的滲水。

2.2 加強(qiáng)施工質(zhì)量控制

加強(qiáng)施工質(zhì)量控制是確保橋梁質(zhì)量的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)質(zhì)量意識(shí),加強(qiáng)全面質(zhì)量管理。

首先,在施工前,設(shè)計(jì)單位要做好設(shè)計(jì)交底工作,明確告知施工單位和監(jiān)理單位施工的重點(diǎn)和注意事項(xiàng),并加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)。施工單位應(yīng)通過可視化技術(shù)或現(xiàn)場(chǎng)操作演示等措施向施工作業(yè)人員認(rèn)真進(jìn)行施工技術(shù)交底,并確保施工作業(yè)人員嚴(yán)格掌握施工工藝和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

其次,在施工過程中,施工單位要派駐經(jīng)驗(yàn)豐富的管理人員在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工,并加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡查和技術(shù)指導(dǎo),確保作業(yè)人員能嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、施工工藝進(jìn)行施工,發(fā)現(xiàn)施工質(zhì)量問題及時(shí)進(jìn)行糾正。伸縮裝置安裝時(shí)應(yīng)注意與伸縮縫安裝有關(guān)的預(yù)埋、預(yù)留鋼筋,做到安裝準(zhǔn)確,焊接牢固;安裝前要徹底清理槽口雜物,并沖洗干凈;伸縮裝置與錨固鋼筋焊接長(zhǎng)度應(yīng)滿足規(guī)范要求;應(yīng)采用快凝高強(qiáng)膨脹混凝土,在低溫時(shí)進(jìn)行施工,以減少收縮裂縫,提高混凝土抗震抗?jié)B的密實(shí)度;混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,養(yǎng)護(hù)7天達(dá)到強(qiáng)度后再開放交通。橋面鋪裝層施工時(shí)加強(qiáng)測(cè)量控制,保證橋面橫坡和縱坡施工符合設(shè)計(jì)要求,鋪裝層與泄水口銜接平順。以此來保證伸縮裝置和泄水口安裝位置準(zhǔn)確,安裝質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。監(jiān)理單位應(yīng)加強(qiáng)旁站、巡視,并在隱蔽驗(yàn)收時(shí)嚴(yán)格把關(guān),確保施工質(zhì)量滿足驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),每道工序經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收檢查合格后,方可進(jìn)行下道工序施工。

最后,在竣工階段,各單位要嚴(yán)格檢查各項(xiàng)指標(biāo),確保橋梁的伸縮縫無任何質(zhì)量問題,發(fā)現(xiàn)橡膠止水帶固定不牢有脫落或在車行道和人行道上未通長(zhǎng)設(shè)置的要及時(shí)更換,發(fā)現(xiàn)護(hù)欄踢腳處伸縮縫未斷開的要及時(shí)斷開;發(fā)現(xiàn)雨水箅安裝不正確的要及時(shí)調(diào)整。只有保證伸縮縫和排水系統(tǒng)的施工質(zhì)量,才能最大限度降低橋梁伸縮縫滲漏水隱患,確保城市橋梁整體的質(zhì)量,從而延長(zhǎng)橋梁的使用壽命,保障橋梁的安全性。

2.3 科學(xué)養(yǎng)護(hù)管理

科學(xué)的養(yǎng)護(hù)管理是確保橋梁質(zhì)量的重要手段。相關(guān)單位要提高對(duì)橋梁伸縮裝置和泄水口養(yǎng)護(hù)管理工作的重視,堅(jiān)持防治結(jié)合,針對(duì)伸縮裝置和泄水口常見病害制定科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)管理措施,建立健全城市橋梁管理養(yǎng)護(hù)長(zhǎng)效機(jī)制,加大養(yǎng)護(hù)管理的資金投入力度,積極引進(jìn)技術(shù)含量較高的新技術(shù)、新材料、新工藝,使其能更好地應(yīng)用到橋梁伸縮縫的養(yǎng)護(hù)管理工作中。加強(qiáng)對(duì)各級(jí)管理技術(shù)人員的培訓(xùn)工作,使工作人員能夠熟悉掌握橋梁伸縮縫檢測(cè)、維修及養(yǎng)護(hù)的基本方法。安排專人負(fù)責(zé)橋梁伸縮縫、泄水口等相關(guān)設(shè)施的日常養(yǎng)護(hù)管理工作,經(jīng)常性地對(duì)橋梁進(jìn)行巡視和檢測(cè),特別是在惡劣的天氣情況下,更要加大檢查的頻率,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,并做好相關(guān)記錄工作,建立相關(guān)的養(yǎng)護(hù)檔案。通過定期對(duì)伸縮縫做好維修和養(yǎng)護(hù)工作,做好伸縮縫內(nèi)雜物的清理工作,避免橡膠止水帶因?yàn)殡s物的影響而出現(xiàn)損壞;發(fā)現(xiàn)破損的伸縮縫時(shí)要及時(shí)更換,避免形成滲水通道。做好雨水箅的檢查和維護(hù)工作,發(fā)現(xiàn)雨水箅破損或丟失時(shí)要進(jìn)行及時(shí)的維修更換,及時(shí)清理進(jìn)入泄水口的雜物,避免排水不暢而流入伸縮縫。以此來保證伸縮縫的正常使用功能和橋面正常的排水功能,從而提升城市橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和行車舒適度。

3 結(jié)束語

綜上所述,橋梁伸縮縫滲漏水病害對(duì)城市橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性和耐久性有著較大影響。因此,需要對(duì)伸縮縫滲漏水相關(guān)病害問題進(jìn)行研究,不斷提升伸縮裝置建設(shè)質(zhì)量水平。由于伸縮縫是城市橋梁最薄弱的位置,伸縮裝置發(fā)生病害是伸縮縫發(fā)生滲漏水的主因,做好伸縮縫的設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)管理工作是避免滲漏水的關(guān)鍵。同時(shí),橋面排水系統(tǒng)不暢是伸縮縫滲漏水的重要影響因素。因此,要樹立系統(tǒng)性防水建設(shè)理念,堅(jiān)持防治結(jié)合原則,全面分析伸縮縫產(chǎn)生病害的原因,從設(shè)計(jì)、施工到養(yǎng)護(hù)管理都要制定全面合理的防治措施,從技術(shù)和管理兩方面進(jìn)行加強(qiáng),重視防水、排水的處理細(xì)節(jié),這樣才能很好地解決橋梁伸縮縫滲漏水問題,確保橋梁質(zhì)量安全和使用壽命,讓城市橋梁能夠更好地為城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生產(chǎn)、生活服務(wù),更好地展現(xiàn)城市形象。