芻議道路橋梁工程的常見病害與施工處理技術(shù)

李鳳虎

（北京市政路橋股份有限公司，北京100068）

1 引言

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 國內(nèi)的交通要道建設(shè)里程數(shù)呈井噴式增長[1]。其中，道路橋梁作為主要的交通設(shè)施之一，規(guī)模也越來越大。 大量的道路橋梁工程在建設(shè)、養(yǎng)護(hù)、使用以及管理過程中常常發(fā)生各種病害， 嚴(yán)重影響著道路橋梁工程的質(zhì)量，并在一定程度上影響著工程的后期運(yùn)行[2]。 故需要對(duì)道路橋梁工程的病害種類、成因進(jìn)行全面的分析，采用先進(jìn)的施工技術(shù)對(duì)其進(jìn)行有效的治理，以保證道路橋梁的安全運(yùn)行，為我國道路橋梁的健康發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

2 道路橋梁工程中的常見病害

2.1 道路橋梁工程中的常見病害分類

研究根據(jù)收集的資料將道路橋梁工程中的常見病害分為4 類，分別為裂縫、地基不均勻沉降、鋼筋銹蝕斷裂以及混凝土碳化。 本文根據(jù)該分類對(duì)每種病害進(jìn)行分析。

2.2 裂縫

在道路橋梁工程中，裂縫是一種較為普遍的病害。 隨著道路橋梁運(yùn)營時(shí)間的增加， 道路與橋面不可避免地會(huì)出現(xiàn)不同程度的裂縫[3]。 這種裂縫分散分布在路面上，當(dāng)裂縫擴(kuò)展至一定程度時(shí)，會(huì)對(duì)行車安全造成不利的影響，從而縮短道路橋梁的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)容易引發(fā)交通事故。 道路橋梁發(fā)生開裂的原因一般分為內(nèi)因和外因，其中最主要的是內(nèi)因。 內(nèi)因又主要包括設(shè)計(jì)過程不合理、 施工材料不符合國家標(biāo)準(zhǔn)或者在施工過程中采用的混凝土材料質(zhì)量不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 地基不均勻沉降

道路橋梁地基不均勻沉降也是導(dǎo)致道路橋梁壽命縮短的重要原因。 地基不均勻沉降的成因主要有以下3 點(diǎn)。

第一，工程建設(shè)前期的勘測工作未做到位，從而使設(shè)計(jì)方案與實(shí)際情況出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致施工中出現(xiàn)缺陷。

第二，施工過程中出現(xiàn)偷工減料的行為，為地基不均勻沉降埋下隱患。

第三， 施工過程中施工單位并未按計(jì)劃方案安排施工活動(dòng)，或未在施工過程中嚴(yán)格遵守相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致工程質(zhì)量不合格，隨著時(shí)間的推移地表層被破壞，加劇地基不均勻沉降問題。 若地基不均勻沉降問題長期存在，會(huì)對(duì)路面行車產(chǎn)生重大的安全隱患。

2.4 鋼筋銹蝕斷裂

橋梁的承重結(jié)構(gòu)主要由混凝土和鋼筋構(gòu)成， 承重結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題會(huì)導(dǎo)致橋梁的整體質(zhì)量下降。 故鋼筋銹蝕斷裂與混凝土碳化也是道路橋梁工程中常見的病害。 在道路橋梁建設(shè)中，鋼筋對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性起到了關(guān)鍵作用。 路面橋梁主要暴露在室外，其長期處于自然環(huán)境中，空氣中的水分通過結(jié)構(gòu)裂縫滲入鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中， 與鋼筋發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 造成嚴(yán)重的腐蝕。 若不加以妥善處置，不僅會(huì)對(duì)周邊的混凝土造成一定的破壞，還會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度下降，從而對(duì)橋梁的承載力產(chǎn)生一定的影響。

2.5 混凝土碳化

道路橋梁工程的混凝土碳化病害的主要原因是，在工程施工過程中使用的混凝土品質(zhì)存在問題，在混凝土內(nèi)部存在較多的毛細(xì)管孔或氣泡， 空氣中的二氧化碳和水分滲入毛細(xì)管孔或氣泡中，與混凝土中堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸鹽和水，使混凝土的堿性降低，最終降低混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力[4]。

3 道路橋梁工程的施工處理技術(shù)

3.1 裂縫的處理技術(shù)

在對(duì)裂縫進(jìn)行處理前，應(yīng)對(duì)裂縫的寬度、長度、成因進(jìn)行分析，然后選擇科學(xué)、合理的方法進(jìn)行處理。 目前，對(duì)于裂縫的處理有多種技術(shù)，常見的4 種技術(shù)如圖1 所示。

圖1 處理道路橋梁裂縫的4 項(xiàng)技術(shù)

如果道路橋梁工程出現(xiàn)的裂縫寬度在0.2 cm 以下， 可采用表面修復(fù)法修復(fù)，該方法的具體修復(fù)方式為，將裂縫處理干凈后，在其表面直接填充環(huán)氧樹脂抑制劑等相關(guān)物質(zhì)，填充完成之后等待其自然干燥， 而壓力排氣法適用于道路橋梁工程中寬度在0.2～0.5 cm 的裂縫。 當(dāng)?shù)缆窐蛄汗こ坛霈F(xiàn)的裂縫寬度為0.5～2 cm 時(shí)，應(yīng)采取充填修補(bǔ)方法，該方法通常是在裂縫內(nèi)填入一定數(shù)量的水泥砂漿或環(huán)氧樹脂進(jìn)行加固， 從而提高其施工質(zhì)量和穩(wěn)定性。 此外，加壓注漿法主要適用于導(dǎo)致道路橋梁開裂且寬度超過2 cm 的裂縫，該方法主要是通過向裂縫中注入一定量的環(huán)氧樹脂或水泥砂漿，使其與路面、裂縫形成一個(gè)牢固的整體，增強(qiáng)公路橋梁的安全性和穩(wěn)定性。

3.2 地基不均勻沉降處理技術(shù)

對(duì)于道路橋梁中的地基不均勻沉降病害，首先，需要對(duì)該道路橋梁進(jìn)行地質(zhì)勘測，確定不均勻沉降的原因和程度[5]。 然后， 根據(jù)勘測結(jié)果采用注漿加固或者樁基加固的方法提高地基的承載力和穩(wěn)定性。 其中，注漿加固是通過向地基中注入水泥漿、漿液等材料，填充地基中的空隙和裂縫，從而提高地基的密實(shí)度和強(qiáng)度。 而樁基加固是指在地基中設(shè)置樁基，通過樁基的承載力分擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的荷載，減小地基沉降。

3.3 鋼筋銹蝕病害處理技術(shù)

對(duì)于道路橋梁中的鋼筋銹蝕斷裂病害，首先，需要清除銹蝕部分的混凝土，露出銹蝕的鋼筋。 然后，采用機(jī)械除銹或者化學(xué)除銹等方法對(duì)銹蝕的鋼筋進(jìn)行除銹處理。 除銹后，為了防止鋼筋再次出現(xiàn)銹蝕病害， 還要通過涂刷防銹涂料等方式對(duì)鋼筋進(jìn)行防銹處理。 如果因?yàn)殇摻钿P蝕導(dǎo)致鋼筋斷裂嚴(yán)重，則需要利用機(jī)械連接的方式將鋼筋進(jìn)行更換或補(bǔ)強(qiáng)。

3.4 混凝土碳化處理技術(shù)

對(duì)于道路橋梁中的混凝土碳化病害，首先，需要清除碳化的混凝土層，露出新鮮的混凝土表面。 然后，采用高性能混凝土或者聚合物砂漿等材料對(duì)清除后的混凝土表面進(jìn)行修補(bǔ)。修補(bǔ)后， 再通過涂刷防水或防腐涂料對(duì)混凝土表面進(jìn)行防護(hù)處理，防止水分和氧氣再次侵入混凝土內(nèi)部。

4 減少道路橋梁工程病害的措施

4.1 提高監(jiān)管人員的素質(zhì)

道路橋梁的有效監(jiān)管是保證道路橋梁安全、 穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。 要確保道路橋梁的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，防止病害的發(fā)生，必須提高養(yǎng)護(hù)管理人員的素質(zhì)。 道路管理處可以進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)培訓(xùn)和測試，除了要對(duì)現(xiàn)有的隊(duì)伍進(jìn)行評(píng)審，還要對(duì)道路養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行資格認(rèn)證，使道路管理工作真正融入標(biāo)準(zhǔn)化的軌道中。除此之外， 還必須強(qiáng)化管理者對(duì)道路橋梁的質(zhì)量的監(jiān)控與管理，并嚴(yán)格遵守相關(guān)的規(guī)范與規(guī)定，持續(xù)提高業(yè)務(wù)能力，從而在監(jiān)控工作中可以對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行精確的分類，提高監(jiān)控的有效性。

4.2 提高設(shè)計(jì)方案的合理性

為保證道路橋梁運(yùn)營安全、穩(wěn)定，必須對(duì)道路橋梁進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。 道路橋梁工程在運(yùn)營期間災(zāi)害頻發(fā)與道路橋梁設(shè)計(jì)方案中的地理環(huán)境因素考慮不合理、 施工現(xiàn)狀因素考慮不合理、實(shí)際荷載和異常情況考慮不合理等相關(guān)。 故在設(shè)計(jì)方案時(shí)，需要對(duì)道路橋梁的地理環(huán)境、施工現(xiàn)狀、荷載情況以及異常情況進(jìn)行全面、細(xì)致的了解，并針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。 因此，提高道路橋梁的施工質(zhì)量，降低道路橋梁的病害，必須保證科學(xué)合理。

4.3 加大后期的養(yǎng)護(hù)力度

在道路橋梁工程施工完成后， 要按照道路橋梁的實(shí)際狀況對(duì)其進(jìn)行后期保養(yǎng)，以保證其正常使用。 首先，在道路橋梁建設(shè)工程結(jié)束后，為了避免對(duì)路面造成破壞，必須加強(qiáng)對(duì)道路橋梁的養(yǎng)護(hù)管理。 其次，要科學(xué)合理地選擇合適的施工技術(shù)，對(duì)路面橋梁的松散、開裂等問題進(jìn)行有效的處理，對(duì)道路橋梁運(yùn)行中的各種違規(guī)運(yùn)營現(xiàn)象采取相應(yīng)的措施進(jìn)行強(qiáng)制管理，嚴(yán)格控制超載、超重的貨車，減輕道路橋梁的外力，從而在一定程度上保護(hù)道路橋梁，以保證其運(yùn)營安全。

4.4 加強(qiáng)材料質(zhì)量管理

在路橋建設(shè)中，施工材料是一個(gè)非常重要的因素。 路橋建設(shè)中的建材品質(zhì)直接關(guān)系著路橋建設(shè)的質(zhì)量。 因此，為了避免因材料質(zhì)量問題而引起的公路、橋梁等工程質(zhì)量問題，應(yīng)加大對(duì)施工材料質(zhì)量的控制力度，做好兩手準(zhǔn)備，一方面，要對(duì)材料的制備工藝進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督， 確保其各項(xiàng)指標(biāo)能夠達(dá)到施工要求；另一方面，在采購過程中，要按照要求對(duì)材料的性能、特性進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)和檢驗(yàn)，以保證產(chǎn)品滿足工程需要[6]。

4.5 措施應(yīng)用效果分析

選擇2 個(gè)道路橋梁工程， 其中一個(gè)道路橋梁工程未采取上述4 種措施中， 另一個(gè)道路橋梁工程在施工建設(shè)及運(yùn)營管理中心采取了全部的措施。 邀請(qǐng)多名專家對(duì)兩個(gè)道路橋梁工程的4 種常見病害情況進(jìn)行評(píng)分， 通過對(duì)比兩個(gè)道路橋梁工程在橋梁裂縫、地基不均勻沉降、鋼筋銹蝕病害、混凝土碳化病害的評(píng)分情況分析提出的措施的有效性。 兩個(gè)道路橋梁工程中常見病害的評(píng)分結(jié)果如圖2 所示， 得分越高說明其危害程度越小。

圖2 兩個(gè)道路橋梁工程中常見病害的評(píng)分結(jié)果

由圖2 可得， 采取上述措施的道路橋梁工程的病害得分顯著高于未采取措施的道路橋梁工程。 且相較于未采取措施的道路橋梁工程， 采取措施的道路橋梁工程的不均勻沉降病害、裂縫病害、混凝土碳化以及鋼筋斷裂病害的評(píng)分分別提高了2.6 分、2.1 分、1.9 分、2.0 分。 上述結(jié)果說明，提出的病害防護(hù)措施的實(shí)際應(yīng)用效果較好，具有實(shí)用性。

5 結(jié)語

為提高道路橋梁使用的安全程度， 研究分析了常見病害與施工處理技術(shù)并提出相應(yīng)的改變措施。 對(duì)研究提出的改善措施進(jìn)行實(shí)證分析，結(jié)果顯示，措施實(shí)施后所有常見病害種類的得分均得到較大的提升。 該結(jié)果說明這些措施可以有效改善道路橋梁的常見病害現(xiàn)狀， 提高道路橋梁工程的整體質(zhì)量水平。