周家軍

摘要 文章以某路段道路橋梁質量病害問題作為切入點，結合工程實例，探討道路橋梁工程施工期間一些常見的質量病害問題，分析病害問題產生原因和具體影響，圍繞實際問題，提出相應的施工處理技術及操作要點。旨在妥善解決各類質量病害，預防病害問題反復出現(xiàn)。

關鍵詞 道路橋梁工程;質量病害;施工處理技術

中圖分類號 U418;U445.71 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）03-0147-03

0 引言

道路橋梁施工及運營期間，受自然環(huán)境、上部行車荷載作用、材料等多方面因素影響，常出現(xiàn)橋面鋪裝層與蓋梁開裂、地基沉降、鋼筋銹蝕等質量病害，影響橋梁結構性能與使用壽命，嚴重時還會威脅交通安全[1]。為此，必須加強對質量病害問題的防治處理，明確其內部的安全隱患，應用相應的施工處理技術以保證道橋結構更為完整。

1 道路橋梁工程常見的質量病害

1.1 裂縫

裂縫是施工中常見的一類病害，也是危害較大的病害問題。裂縫的形狀具有多樣化，常見的有縱狀、橫狀以及不規(guī)則狀態(tài)，嚴重時會導致道路橋梁結構大面積破損，從而威脅道路橋梁結構安全，同時還會給交通帶來嚴重的影響。常見的裂縫包括溫度裂縫、收縮裂縫、沉降裂縫。造成溫度裂縫的因素較多，混凝土入模溫度過高、溫度養(yǎng)護不到位、混凝土內表溫差過大，在溫度作用下形成超過混凝土極限抗拉強度的溫度拉應力，最終形成溫度裂縫。收縮裂縫一般多在混凝土澆注后，還處于塑性狀態(tài)時，由于天氣炎熱、蒸發(fā)量大、大風或混凝土本身水化熱高等原因，而產生的裂縫，這類裂縫常見于混凝土梁等部位[2]。沉降裂縫是因橋梁基礎結構或地基出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，且局部沉降量較大時引發(fā)的裂縫，橋梁構件內應力超過極限強度，從而在構件薄弱部位形成裂縫，裂縫程度會隨著不均勻沉降量的增加而持續(xù)增大，在施工期間發(fā)現(xiàn)，這類裂縫常見于墩身、承臺等部位，如在軟土層固結時導致樁基受負摩阻力影響而出現(xiàn)樁基不均勻沉降問題，造成橋梁墩臺、承臺斷裂。

1.2 路面沉陷

路面沉陷具有面積大、涉及的結構層次深等特征，這類病害主要出現(xiàn)在挖方段和填挖交界處。其產生的主要原因是：

（1）土質路塹排水不暢，路床下部路基過濕潤而產生不均勻沉降，引起路面局部下沉。

（2）路面強度不能適應日益增長的交通量，易發(fā)生疲勞破壞。

（3）路基或基層強度不足或填挖路基強度不一致，在車輛荷載作用下，路基或基層結構遭破壞而引起沉陷。

（4）橋頭路面沉降不均勻而引起沉陷并與橋面發(fā)生錯位對于路基來說主要是水浸泡后很難壓實，使路基不穩(wěn)定。

1.3 鋼筋銹蝕

鋼筋銹蝕問題十分普遍，對工程結構的影響較大，引起鋼筋銹蝕的因素較多，常見的如鋼筋位置、鋼筋直徑、水泥品種、混凝土密實度、保護層厚度及完好性、外部環(huán)境變化等都會導致鋼筋出現(xiàn)銹蝕問題[3]。其中，樁基礎、橋墩、柱墩蓋梁等部位是鋼筋銹蝕病害的高發(fā)區(qū)域，當鋼筋所屬構件的混凝土出現(xiàn)開裂、麻面現(xiàn)象時，會嚴重削弱構件的防水性能，內置鋼筋直接與空氣、水接觸，與氧氣發(fā)生還原反應，從而出現(xiàn)鋼筋銹蝕問題，還會引發(fā)混凝土剝落、體積膨脹等一系列問題出現(xiàn)，加劇鋼筋銹蝕程度。

2 道路橋梁工程質量病害的施工處理技術

2.1 裂縫修復技術

2.1.1 表面修補

表面修補法適用于細而淺的裂縫、不漏水的裂縫、不伸縮的裂縫以及不再運動的裂縫。處理時，清理裂縫表面的灰塵雜質，待表面恢復干燥狀態(tài)后，均勻涂刷水泥漿或環(huán)氧樹脂漿液，可多次涂刷，將單次涂刷時間控制在4 min左右，涂層厚度控制在1 mm左右。在裂縫表面覆蓋瀝青、油漆等具備良好防腐性能的材料，再粘貼覆蓋玻璃纖維布即可，以此來避免裂縫延伸問題出現(xiàn)。

2.1.2 填充封堵

填充封堵法適用于處理小面積、縫寬在0.3 mm內的裂縫，清理裂縫表面，沿裂縫方向開鑿V型槽，清理槽內松散顆粒，在槽內填充膨脹水泥漿、樹脂或水泥砂漿等膠結物。也可在槽內填充防水材料，如丁基橡膠，直至填充完全，即可完成裂縫修補作業(yè)。另外，根據(jù)施工要求，操作時必須嚴格按照粗集料級配范圍，從源頭上減少裂縫病害的產生，粗集料級配范圍見表1。

2.1.3 灌漿法修補

灌漿修補是通過施工設備將灌漿材料注入裂縫中，利用材料的固化和黏結性能修補道路橋梁中的裂縫問題，這類方法適用于較大的裂縫。在修補過程中可采用固化劑，并加入促進劑，使環(huán)氧樹脂漿液在低溫的環(huán)境下很好地固化，加快固化劑與環(huán)氧樹脂的固化反應，提高在低溫下的反應速度。為保證環(huán)氧樹脂漿液在有水情況下能夠固化，可在漿液中加入煤焦油，從而破壞黏結面上的水膜，提高黏結強度。在糠醛—丙酮混合稀釋劑體系的環(huán)氧樹脂漿液中增加糠醛—丙酮的用量，進一步提高漿液的親水性及與有水商品混凝土的黏結強度。

2.1.4 混凝土置換

混凝土置換是常見的病害修補方法，適用于蜂窩、孔洞、夾渣、疏松等病害位置，或是混凝土強度偏低的區(qū)域，可以通過優(yōu)質的混凝土將存在病害位置的混凝土替換掉。在置換過程中要注意應在卸荷狀態(tài)下操作，首先將存在問題的混凝土徹底剔除干凈，對于外觀質量完好的低強混凝土，除特殊情況外，一般僅置換受壓區(qū)混凝土。但為恢復或提高結構應有的耐久性，可用高強度樹脂砂漿對其余部分進行抹面封閉處理。

2.2 鋼筋銹蝕處理技術

處理鋼筋銹蝕問題，可先鑿除鋼筋銹蝕部位的破損混凝土，根據(jù)鋼筋銹蝕情況采取相應處理方法，當生銹程度較輕時，可使用除銹劑反復刷洗鋼筋表面銹跡，生銹程度嚴重時，應利用電動鋼絲刷等工具對銹蝕鋼筋進行打磨、噴砂、拋丸，去除殘留銹跡后在表面均勻涂刷防銹漆層，并在混凝土表面先后涂刷覆蓋層、封閉層和砂漿層，直至構件恢復原狀[4]。同時，為預防鋼筋銹蝕問題，應保證混凝土配合比方案的準確性，可在混凝土攪拌期間摻入適量煤灰粉和礦渣來改善混凝土滲透性。另外，要規(guī)范鋼筋預處理操作，嚴格按照施工流程，要注意的是，在鋼筋綁扎、埋設前，采取人工除銹、機械除銹或是化學除銹方法去除鋼筋表面殘留銹跡。

2.3 橋梁結構加固技術

一方面，根據(jù)現(xiàn)場情況采取相應的軟基處理措施，在施工期間觀測各部位地基沉降量，在沉降量超限時及時采取處理措施。另一方面，針對已出現(xiàn)的地基沉降問題，考慮到對橋梁結構造成明顯影響，需要采取結構加固增強技術，以恢復橋梁結構性能、維持結構穩(wěn)定狀態(tài)為首要處理目的，不同橋梁部位適用的加固增強技術存在差異，具體操作如下：

2.3.1 基礎加固

常見的加固增強技術包括基礎擴大法、增設樁基法和人工地基加固法。其中，基礎擴大法是對橋梁基礎底面積擴大處理，提前驗算地基強度來確定底面積擴大值，在新老基礎結構結合面設置錨固鋼筋，依次開展施工準備、基礎開挖、表面處理、鉆孔植筋、立模澆筑和基坑回填作業(yè)（如圖1）。增設樁基法是在橋梁基礎結構周邊區(qū)域內設置一定數(shù)量的鋼筋混凝土預制樁或鉆孔灌注樁，將新設樁基納入橋梁基礎承臺體系，起到控制基礎沉降量的效果。該方法適用于墩臺沉降、樁基外力、采取樁基礎作為墩臺、基底下方分布軟弱下臥層的道路橋梁工程。人工地基加固法是對橋梁基礎結構下方的天然地基進行注漿加固、砂樁加固或水泥土攪拌處理，從而強化天然地基承載力，使其有效承受上方基礎結構向下傳遞的荷載作用。

2.3.2 蓋梁加固

橋梁蓋梁部位加固常用的加強技術包括粘貼鋼板加固、增設支撐法和預應力拉筋法。其中，粘貼鋼板加固多用于處理蓋梁柱頂上緣負彎矩部位開裂問題，在蓋梁側面上緣部位均勻粘貼鋼板條，提前清理表面灰塵污漬和涂刷膠粘劑，使鋼板條與蓋梁組成全新結構，起到強化蓋梁承載性能、抗彎剪性能與限制裂縫發(fā)展的作用。增設支撐法是在立柱、蓋梁部位額外設置支撐，通過增加蓋梁支承點的方式來控制墩頂蓋梁負彎矩值，預防負彎矩部位蓋梁裂縫問題的出現(xiàn)。而預應力拉筋法是在蓋梁側面錨固預應力束，或是在蓋梁內部打孔錨固安裝體外預應力束，根據(jù)預應力鋼索布置位置，分為體外/體內預應力束加固法，此項方法多用于蓋梁部位空間有限的道路橋梁工程，可以顯著強化蓋梁抗裂性能。

2.3.3 橋墩加固

橋墩加固增強技術包括套箍加固與纖維增強塑料包裹加固。其中，套箍加固是在墩臺身的上部、中部和下部分別加設一道帶箍，保持相鄰帶箍間距和橋墩側面寬度值一致，根據(jù)墩臺開裂破損情況來確定各道帶箍寬度值。一般情況下將帶箍寬度設定為墩臺身高度的10%即可，將厚度保持在10～20 cm內，如果墩臺破損嚴重，或出現(xiàn)風化、剝落等其他質量病害時，則圍繞整個墩身布置鋼筋混凝土護套。纖維增強塑料包裹加固也被稱為FRP包裹加固法（如圖2），沿著橋墩豎向或是橫向包括纖維增強塑料材料，在豎向包裹時起到改善橋墩抗彎能力的效果，在橫向包裹時起到約束核心混凝土、全面提升延性與抗剪強度的效果，此項方法具有材料輕質高強、操作簡單的優(yōu)勢，應用范圍較廣。

2.3.4 橋臺加固

橋臺部位常用的加固增強技術包括減輕荷載法、輔助擋土墻加固法、鋼筋混凝土圈梁法和預應力筋加固法。其中，減輕荷載法多用于處理因臺背填土積水、軟土塑性流動而引起的橋臺滑移問題，使用EPS聚苯乙烯泡沫混凝土作為輕質材料對臺背填土部位進行回填處理，這類材料具有側向推擠作用小、吸水性小、整體性強的性能優(yōu)勢，可以有效控制橋臺滑移力、路橋部位沉降差和解決橋臺推擠嚴重問題。根據(jù)NRRL挪威國家道路研究實驗室出具報告顯示，在FLOM大橋引道改造工程中，使用EPS材料替代1.0 m厚普通填料，有效解決了包括橋頭段不均勻沉降在內的一系列質量問題。輔助擋土墻加固法是在橋臺后側施作擋土墻，由擋土墻負責抵御全部或是一部分臺后填土壓力，起到減少橋臺承受水平滑移力、避免橋臺向一側滑移的作用。鋼筋混凝土圈梁法是通過在橋臺空腔、側墻、前墻等部位加設鋼筋混凝土圈梁，并在橋臺設置倒角，起到減小橋臺側墻橫橋向位移量、調整前側墻交匯處最大主應力的作用[5]。預應力筋加固法適用于寬度、臺身高度較大的橋臺，提前在橋臺內部設置若干預應力拉筋，起到減少側墻尾端變形、承擔部分側墻土壓力、預防橋臺開裂的作用，如圖3所示。

3 結語

綜上所述，為建設高質量的道路橋梁工程，有效解決施工期間常見的各類病害，保障橋梁結構穩(wěn)定與交通安全，在施工期間，技術人員需嚴格化、規(guī)范化操作，認真觀察和檢驗施工成果，總結常見的病害原因及特征，掌握其客觀發(fā)展規(guī)律，對于道路橋梁施工中常見的病害及時做出處置，積極解決病害，防止其呈現(xiàn)出擴大發(fā)展趨勢，保證道路橋梁結構性能，從而為交通行車創(chuàng)造安全穩(wěn)定的環(huán)境。

參考文獻

[1]張強.市政道路橋梁工程的常見病害與施工處理技術探究[J].工程技術研究，2018（1）：191-192.

[2]袁濤.道路橋梁工程的常見病害與施工處理技術分析[J].企業(yè)技術開發(fā)，2017（1）：32-34.

[3]黃河.道路橋梁工程的常見病害與施工處理技術探討[J].江西建材，2016（5）：161+164.

[4]閆兵，王濤.道路橋梁工程的常見病害與施工處理技術[J].交通建設與管理，2014（22）：197-199.

[5]何曉陽，項貽強，邢騁.混凝土橋梁下部結構病害分析與加固[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2013（S1）：807-811+822.