俞利忠
(中交水利水電建設(shè)有限公司,浙江 寧波 315200)
目前,市政道路、橋梁的施工和運(yùn)營(yíng)中,還面臨著許多亟需解決的問(wèn)題?,F(xiàn)階段,在城市道路橋梁的施工中,普遍存在的各種常見病害的處理技術(shù),對(duì)個(gè)人、城市、橋梁、交通、社會(huì)、國(guó)家的整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展,都具有十分重要的影響。在市政道路、橋梁施工中,要不斷地改進(jìn)和強(qiáng)化各種常見的病害治理技術(shù)和設(shè)備,使整個(gè)工程的總體品質(zhì)得到最優(yōu),從而達(dá)到節(jié)約投資的目的。同時(shí),各有關(guān)部門要根據(jù)施工需要,及時(shí)地找到并采取措施,解決這些問(wèn)題。
(1)提升道路橋梁的使用效率。在道路橋梁施工過(guò)程中,若發(fā)生裂縫、塌陷等問(wèn)題,不僅會(huì)對(duì)路面的外觀造成不良的影響,還會(huì)嚴(yán)重地?fù)p害橋梁的整體性能和穩(wěn)定,從而無(wú)法保證行車的安全性,同時(shí)也會(huì)嚴(yán)重地影響周圍地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行處理,可以提高道路橋梁的功能和安全性能,進(jìn)而提高其運(yùn)行的有效性。
(2)保障車輛行駛安全。道路橋梁最基本的功能就是為人們的出行創(chuàng)造條件,一旦出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕、開裂、塌陷等問(wèn)題,不僅會(huì)嚴(yán)重地縮短其使用年限,而且會(huì)對(duì)汽車的行車安全造成嚴(yán)重的危害。而采用高效、安全的方法來(lái)解決目前存在的問(wèn)題,確保道路橋梁的質(zhì)量,延長(zhǎng)其壽命,是汽車行車的主要保障。
(3)有利于社會(huì)安全穩(wěn)定地發(fā)展。在道路、橋梁施工過(guò)程中,遇到的問(wèn)題很多,一些問(wèn)題只會(huì)影響橋梁的外觀,而大的問(wèn)題則會(huì)對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)造成直接的破壞,從而造成嚴(yán)重的后果。因此,通過(guò)政府有關(guān)部門的及時(shí)處置,可以最大限度地提高道路的壽命,促進(jìn)城市的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。
在道路橋梁中,混凝土裂縫是一種常見的病害。按裂縫的方位劃分,可以將其劃分為水平開裂和縱裂,造成混凝土開裂的原因很多,主要是結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)。不同深度和大小的裂縫對(duì)道路橋梁的施工有不同的效果,但裂縫寬度和深度越深,對(duì)道路橋梁的施工性能越不利,出現(xiàn)裂縫后必須立即進(jìn)行加固。
結(jié)構(gòu)開裂是由剪力彎矩引起的,而剪力彎矩是造成結(jié)構(gòu)開裂的重要原因。為了保證道路橋梁的安全,施工單位需要對(duì)其進(jìn)行應(yīng)力集中的計(jì)算和技術(shù)上的控制,但在施工中由于受基礎(chǔ)和受力的影響,可能會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)開裂。當(dāng)結(jié)構(gòu)開裂不能進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)時(shí),應(yīng)考慮進(jìn)行混凝土的補(bǔ)修。就非結(jié)構(gòu)性裂紋而言,這種裂紋對(duì)道路橋梁的作用不大,因?yàn)槭┕べ|(zhì)量、施工技術(shù)、混凝土配比等原因,而施工過(guò)程中由于溫度的改變而引起的混凝土體積收縮和脹大是引起結(jié)構(gòu)開裂的重要原因。
由于混凝土在道路、橋梁中的廣泛使用,其質(zhì)量直接影響整個(gè)施工的安全,所以在道路橋梁中,混凝土的腐蝕也是一種普遍存在的問(wèn)題。在工程施工中,由于混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕是很難被檢測(cè)出來(lái)的,而且隨著建筑壽命的延長(zhǎng),混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性將會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的承壓降低,從而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題。造成混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕的主要原因是周圍的環(huán)境。在道路橋梁工程中,通常采用現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土,然后,在澆注前先將鋼筋成型。由于混凝土比例的不同,導(dǎo)致了高氯離子的存在,導(dǎo)致了鋼筋的腐蝕,而在使用過(guò)程中,由于混凝土的碳化作用,會(huì)對(duì)鋼筋的表面造成一定的物理和化學(xué)效應(yīng),從而對(duì)其力學(xué)穩(wěn)定性造成了一定的不利作用。
鉸縫病害是一種普遍存在的病害,它對(duì)道路橋梁的破壞表現(xiàn)在:混凝土板與梁間的接合處的松動(dòng)和開裂;連續(xù)的高壓力載荷作用下,路面產(chǎn)生了車轍和裂紋,雨水和雪天的作用,濕氣會(huì)透過(guò)縫隙滲入橋梁的內(nèi)部,造成橋面的堿性腐蝕;當(dāng)外部壓力過(guò)大時(shí),比如,發(fā)生碰撞等,會(huì)使橋梁的結(jié)構(gòu)發(fā)生微小的改變,從而使其內(nèi)部的構(gòu)件和受力的穩(wěn)定無(wú)法得到保證,從而產(chǎn)生錯(cuò)位。造成關(guān)節(jié)損傷的主要原因是人工損傷。由于一些設(shè)計(jì)者缺乏實(shí)際工作的經(jīng)歷,所以在確定合頁(yè)截面的精度時(shí)很難保證,導(dǎo)致了合頁(yè)不容易接合,隨著施工的進(jìn)行,出現(xiàn)了一些常見的鉸接問(wèn)題。此外,由于施工中對(duì)混凝土的緊固性進(jìn)行了科學(xué)的調(diào)節(jié),導(dǎo)致了其鉸接強(qiáng)度不足,在實(shí)際應(yīng)用中容易發(fā)生損壞。
不均勻沉降對(duì)路面結(jié)構(gòu)的影響很明顯,不僅會(huì)對(duì)路面結(jié)構(gòu)造成影響,而且還會(huì)使路面結(jié)構(gòu)失去承載能力,使其不能適應(yīng)交通需要。非均質(zhì)性沉陷是道路橋梁的一種常見的病害,它對(duì)道路橋梁產(chǎn)生了很大的沖擊,并且不能在短期內(nèi)得到有效的恢復(fù)。
造成橋墩不均勻下沉的原因有2個(gè):一是地質(zhì)原因;二是隨著橋梁壽命的延長(zhǎng),地形地貌會(huì)發(fā)生改變,從而產(chǎn)生不均衡的塌陷,這是一種自然現(xiàn)象,很難預(yù)測(cè)。就工程質(zhì)量而言,在工程施工中,由于技術(shù)上的不足,會(huì)導(dǎo)致工程實(shí)際的施工條件與設(shè)計(jì)要求不一致,工程質(zhì)量不過(guò)關(guān),橋面受力不均,甚至?xí)霈F(xiàn)工程塌方。此外,施工設(shè)計(jì)、施工材料質(zhì)量等因素也會(huì)引起不均衡的塌陷,造成的影響非常大。
道路施工與橋梁施工相比有較大差異,其施工條件比道路工程更為多變、更為復(fù)雜,而且大部分地區(qū)都是在較難進(jìn)行工程施工的地區(qū)。所以,在進(jìn)行橋梁施工的時(shí)候,應(yīng)充分考慮到環(huán)境因素的變化、土壤、河流等因素的變化,以及在施工中的環(huán)境變化,以及對(duì)環(huán)境變化的掌握和預(yù)報(bào),從而確保在施工中進(jìn)行合理的材料選擇,以及有針對(duì)性的安排和規(guī)劃。
在國(guó)內(nèi)的橋梁設(shè)計(jì)中,為確保橋梁施工的安全和在地形險(xiǎn)情地區(qū)進(jìn)行施工,對(duì)各種大的構(gòu)件之間的銜接要合理,從而使整個(gè)施工的穩(wěn)定性得到最大程度的提高,因此,在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡可能使設(shè)計(jì)的合理性得到充分的發(fā)揮。
橋梁施工所用的材料大多為鋼筋砼,所需的預(yù)制品通常都是由廠家制造,然后運(yùn)至橋梁施工場(chǎng)地進(jìn)行裝配,因此,對(duì)建筑構(gòu)件的大小和數(shù)目有著苛刻的規(guī)定。在橋梁施工中,由于構(gòu)件的數(shù)目與大小不一致,將會(huì)直接影響整體的施工,因此,需要對(duì)具體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控,同時(shí)對(duì)大量的構(gòu)件進(jìn)行合理、高效地管理和利用,才能確保橋梁的安全。
市政道路橋梁工程的施工所用的機(jī)械設(shè)備類型包括挖掘機(jī)械、路面機(jī)械、壓實(shí)機(jī)械、工程起重機(jī)械、校工機(jī)械、鋼筋混凝土機(jī)械等。如果工作環(huán)境(地形、土壤、質(zhì)量)復(fù)雜的工地作業(yè)條件(作業(yè)內(nèi)容、路面場(chǎng)地情況)復(fù)雜時(shí),機(jī)械設(shè)備成本將更高,為了使施工機(jī)械在施工過(guò)程中發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)效益,順利地完成工程任務(wù),必須選擇最適合施工條件的機(jī)種。選擇設(shè)備時(shí),要注意以下幾個(gè)方面:能與現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)、地形相匹配;在確保工程品質(zhì)的情況下,不會(huì)對(duì)鄰近已完工的房屋造成任何損害;能夠高效地執(zhí)行所需工作;工程造價(jià)低廉,設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低;操作簡(jiǎn)單,維修方便,可靠性高;能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,節(jié)省人力;安全性高且不會(huì)對(duì)周圍造成任何污染;易于籌辦和轉(zhuǎn)移。
在裂縫很少的情況下,對(duì)裂縫進(jìn)行涂漆,以防止雨水通過(guò)縫隙進(jìn)入路基,從而對(duì)路面產(chǎn)生不利的作用,從而減少裂縫的擴(kuò)展。在裂紋少、數(shù)目大的情況下,應(yīng)采取道路封閉措施。在采取封閉技術(shù)時(shí),首先,要用設(shè)備對(duì)路面進(jìn)行清掃,然后,在路面上按開裂程度撒上乳化柏油,并在上面鋪上適當(dāng)?shù)墓橇希M(jìn)行碾壓,填補(bǔ)裂縫,提高路面的強(qiáng)度,使路面平整,確保行車的安全。另外,也可以采取壓漿工藝,即用設(shè)備制造出一種水泥凈漿,然后由灌漿裝置將漿液灌注到縫隙中,在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力加固之前,確保膠漿的粘結(jié)能力,然后進(jìn)行灌漿直到混凝土的凈漿從注漿筒中流出,然后,進(jìn)行下一步的處理,從而改善路面的整體穩(wěn)定性和強(qiáng)度。在裂縫寬度超過(guò)5mm時(shí),采取灌縫治理技術(shù),由施工工人就地對(duì)其進(jìn)行加溫,直到達(dá)到160℃,然后利用灌縫裝置將其注入縫隙中,直到縫隙全部填充并溢出,然后進(jìn)行修補(bǔ),確保修補(bǔ)后的道路平整。這樣可以阻止裂紋繼續(xù)擴(kuò)大,但是總體的強(qiáng)度不會(huì)有太大的提升,以后還要經(jīng)常進(jìn)行水泥砂漿修補(bǔ)。當(dāng)?shù)孛娉霈F(xiàn)大面積開裂時(shí),光靠修補(bǔ)是不夠的,工人必須采取挖填的方法,將開裂的地方用設(shè)備全部清除,然后,將地基重新平整,并在路面上鋪上玻璃纖維和土工格柵。該技術(shù)施工周期較長(zhǎng),且對(duì)道路運(yùn)輸造成一定的負(fù)面效應(yīng),僅在道路開裂對(duì)道路造成一定程度地破壞時(shí),可從根源上消除裂縫,大幅度地改善道路的壓實(shí)度和強(qiáng)度,但應(yīng)考慮開挖部位與原來(lái)的路堤、道路的銜接問(wèn)題。
對(duì)橋梁裂紋細(xì)小的部位,應(yīng)采取表層施工方法,在混凝土裂縫的表層涂上防水涂料,以避免雨水滲透到混凝土中,造成混凝土構(gòu)件的破壞,從而危及橋梁的安全。在裂縫的寬度有一定的改變時(shí),可以采用一種可伸縮的涂層防水涂料,在處理完畢后,可以對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析,并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。在較大的裂縫處,可通過(guò)注漿機(jī)將樹脂或混凝土的凈漿注入裂縫中。在灌漿過(guò)程中,必須保證壓力較小,速度較慢,并向裂縫深處灌水。梁體裂紋超過(guò)5mm時(shí),應(yīng)采取設(shè)備充填工藝,也就是利用開槽刀具在縫隙中鑿出一條深溝,然后,在溝道中填入膠黏劑,但應(yīng)視鋼筋腐蝕程度而定。在鋼筋已銹蝕的情況下,在開槽前應(yīng)先做好防銹工作,再用膠水進(jìn)行補(bǔ)焊。若橋梁梁身開裂是由于張應(yīng)力太大造成的,那么可以通過(guò)膠合方法將其緊固并粘貼在一起。
在道橋過(guò)渡段不均勻沉降比較輕微的情況下,可以采取修復(fù)措施,在過(guò)渡區(qū)再鋪設(shè)一次新的柏油,以確保路面和橋面之間的銜接,以確保行車平穩(wěn)。在臺(tái)背土體大量損失的情況下,采取注漿法和臺(tái)后土體噴淋加固措施。該方案能明顯地改善臺(tái)背土體的承載能力,避免橋梁過(guò)渡部位的進(jìn)一步下沉,從而徹底地消除路基的沉陷。在橋梁過(guò)渡段出現(xiàn)較大的不均衡沉降時(shí),可以采用一種結(jié)構(gòu)形式,使橋墩的剛性和長(zhǎng)度達(dá)到一定程度,從而避免了由于不均衡的原因造成的橋墩翻車。在此基礎(chǔ)上,必須對(duì)填料進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪雺汉头罎B,以確保填料的穩(wěn)定性。
針對(duì)道路橋面產(chǎn)生的開裂和非均勻沉降,應(yīng)選用適當(dāng)?shù)慕鉀Q辦法,如采用灌漿法,在裂縫治理時(shí),可以采用設(shè)備灌注灌漿的方式,將混合好的水泥注射到縫隙中,再將滲漏部位清除干凈,并在外側(cè)設(shè)置標(biāo)識(shí)板。針對(duì)路面橋面產(chǎn)生的非均質(zhì)性沉降,可用配制好的水泥砂漿在路面上均勻地澆筑,并進(jìn)行夯實(shí)。
在道路橋梁施工中,需要對(duì)所用的各類鋼進(jìn)行防腐,或者采用化學(xué)鍍鋅等方法加固,并根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件,進(jìn)行相應(yīng)的特殊處理。在施工期間,若原料的鋼筋有腐蝕現(xiàn)象,可以用設(shè)備先進(jìn)行打磨,將鋼筋的表層清洗干凈,去掉腐蝕部位,然后檢查其是否達(dá)到使用要求,并經(jīng)過(guò)相應(yīng)的檢查。
由于各地道路橋梁的施工技術(shù)水平不一,因而承載量也有一定的差別,特別是早期建成的道路橋梁,其承載量與現(xiàn)代汽車的軸重并不匹配,加之近年來(lái),車輛的大量超負(fù)荷,對(duì)道路橋梁的承載量也隨之增加。目前,道路橋梁在運(yùn)營(yíng)中存在著嚴(yán)重的問(wèn)題,因此,要加大對(duì)道路危橋的加固和改建工作,并對(duì)多種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比和篩選,通過(guò)專家評(píng)審,最后,制定出最終的維修計(jì)劃。另外,在道路橋梁的規(guī)劃中,應(yīng)與線路改建規(guī)劃相銜接,并依據(jù)改建道路橋梁的技術(shù)水平來(lái)決定其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與維護(hù),以避免反復(fù)的維護(hù)。道路橋梁的維護(hù)既可以達(dá)到單純的行車要求,又可以降低各類危險(xiǎn),是防止各類安全事故的最好途徑,所以必須做好養(yǎng)護(hù)工作,提高施工人員的安全防范能力,從而極大地提高道路橋梁的使用年限。
綜上所述,道路橋梁在施工和使用中,常常會(huì)出現(xiàn)裂縫、鋼筋銹蝕等問(wèn)題,嚴(yán)重影響道路橋梁的使用壽命,嚴(yán)重危及人民的生命安全。因此,道路、橋梁的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和施工單位必須制訂出一套專用的施工技術(shù),并將其運(yùn)用于實(shí)際的工程施工與養(yǎng)護(hù)中,以達(dá)到最大限度地延長(zhǎng)其使用年限,從而推動(dòng)我國(guó)道路橋梁的施工和發(fā)展。