市政道路桥梁工程的常见病害与施工处理分析

王永松

（北京城建道桥建设集团有限公司， 北京 100124）

市政道路桥梁工程属于城市基础设施， 不仅能够纵深推进城市化进程， 还为城乡居民日常交通通行提供便利， 但市政道路桥梁工程受到内外部不利因素影响易出现各类病害问题， 如沉降、 裂缝、 钢筋锈蚀等， 在降低通行体验的同时， 还在一定程度上降低了交通安全性。 因此， 必须加强市政道路桥梁工程常见病害的施工处理工作， 尽可能防治病害问题。

1 市政道路桥梁工程常见病害类型

1.1 地基沉降

地基沉降属于常见病害类型， 一旦市政道路桥梁处于地基不均匀沉降现象， 将会大幅降低道路桥梁结构稳定性， 改变桥梁原有线性结构， 破坏桥面铺装层， 继而引发桥头跳车、 行车不畅等问题， 且地基不均匀沉降能够改变道路桥梁内部受力结构，可加速裂缝病害的产生， 危害较大。 通常情况下，地基不均匀沉降病害的产生原因主要为两点， 其一为施工期间未有效加固地基基础， 施工前期忽视地质勘察环节而盲目施工， 未针对地基软弱土层进行加固处理， 继而埋下地基不均匀沉降隐患[1]。 其二为道路桥梁受到周边工程干扰而降低地基稳定性，如深基坑施工等， 以此引发地基沉降问题。

1.2 裂缝病害

裂缝产生后直接破坏了市政道路桥梁原有结构，降低结构稳定性、 稳定性及承载力。 该病害在市政道路桥梁工程中较为常见， 且多位于路桥铺装层，而铺装层属于路桥设施承重构件， 一旦该结构出现裂缝病害， 则会引发安全隐患。 路桥材料质量不佳与施工不当是造成裂缝病害的主要因素， 材料质量不佳能够通过影响桥梁结构稳定性而引发裂缝， 而施工不当则体现在预应力空心板结构中， 受到较大温差影响， 预应力空心板结构出现温度裂缝， 若混凝土水分不均则会发生收缩裂缝， 除此之外， 随着道路桥梁运行时间的延长， 其可能发生徐变裂缝[2]。

1.3 钢筋锈蚀

市政道路桥梁工程施工验收通过并投入运行后则会用于城市交通运输， 长期暴露在自然环境下，道路桥梁结构长期受到雨水、 冻融、 风化等自然现象的影响则会造成路桥表面出现裂缝、 破损现象，使钢筋逐渐暴露于自然环境中， 外部水分沿裂缝、破损位置逐渐锈蚀钢筋， 由此引发钢筋锈蚀病害。在市政道路桥梁工程具体施工过程中， 钢筋表面均会附着保护层， 对钢筋结构进行保护， 但路桥表面破损将会使保护层脱离或开裂， 水分与钢筋接触后则引发锈蚀问题。 除此之外， 路桥结构投入使用后，混凝土结构内酸碱度逐渐降低， 该变化则会在一定程度上加速钢筋锈蚀病害的产生。

2 常见市政道路桥梁病害的施工处理办法

2.1 地基沉降处理

结合上述地基沉降病害分析不难看出， 地基不均匀沉降能够缩短路桥设施使用年限， 且会降低路桥交通运输安全性， 因此， 必须做好该病害问题的处理工作。 当市政路桥工程发生地基沉降问题后，可采用注浆法加固路桥结构设施， 借助浆液对地基结构进行加固， 以此有效处理地基沉降病害。 完成注浆加固处理后， 可进一步运用加固面料覆盖路桥结构表面， 用于改完路桥结构截面面积， 继而提升地基承载力， 在施工处理地基沉降问题基础上进一步增强市政道路桥梁工程结构性能。 地基稳定性不佳、 承载力不足是引发不均匀沉降的主要问题， 而稳定性、 承载力问题由地基土质松软导致， 因此，为有效预防地基不均匀沉降病害， 应严格依据施工要求做好地基加固， 尽可能保障地基稳定性。 此外，需落实路桥施工前的地基勘察工作， 以实际勘察数据为依据判断是否存在软弱土层， 若发现砂土层、填土层、 黏土层等， 则需应用置换法、 灌浆法、 强夯法等技术加固地基， 改良地基土层结构， 通过增强地基承载力及稳定性而规避不均匀沉降病害， 从根源处解决路桥地基沉降病害[3]。

2.2 裂缝施工处理

裂缝属于路桥工程常见病害， 且若处理不及时则会引发钢筋锈蚀等病害， 为避免裂缝病害危害市政道路桥梁工程， 一旦发生裂缝病害需尽快施工处理。 对路桥裂缝病害进行处理时， 通常以裂缝宽度面积为依据选用处理技术， 若裂缝宽度较小， 则进行裂缝修补即可， 若裂缝面积较大， 则需通过裂缝填充方式进行处理。

第一， 裂缝修补处理。 市政道路桥梁日常监督维护过程中应注意检查是否存在裂缝病害， 若发现裂缝则精细化记录其宽度、 长度、 位置及发展方向，为裂缝处理提供依据。 裂缝宽度未超过2mm时， 采用修补方式处理即可， 借助该方式避免裂缝在后续运行期间受到外部作用力及自然环境的影响而扩大。修补宽度低于2mm的裂缝病害前需注意清理表面周围， 避免杂物混入裂缝内影响修补效果， 完成表面清理工作后反复涂抹水泥层， 于水泥层上方涂抹沥青材料， 以此即可完成细小裂缝病害处理。

第二， 裂缝填充处理。 若发现市政道路桥梁工程裂缝病害宽度超过2mm并具有一定深度， 危害程度较高， 且难以运用修补方式进行处理， 此时需应用填充法应对病害。 裂缝填充材料应依据市政道路桥梁建材进行选择， 通常选用橡胶混合物、 环氧树脂、 水泥等材料。 裂缝填充施工处理过程中， 技术人员精细化测量裂缝参数， 即宽度与长度， 根据裂缝具体情况准备填充材料， 同时做好裂缝清洁工作，在确保裂缝清洁状态后在注入器等用具帮助下注入填充材料， 填充材料填充饱和后停止注入， 后运用封缝胶封闭裂缝， 待裂缝施工处理区域干燥后进行表面处理即可。 裂缝填充施工之前， 应注意观察裂缝病害是否已造成钢筋锈蚀， 若钢筋受到裂缝影响而裸露锈蚀， 需优先处理钢筋锈蚀问题后解决裂缝病害[4]。

2.3 钢筋锈蚀处理

钢筋保护层脱落或开裂后， 空气与雨水能够与钢筋结构直接接触， 继而引发钢筋锈蚀问题。 在施工处理钢筋锈蚀病害前， 需全面清理钢筋表面锈蚀部分， 涂抹防锈剂， 待钢筋锈蚀处理完毕后， 修复钢筋外部混凝土保护层。 混凝土保护层修复期间，可直接提高保护层厚度， 此外还可采用加固技术处理混凝土保护层， 用于强化保护效果， 以此避免钢筋锈蚀问题再次发生。 从本质上来看， 裂缝问题是引发钢筋锈蚀病害的主要原因， 为防止裂缝造成钢筋锈蚀， 可在市政路桥工程施工期间优化混凝土保护层配比， 按设计比例添加矿渣、 粉煤灰等材料，用于强化保护层强度及防渗水性能， 通过增强保护层结构性能而切实规避钢筋锈蚀病害[5]。

3 基于市政道路桥梁工程实例的病害及其施工处理分析

3.1 工程概况

为增强市政道路桥梁工程常见病害及施工处理分析的现实意义， 本次选取某市政道路桥梁工程为实例展开针对性分析。 案例市政道路桥梁工程全长9.884km， 标段内具有4 座桥梁， 路桥结构投入运行时间较长， 长时间受到气候因素及重载车辆作用力影响， 导致路桥结构发生病害问题， 最为典型的病害为地基不均匀沉降及裂缝， 其中存在部分较为严重的裂缝已引发钢筋锈蚀问题。 为防止病害问题引发安全事故， 市政道路桥梁工程决定根据病害具体表现进行施工处理。 施工处理案例市政道路桥梁工程病害问题时， 要求施工技术人员基于路桥结构特性展开针对性处理， 尽可能保障现有路桥结构整体性， 综合分析路桥结构整体稳定性及承载力， 控制施工处理范围， 避免病害处理过度影响现有市政道路桥梁结构。

3.2 病害处理

结合工程概况可见， 案例市政道路桥梁工程病害主要表面为地基不均匀沉降及裂缝， 在施工处理期间， 案例工程采用注浆法处理地基沉降问题， 对地基进行加固， 以此强化地基承载力。 因部分严重裂缝病害已造成钢筋锈蚀， 故在裂缝处理前应修补路桥结构并进行除锈， 在此基础上按照裂缝程度展开针对性处理即可。

3.2.1 地基注浆加固

对案例市政道路桥梁工程进行现场勘察， 发现桥台下部持力层结构存在承载力不足现象， 继而引发了地基沉降问题。 经综合分析考量后， 最终决定采用注浆法进行地基加固， 借助注浆工艺强化市政路桥结构地基承载力。 地基沉降施工处理使采用二次劈裂注浆法， 首次注浆为常压注浆， 第二次则为压力注浆， 待浆液充满裂缝后则止浆。 注浆加固期间若出现桥台明显变形、 局部冒浆、 路面鼓起等问题， 需立即终止注浆过程[6]。 案例市政道路桥梁工程工程为高效高质量完成地基注浆加固施工， 良好解决地基沉降病害， 对注浆加固操作过程精细化控制。 对地基注浆加固要点进行总结， 具体如下几点。

1） 采用测量放样的方式复测地基注浆孔位， 需将地基注浆孔位间隔控制为1.5m， 且要求注浆孔位与桥台墙面保持一定距离， 该距离至少为0.5m。 对桥台注浆孔位精细化测定， 并科学布设位置， 于桥台位置进行标注。 为进一步保障注浆效果， 可于测量放样结束后复核， 确认测量放样精准度后， 即可进入后续工序。

2） 按照市政道路桥梁工程实际情况制备浆液，对水、 水泥的用量配比进行控制， 基于配比要求将水、 水泥添入搅拌机内拌和， 充分拌和转移至储浆桶内， 提前准备一孔注浆用量， 此外， 为保障浆液状态， 要求储浆桶内安设搅拌轮叶片， 持续搅动浆液。

3） 对钻孔夹角进行控制， 要求钻孔倾斜方位与垂线之间保持30°夹角， 以该夹角为依据朝桥台基底钻进， 钻进期间注意控制孔底与桥台基底的距离，要求两者保持3.0m左右。 在案例市政道路桥梁工程项目中， 钻进过程运用潜孔钻机设备完成， 在正式钻孔施工之前， 要求施工技术人员精细化检查潜孔钻机构件完整性及运行效果， 重点查验钻杆构件，若其出现变形弯曲现象则不予适用， 及时更换， 避免钻杆不适宜而降低成孔效果。 案例市政路桥工程为精细化控制钻孔角度， 于施工现场搭设钻孔平台，潜孔钻机固定于钻孔平台上， 按照钻孔施工要求调整潜孔钻机倾角。

4） 若潜孔钻机钻孔时产生卡钻问题， 则应停止钻机旋转， 借助大功率空压机清除孔洞内现有钻渣，后将镀锌管探入孔内， 用于确定卡钻位置， 通过镀锌管来回伸缩与空压机吹捣， 全面清理孔道， 以此良好解决卡钻问题。

5） 案例市政道路桥梁工程工程以钢花管为地基加固注浆管， 其厚度与直径分别为3.5mm、 4.8cm，钢花管注浆期间， 应于基础底面上方位置增设止浆段， 该部分区域不可钻注浆孔， 应直接运用水泥砂浆将其填满， 填满止浆段后运用胶布、 钢管将其封堵。 一次注浆为常压注浆， 此时需准备PVC软管，PVC软管与钢花管捆绑固定后共同深入钻孔注浆。

6） 一次常压注浆时， 水泥浆液逐渐注入， 要求孔洞内全部灌注水泥浆， 以一次注浆具体情况进一步设计二次劈裂注浆参数， 此时应注意， 二次劈裂注浆时的最大压力不可超过一次注浆压力。

7） 案例路桥工程加固地基时将成孔直径设计为9cm， 同时为保障成孔效果， 在具体钻孔施工过程中， 需动态化跟踪钻孔状况， 若有钻孔锤冲击声音发出， 则需停止钻进重新勘测该区域地基条件， 以防钻孔注浆不符合工程现状。 此外， 钻进期间应有专门人员记录孔位编号、 钻孔深度、 钻孔时间， 并对钻进压力、 钻进速度精细控制。

8） 若注浆期间出现冒浆、 串浆现象， 可运用间歇式注浆方式加以处理， 或直接封堵存在不良现象的注浆孔。

3.2.2 桥梁破损修补

案例市政道路桥梁工程部分裂缝病害较为严重，已出现钢筋锈蚀现象， 因此， 在裂缝病害施工处理之前， 应注意解决钢筋锈蚀问题。 全面凿除钢筋锈蚀部位上方已松动的混凝土结构， 露出内部骨料，对锈蚀钢筋除锈， 同时配制微膨胀水泥浆， 将其视为界面剂涂抹至钢筋表面， 后运用环氧混凝土作为钢筋保护层进行修补。 对桥梁破损修补要点进行总结， 具体如下几点 。

1） 做好凿毛处理， 用于保障修补效果， 并运用清水清理混凝土基面， 要求混凝土基面处于干燥、清洁状态。

2） 完成凿毛及基面清洁后拌制聚合物砂浆， 将其涂刷至桥梁缺陷位置。

3） 完成缺陷修补后借助钢丝刷去除接缝位置浮浆， 后运用清水冲洗， 将其晾干后涂抹环氧树脂浆液， 起到封闭修补位置的作用[7]。

4） 桥梁钢筋锈蚀处理结束且破损部位完成修补后， 需全方位检查修补质量， 要求环氧砂浆抗压强度符合标准， 混凝土接缝位置平整无裂缝、 无油污，且要求钢筋无锈蚀问题。

3.2.3 桥梁裂缝封闭

根据上述技术分析可知， 不同规格、 不同程度的裂缝应采用不同的施工处理方法， 因此， 案例市政道路桥梁工程处理裂缝病害时， 按照宽度面积参数划分为细小裂缝与略宽裂缝。

第一， 细小裂缝。 处理裂缝病害时， 应根据裂缝具体宽度情况及结构材质选择修补材料， 而在案例市政道路桥梁工程中， 其宽度较小的细小裂缝采用聚合物水泥基材料进行施工处理。 对细小裂缝聚合物水泥基封闭处理要点进行总结， 具体如下几点。

1） 沿裂缝走向清理表面区域， 清理工具为钢丝刷， 清理范围应至少为5cm， 将裂缝周边所附着的杂物全面清除， 若除裂缝外， 结构表面还存在破损等病害， 则应清除10cm以内的区域。

2） 完成表面清理后， 借助锤子、 钢钎等用具全部凿除裂缝两侧疏松结构， 露出混凝土面层后进行清理。

3） 依据配合比配制封缝胶， 并于涂胶前于裂缝表面擦拭酒精， 待酒精干燥后反复涂刷封缝胶及浆液即可。

第二， 略宽裂缝。 对于宽度较大的裂缝， 则可采用填充灌缝的方式进行施工处理， 对略宽裂缝填充灌缝施工要点进行总结， 具体如下几点。

1） 填充灌缝之前运用角磨机、 钢丝刷全面清理裂缝表面， 去除松散层及裂缝周边浮渣， 案例市政道路桥梁工程为保障裂缝处理质量， 采用压缩空气机吹扫裂缝， 用于去除裂缝内碎屑及粉尘， 完成清理工序后， 运用丙酮溶液擦洗略宽裂缝裂缝两侧区域。

2） 根据裂缝走向、 宽度确定注浆嘴位置， 在此基础上采用骑缝方式埋设注浆嘴， 为避免注浆嘴移动而影响施工处理过程， 可借助结构胶固定粘结注浆嘴， 同时并配制封缝浆液， 将其均匀涂刷至注浆嘴周围裂缝位置， 同时封闭裂缝两侧。

3） 为保障封缝空腔可良好承受填充灌浆期间产生的压力， 应于填充灌浆之前检查封缝效果。 确认封缝浆液已处于固化状态后， 于缝隙处涂抹皂液，后沿注浆嘴贯入压缩空气， 若裂缝内并未出现冒泡现象， 则证明封缝效果优异。

4） 裂缝填充注浆前， 按照配合比要求配制填充浆液， 此时应注意控制浆液量， 避免造成浪费。 按成浆液配制作业后接通注浆管路， 同时开启阀门，借助压缩空气机吹扫裂缝及管道， 并检查灌浆设备，确认设备性能完好后开始填充注浆。

5） 按照裂缝状态选择填充灌浆工艺， 若裂缝为单缝， 则以 “自下而上” 为顺序进行注浆， 浆液逐渐流动， 并贯穿充满整个裂缝， 在此期间缓慢增加压力， 不可骤然升压。 在具体填充施工期间应注意观察浆液流动状态， 若有浆液于相邻孔洞内流出，则意味着已完成灌浆。 完成略宽裂缝的填充灌浆工作后， 需注意检查吸浆率， 要求吸浆率参数不可大于0.1L/min， 经检验合格后即可拆除并清洗灌浆管道。

6） 完成裂缝填充灌浆后， 需于浆液初凝后落实养护环节， 待裂缝内无浆液流出后拆除注浆嘴， 同时进行抹平封堵， 并清理周边区域。 为了解裂缝处理效果是否符合要求， 可于裂缝灌浆区域压入水，将压力控制为80%， 在此基础上压入空气， 并取样检测裂缝填充灌浆部位， 以检测结果为依据判断裂缝填充灌浆是否达标， 若存有质量缺陷， 则应基于实际情况进行改善补救。

3.3 质量把控

案例市政道路桥梁工程为最大限度保障病害施工处理质量， 在施工期间采取一定质量控制措施加以管理。 第一， 落实技术交底与培训。 施工人员专业技术水平直接影响病害处理效果， 案例市政道路桥梁工程为避免施工人员技术掌握不扎实而降低病害处理效果， 于正式病害处理施工之前组织了技术交底及培训活动， 要求所有施工人员参加， 指出病害处理技术 （如二次劈裂注浆技术、 裂缝填充灌浆技术等） 应用要点， 同时结合工程病害实际情况强调技术参数， 以此最大限度保障病害处理质量。 第二， 强化材料质量管控。 市政道路桥梁病害修复处理需运用到不同配比的材料， 如略宽裂缝处理时的填充灌浆浆液、 细小裂缝所需涂抹的浆液、 地基注浆加固所需的浆液等， 若浆液配制基础材料 （如水泥等） 出现质量问题， 则会直接影响降低病害处理效果， 因此， 案例市政道路桥梁工程对材料质量严格管控， 于采购期间以信誉、 资质、 产品价格、 产品质量为依据选择材料供应商， 且采用抽样检查方式检验材料质量， 若发现质量不达标材料则不予验收。 除此之外， 将病害处理所需材料分门别类存储至指定区域， 防止材料混乱而出现错用误用问题，同时按照各类材料自身性质控制存储条件， 避免材料在不适宜环境条件下而出现质量降低的问题。 第三， 落实质检养护。 无论完成何种病害处理工作均需进行质量检查， 若发现病害处理不佳现象， 则及时补救， 此外， 需根据病害具体处理情况进行养护，最大限度保障病害处理效果。

4 结语

综上所述， 裂缝、 沉降、 钢筋锈蚀是市政道路桥梁工程常见病害问题， 在具体施工作业期间， 需根据病害具体表现及危害程度合理选择施工处理技术。 在案例市政道路桥梁工程项目中， 道路桥梁设施投入使用后受到气候环境、 重载车通行的影响而出现了地基沉降、 混凝土裂缝病害， 为解决上述病害， 采用注浆法对地基进行加固， 对桥梁破损表面进行修补， 并以裂缝宽度为依据进行施工处理， 最终良好解决了既有病害。