道路橋梁的病害及加固技術(shù)探析
2015-06-18
一、道路橋梁存在的病害問題
1、裂縫
裂縫是混凝土道路中最普遍發(fā)生的病害現(xiàn)象，也是我國道路橋梁病害問題中須首要解決的。裂縫問題會(huì)嚴(yán)重危害道路橋梁的耐久性與承載力，且不同程度的裂縫，其危害程度也不盡相同，程度輕可妨礙司機(jī)駕車的舒適度，程度重可直接危害車輛及人身安全。此外，路橋裂縫會(huì)損害鋼筋保護(hù)層，從而誘發(fā)鋼筋銹蝕。
2、剝蝕
剝蝕破壞路橋的外觀形態(tài)，包括:路橋表面的酥松起皮、剝落、露石、蜂窩麻面等現(xiàn)象。路橋表面產(chǎn)生的剝落或剝離，會(huì)引起構(gòu)件截面積減小，應(yīng)力增大，導(dǎo)致空氣或其他有害物質(zhì)的內(nèi)侵蝕作用更容易發(fā)生。依據(jù)發(fā)生原因不同，剝蝕現(xiàn)象可以分為風(fēng)化剝蝕、水質(zhì)侵蝕、凍融剝蝕等等。
3、混凝土內(nèi)部的毛細(xì)管孔及氣泡
混凝土中不可避免地存在毛細(xì)管孔，這就使得空氣中的水、氧氣、二氧化碳等物質(zhì)快速進(jìn)入混凝土內(nèi)部，并且腐蝕鋼筋。這又很大程度上降低了道路橋梁的耐久性與安全性。
4、鋼筋銹蝕及混凝土碳化
鋼筋銹蝕是道路橋梁損壞最主要的原因之一。鋼筋銹蝕后會(huì)引起體積擴(kuò)大膨脹，混凝土承受較大拉力而開裂?；炷撂蓟_(dá)到一定程度時(shí)，道路橋梁會(huì)產(chǎn)生裂縫，減少了路橋的服務(wù)期限，破壞了路橋的安全性。
5、地基不均勻沉降
在一些地質(zhì)條件較為特殊的地區(qū)，如山區(qū)、濕地等地建設(shè)路橋，要格外注意。如果不重視處理地基問題，則很容易發(fā)生地基不均勻沉降現(xiàn)象，嚴(yán)重危害道路橋梁的安全，引起橋面開裂，橋體滑動(dòng)下沉等災(zāi)害。
6、其他病害
除以上較為典型的路橋病害之外，還有無法預(yù)知的自然災(zāi)害等原因引起的路橋破壞現(xiàn)象，例如洪水、泥石流、酸雨等等，道路研究工作者也要相應(yīng)地引起重視，防患于未然。
二、路橋施工中病害出現(xiàn)的原因
1、前期工程設(shè)計(jì)不合理
在路橋施工的過程中，路基結(jié)構(gòu)在其中有重要的意義。由于在某些路橋工程施工中設(shè)計(jì)人員，沒有對(duì)路橋工程的地質(zhì)情況和施工環(huán)境進(jìn)行充分的調(diào)查，沒有收集確切的勘察資料，只是對(duì)地表結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行了初步的判斷，所設(shè)計(jì)出的設(shè)計(jì)方案往往不能滿足實(shí)際的工程施工需求，這就容易導(dǎo)致人們?cè)趯?duì)其地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，存在著較大的誤差。而且人們?cè)趯?duì)路橋施工質(zhì)量檢測的時(shí)，也沒有及時(shí)地發(fā)現(xiàn)處理。這就容易導(dǎo)致路橋工程在周圍環(huán)境的作用下，其地基接觸的質(zhì)量出現(xiàn)了明顯的問題，從而對(duì)整個(gè)工程的施工質(zhì)量帶來影響。
2、施工工藝控制不嚴(yán)格
對(duì)路橋施工的原材料檢測不嚴(yán)格，也十分容易會(huì)出現(xiàn)瀝青、混凝土配合比采用不當(dāng)?shù)那闆r，這就使得路橋施工中出現(xiàn)了許多病害問題。在路橋工程施工中，如果不對(duì)混凝土材料、瀝青材料配合比進(jìn)行嚴(yán)格要求，那么就十分容易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，瀝青的油包等問題，使得瀝青路面在周圍環(huán)境的影響下，出現(xiàn)老化、高溫焦灼的現(xiàn)象，影響道路交通的正常運(yùn)行。此外，人們?cè)诼窐蚪Y(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的時(shí)候，如果施工人員沒有根據(jù)工程施工的相關(guān)情況進(jìn)行相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)處理，那么就容易使得路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)泛油、松散等方面的情況，也對(duì)道路的結(jié)構(gòu)質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。
3、路面厚度不符合設(shè)計(jì)要求
雖然我國相關(guān)規(guī)范制度對(duì)路橋工程施工的路面厚度做出了規(guī)定，但是一些單位為了獲得經(jīng)濟(jì)利益的最大化，沒有按照規(guī)范要求進(jìn)行嚴(yán)格的指標(biāo)檢測，從而導(dǎo)致施工質(zhì)量受到一定的影響，而且也縮短了路橋施工的使用壽命。此外，由于一些企業(yè)受到施工成本和工期的影響，對(duì)合理設(shè)計(jì)路面厚度的重要性認(rèn)識(shí)不足，施工人員只是認(rèn)為夯實(shí)路基就可以完成施工任務(wù)，施工質(zhì)量問題也會(huì)被解決，但是事實(shí)并非如此，路面的厚度在一定程度上可以決定工程的使用年限，是整個(gè)路橋使用的關(guān)鍵。
4、路橋建設(shè)中的鋼筋受到嚴(yán)重的腐蝕
大部分橋梁的質(zhì)量受鋼筋的影響較為嚴(yán)重，在路橋施工中，鋼筋的腐蝕是常見現(xiàn)象，鋼筋腐蝕程度較高就會(huì)影響到橋梁的使用壽命和通行人員的生命安全。橋梁鋼筋的腐蝕還會(huì)導(dǎo)致橋梁混凝土的結(jié)構(gòu)受損，一般情況下，由于橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部有氯化物混入就會(huì)造成鋼筋的腐蝕，除此之外，腐蝕程度還與保護(hù)層的薄弱有關(guān)。此外，周圍環(huán)境的變化也會(huì)引起鋼筋的腐蝕，混凝土保護(hù)層的強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度都會(huì)影響到鋼筋的腐蝕?；炷恋谋Ｗo(hù)層主要是用來防護(hù)橋梁鋼筋不受外界環(huán)境影響，由于混凝土自身的缺陷導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，裂縫增大就會(huì)引起鋼筋的腐蝕。
三、道路橋梁的加固技術(shù)分析
1、加強(qiáng)地基處理
1.1 采用深層攪拌的方法加固橋頭軟基。該方法需要輔助以深層攪拌機(jī)械裝置，原料通常使用漿料或水泥固化劑。在加固時(shí)，借助機(jī)械攪拌機(jī)的葉片攪拌并清除空氣及水分等一系列其他的物理或化學(xué)反應(yīng)，使橋頭軟土地基可以轉(zhuǎn)化成性能優(yōu)良的復(fù)合地基，進(jìn)而提高橋頭軟土地基的承載能力，減少不均勻沉降現(xiàn)象的發(fā)生率，增強(qiáng)道路邊坡的穩(wěn)定性，避免了橋頭跳車現(xiàn)象。
1.2 采用砂樁方法加固橋頭軟基。該方法適用于雜填土、砂土環(huán)境。通過置換地基土、豎向排水等功能實(shí)現(xiàn)地基的加固。在實(shí)踐過程中，通常會(huì)減少后期沉降量。根據(jù)作業(yè)的實(shí)際周邊環(huán)境，還可以考慮輔助預(yù)壓、超壓的方法，提高地基強(qiáng)度，改善地基穩(wěn)定性。
2、路基處理
臺(tái)背回填是處理橋梁路基處理最常用的方法。為了提高臺(tái)背回填的質(zhì)量，要選取強(qiáng)度高、透水強(qiáng)、壓實(shí)快的材料。比如細(xì)砂、礫石等。為了提高施工質(zhì)量，斜坡或臺(tái)階應(yīng)設(shè)置在基底處沿路堤縱向長度距橋臺(tái)背不小于2m 的地方，回填高度通常取 2－4m。該方法有利于實(shí)現(xiàn)路橋的延性功能，可以有效降低橋頭跳車現(xiàn)象的發(fā)生率，減少豎向變形程度，可以防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)剛?cè)崾Ш饣蛲蛔兊那闆r。臺(tái)背回填時(shí)還要格外注意路基與橋臺(tái)銜接的部分，加強(qiáng)碾壓質(zhì)量。
3、其它常見的一些加固方法
3.1 增大截面加固法。增大截面加固法是在原有橋梁的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上澆筑一層厚度適當(dāng)?shù)匿摻罨炷?。通常采取的方式有兩種。一種是拓寬橋梁面的寬度，加大高度;另一種是增加面板的厚度。這種加固方法主要用于加固板橋或跨徑較小的簡支梁上。其優(yōu)點(diǎn)是施工簡單、適用力強(qiáng)，施工經(jīng)驗(yàn)豐富，施工設(shè)計(jì)完善;缺點(diǎn)是施工周期長，占用空間大。
3.2 置換混凝土加固法。該方法主要用于加固病害程度較為嚴(yán)重的路橋梁柱或混凝土強(qiáng)度不高的受壓區(qū)等等結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)近似于增大截面加固法，而且加固實(shí)施后不會(huì)引起橋梁凈空的減少;缺點(diǎn)是施工周期長等等。
3.3 噴凝土加固法。采用噴凝土加固法可以增強(qiáng)道路橋梁施工后的美觀效果，因?yàn)樵摲椒ㄖ饕窃谠袠蛎娼Y(jié)構(gòu)上噴涂一層強(qiáng)度較高、品質(zhì)較好的混凝土，目的是增強(qiáng)被碳化或腐蝕的混凝土強(qiáng)度，保護(hù)橋梁的內(nèi)部鋼筋。
3.4 粘貼鋼板加固法。該方法是用樹脂與混凝土結(jié)合將鋼板粘貼在一起進(jìn)行加固作用，普遍用在橋梁、建筑等項(xiàng)目建設(shè)中，適合加固處于正常溫濕度壞境且承受靜力作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。其優(yōu)點(diǎn)是施工周期短，不妨礙交通及居民生活;缺點(diǎn)是加固效果受粘貼工藝及操作水平影響較大。
3.5 粘貼碳纖維加固法。該方法是將碳纖維與原橋面受力構(gòu)件重新組合成一個(gè)受力構(gòu)件，并用特殊的樹脂將碳纖維粘貼于混凝土表面，鋼筋可以與碳纖維一起承擔(dān)外力負(fù)載，減小了鋼筋應(yīng)力，加固了道路橋梁。其優(yōu)點(diǎn)是施工方便，不會(huì)損害原橋梁結(jié)構(gòu)，耐久性好，較高的抗疲勞性。
4、加強(qiáng)對(duì)橋面鋪裝層的維修和加固
如果橋面的鋪裝層出現(xiàn)了影響正常使用的部分，要根據(jù)實(shí)際情況采取養(yǎng)護(hù)維修措施，以保證橋面伸縮自由以及泄水暢通。如果橋面板有脫落、表面碎裂現(xiàn)象時(shí)，要及時(shí)采取局部維修措施。在修復(fù)的過程中，首先要將已經(jīng)損壞的部分除去，然后澆筑新的混凝土，在承載力允許的前提下，可以加鋪一層瀝青混凝土來實(shí)現(xiàn)對(duì)損壞部分的修補(bǔ)。
5、擴(kuò)大資金投入，支持技術(shù)創(chuàng)新
致使我國目前很多地區(qū)的道路橋梁施工質(zhì)量無法達(dá)標(biāo)的原因之一在于很多地區(qū)在資金投入方面缺乏，導(dǎo)致施工中原料的采集以及技術(shù)發(fā)展不能在資金方面得到支持。針對(duì)這一情況，加大對(duì)道路橋梁建設(shè)的資金投入，主要目的在于推動(dòng)其技術(shù)方面的創(chuàng)新，并保證原材料的購買在資金方面能夠達(dá)到要求，才能有利于施工項(xiàng)目的順利完成。另外，施工單位需要在資金方面挪出一部分來用于支持技術(shù)創(chuàng)新。根據(jù)施工單位的具體情況和項(xiàng)目的施工進(jìn)展?fàn)顩r，加強(qiáng)對(duì)于施工技術(shù)和施工原料的研究，適當(dāng)安排經(jīng)費(fèi)來對(duì)技術(shù)方面進(jìn)行專項(xiàng)攻破。最后，施工單位假如在專業(yè)人才方面十分缺乏，可以尋找一些科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作，一起研究和開發(fā)一些新型的材料和器具，創(chuàng)造出更為便利而高效的使用工具來更好地為道路橋梁建設(shè)服務(wù)。根據(jù)我國目前在道路橋梁反方面的建設(shè)情況來看，未來我國在道路橋梁方面的建設(shè)將會(huì)有很大的發(fā)展前景。相關(guān)調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn)，將來的橋梁建設(shè)材料將逐步走向輕質(zhì)化，且用途會(huì)不斷增多。因此，道路橋梁施工單位要想獲得更好的建設(shè)成果和經(jīng)濟(jì)效益，就需要加大對(duì)材料方面的研發(fā)，有利于道路橋梁的健康發(fā)展。
結(jié)束語
在路橋施工的過程中，我們應(yīng)該關(guān)注引起病害的的主要原因，從而可以從源頭上盡可能的避免任何病害的發(fā)生，這樣路橋的質(zhì)量就會(huì)得到不斷地提高，路橋的壽命就會(huì)得到很大的延長。除此之外，我們對(duì)路橋質(zhì)量也有著很高的要求，這樣就能顯著的提高路橋施工單位的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)影響力。使得企業(yè)的市場競爭力得到最大程度上的提高，這樣一舉多得的事情是非常有意義的。由此可見，路橋施工的病害應(yīng)該引起路橋施工單位的足夠重視，然后我們要采取一定的措施，使得路橋質(zhì)量得到相應(yīng)的提高。
