市政道路桥梁工程质量通病及控制措施探究

王司琪

（北京新航城开发建设有限公司，北京 102600）

0 引言

在城市交通设施建设过程中，市政工程对道路桥梁建设的要求和标准不断提高，考虑到市政路桥建设的特殊性，要从现状出发，客观分析市政路桥建设中可能出现的一般质量问题，结合产生的原因，制定有针对性的方法和解决方案，进而建设优质市政建设工程道路和桥梁。

由北京新航承建、笔者参与管理的知礼街（田营西沟桥）市政道路项目，是进出北京大兴国际机场综合保税区（一期）北京部分1#卡口中的主要道路，对工艺质量要求标准之高不言而喻。

桥梁设计采用2×30m跨的预制小箱梁跨越田营西沟。桥梁横断面满足道路功能要求，横断面布置为：4.5m（栏杆及人行道）+3.5m（非机动车道）+2.5m（机非隔离带）+8m（机动车道）+3m（中央隔离带）+8m（机动车道）+2.5m（机非隔离带）+3.5m（非机动车道）+4.5m（栏杆及人行道）＝40m。机动车道横坡为1.5%，为双面坡；非机动车道横坡为1.5%，外高内低；桥梁横坡人行道横坡为1%，外高内低。

桥梁上部结构：桥梁平面布置与道路平面设计相同，道路定测线与河道夹角为90°。预制小箱梁跨径为2×30m，主梁预制高度为1.5m。桥梁全宽40m，分两幅布置：0.12m（栏杆挂板）+19.87m（左幅）+0.02m（分缝）+19.87m（右幅）+0.12m（栏杆挂板）=40m。横断面布置12片梁，预制梁宽2.5m，梁中距3.254m，湿接缝0.754m，边梁外悬臂后浇段0.55m。中墩处设置桥面连续结构，桥台处设置80型模数式伸缩缝。

桥梁、支座、垫石、抗震设施：本桥采用GBZY500×90板式橡胶支座。支座采用环氧砂浆粘牢于下垫石之上，并保证支座侧面无环氧砂浆，安装时需注意支座方向。支座上、下垫石平面尺寸应根据相应结构图中尺寸施工，对于未给出高度的支座下垫石，其中心厚度以相应支座底标高与墩柱顶标高的差值为准。预制小箱梁支座上垫石采用与主梁相同强度等级的混凝土浇筑，下垫石采用与盖梁（桥台）相同强度等级的混凝土浇筑。上、下垫石内均须设置钢筋网片，高度大于10cm须设置双层钢筋网片。桥梁抗震措施设计设置锚拴、钢构件等抗震设施，防止纵向及横向落梁，并起到限制竖向位移作用。结构及构造措施满足《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ 166—2011）要求。具体位置详见中墩外形图、桥台外形图及小箱梁抗震设施构造图。主梁间及主梁与桥台间加装橡胶块，以缓和冲击作用和限制梁的位移。

桥梁下部结构：1#中墩采用双柱预应力变截面钢筋混凝土盖梁，盖梁梁高1.6m，宽2m，两墩间距10m，墩柱直径1.5m，承台下接桩直径1.2m的钻孔灌注桩。0#、2#桥台采用桩柱埋置式桥台。帽梁厚度1.6m，耳墙尾端与道路放坡相接。桩基直径1.5m。桩基按摩擦桩进行设计。

1 桥梁裂缝问题的成因与控制措施

1.1 桥梁裂缝问题成因

桥梁裂缝问题是市政道路桥梁建设中非常普遍的质量问题。混凝土桥梁是裂缝的主要来源，可以说，造成裂缝的主要原因是混凝土裂缝，市政道路和桥梁结构的裂缝是非常有害的，特别是对桥梁的质量和安全，会立即缩短桥梁的使用寿命，严重时甚至会倒塌。市政路桥施工中出现裂缝，最常见的原因是施工技术不成熟、建筑原材料劣质、混凝土质量差，此外，一些外力也会引起桥梁裂缝，如有效预应力不足、温荷载不足和混凝土振动不足等。如果混凝土的振动程度不够，就会出现受力不均的问题，从而导致混凝土开裂；如果温度荷载不可接受，混凝土内外就会出现较大的温差，从而导致开裂，导致混凝土膨胀，然后开裂。一般来说，桥梁裂缝产生的原因可以从3个方面来解释，即自然原因、人为因素和径向预紧力的突然变化。①自然原因：混凝土水泥极易开裂的主要原因是温度变化。②人为因素：在建设市政道路和桥梁时，人为疏忽将混凝土浇入腹板中，不可避免地导致混凝土振动不足，由于预应力管集中在墙内，经常会出现振动不足的问题。③径向预应力突变：预应力管道发生径向预应力突变的主要原因是管道局部微管段弯曲或圆度不足。

1.2 桥梁裂缝问题的控制措施

一旦发生桥梁裂缝，施工阶段的有效预防是有效降低发生风险的最佳控制措施。高度重视预防的主要原因是当桥梁出现裂缝时，即使采用先进的技术进行修复，也会出现一定的质量问题，导致了桥面承重能力不足，但仍面临着一些工程隐患和安全风险。所以，在工程建设阶段开展良好的预防性维修工作十分关键，它是降低或消除桥裂纹问题出现机会的最有效举措。在处理桥裂纹问题时，还必须解决具体问题，在有效预应力不够的状况下，施工人员在施工过程中还需要认真反复计算。同时必须确保有效预应力符合工程设计要求，并保证供给了适当的有效预应力。在混凝土振动能力不足的状况下，为减少水化热，减少内水化热，必须及时地根据工程设计要求，以改善振动能力水泥混凝土的品质，同时做好了工程质量管理，以减少水化热和内外水化热的温差。在检测桥梁裂纹时，必须着重注意下列3个方面：①由于混凝土桥梁产生的裂纹和水料比有关，因此施工人员应该对水泥表面的顶层材料做好抹压光处理。在水泥表面上的干混凝土洒水。这么做的主要原因就是在水泥中暴露于较干燥的水分环境时，破裂的危险性就会大幅上升。②在施工混凝土时，工作人员还应该严格按照有关规定的规范，对模板面进行全面清洗，以防止水污染模板面。此外，在涂刷脱模剂时，工作人员还应该严防漏刷问题，以确保涂刷表面平整，另外，施工者在混凝土施工过程中还应该格外小心防止振动漏水，因为由于气泡的产生不可避免地就会出现裂纹问题。③鉴于极端高温会提高水泥桥梁破裂的危险性，施工人员在浇筑过程中也应该注意温度。在施工混凝土时，施工者应该尽可能地在较低温时浇注混凝土，而尽量避免在环境温度较高的时浇注混凝土。在城市道路桥面施工中，开裂既是一种普遍存在的工程质量问题，同时也是一种重大问题。虽然裂纹对市政路桥的整体外形有很大影响，但同时也会引起许多工程质量问题，影响市政路桥的正常通行与使用，在某些特定情形下，开裂还会造成道路塌陷等严重事故。这种问题的解决受许多因素的影响，主要涉及混凝土材料的结构功能、外力因素和浇筑技术等，在规划一个特定的工作时期就有必要全面了解桥梁开裂的因素，主要原因为混凝土振动能力不足、有效预应力不足和内部温度荷载不足，而热应力的产生又和混凝土材料内部与外界间存在温度相关。一旦内部出现了温度差异，混凝土表面就会形成了相应的热拉应力，如果有效预应力不够，内部受力不均，就会产生预应力突变的问题，进而导致开裂[1]。

2 锈蚀问题的成因与控制措施

2.1 钢筋锈蚀问题的成因

钢筋锈蚀对市政路桥质量的影响很大，会产生一系列的质量问题，因此一直是市政路桥质量控制的重点。通常，在钢筋锈蚀问题开始时，钢筋只发生轻微锈蚀，随着时间的推移，锈蚀渗透到钢筋中，最终导致钢筋整体锈蚀，承载力大大降低。尤其是钢筋锈蚀后，钢筋周围的混凝土会发生膨胀或开裂，影响混凝土的内外质量。对于钢筋锈蚀质量问题，主要原因是施工条件、原材料质量和施工工艺，同时，卤离子的腐蚀使混凝土骨料发生碱性反应，进而产生钢筋锈蚀问题。鉴于市政道路和桥梁钢筋锈蚀情况复杂，实际处理难度较大，要尽量避免钢筋锈蚀质量问题的发生，这就要求施工人员在施工阶段避免钢筋锈蚀，分析和防范危险因素，制定全面、有针对性的预防措施。在原材料方面，与之接触的钢筋和混凝土容易出现质量问题，如果钢筋或混凝土有质量问题，原材料也有防腐作用，或者施工人员已经起到了防腐作用——施工过程中的腐蚀处理不能有效防止钢筋锈蚀[2]。

2.2 钢筋锈蚀问题的控制措施

对于市政道路和桥梁建设中钢筋的腐蚀，可在实际控制下采取基本防腐措施和附加防腐措施。为了有效防止钢筋锈蚀，在施工过程中主要有两种主要的防腐措施：①增加混凝土的密度。②增加混凝土的厚度。混凝土保护层以最大限度地提高混凝土结构的耐久性。施工人员必须特别检查三个技术点：①根据实际情况增加混凝土保护层，不仅能减缓碳化对钢棒的腐蚀，还能减缓氧的扩散，有效控制钢的腐蚀，此外，它在减缓氯离子渗入混凝土中起着重要作用。②随着混凝土密度的增加，搅拌时间和混凝土的抗震性可以相应增加，随着混凝土密度的增加，混凝土的孔隙率降低，碳化速度也减慢。③施工人员必须有效控制混凝土中的最大水灰比和最小水泥用量，可以考虑加入适量的水，用于混凝土的还原剂，降低混凝土的含水量。附加防腐措施是在钢筋附加防腐措施的情况下，施工人员可以集中精力做好5个方面的工作：①添加钢筋防锈剂，这是一款可以为钢筋结构进行长期腐蚀防护的混凝土添加剂，在钢筋或砂浆中添加了钢筋抗氧化剂，能够有效增强对钢筋结构的防护特性，同时钢筋表层的钝化涂层也能够更饱满紧密，但还是应格外小心使用大钢筋直径烤架，并且应用于渗透率较低的水泥，以减少防锈层流失。②还可以采用环氧镀层钢棒，例如环氧涂层和镀锌钢棒，作为环氧树脂镀层的一种例子，它能够很有效地防止了钢棒和腐蚀性介质间的碰撞。③良好的阴极保护作用，该措施能够有效避免了钢直径在混凝土中的侵蚀，但是所需要的阴极保护也可以克服其本身的缺陷，否则会产生负面影响，加速钢筋的腐蚀。④使用高强混凝土。使用高强混凝土可以降低氯离子对混凝土的渗透率，增加混凝土的电阻率，对减缓钢筋锈蚀有重要作用。⑤为有效防止雨水进入混凝土内部，施工人员必须采用各种方法对此进行防治，确保混凝土外表面与混凝土内部隔绝，避免钢腐蚀的危险。钢筋锈蚀在市政道路和桥梁建设中也很常见，钢筋材料本身的腐蚀会导致混凝土开裂、保护层脱落等各种问题，对整个混凝土结构影响较大，也会对结构造成严重破坏。要注意的是，钢筋锈蚀对结构的耐久性和安全性构成很大的威胁，如果影响到路桥的使用寿命，可能会导致板的倒塌或断裂。造成钢材腐蚀问题的因素有很多，建筑材料质量问题、施工过程问题、环境问题，都会引起这个问题。钢筋的腐蚀机理是一项相对复杂的系统工作，需要多方面的措施支持。至于材料的成分，主要包括混凝土材料的质量和钢筋的质量，钢棒的致密性对耐腐蚀性能也有很大影响。为提高钢筋锈蚀处理效果，在具体市政路桥施工工程设计中，为避免钢筋浸入主梁混凝土中造成钢筋锈蚀，需要考虑的方面有很多。不同桥梁的含义不同，因此需要能够将等级保护的概念应用于桥梁。钢筋材料腐蚀后，会对支撑结构的承载力产生较大的影响，施工人员应根据具体情况，分层次提前做好预防、防护措施，制定符合自身实际需要和标准的防护方法，在市政主要道路和桥梁上，必须设置多重安全护栏，以确保现场安全施工。

3 钢筋混凝土内部碱蚀问题的成因与控制措施

3.1 钢筋混凝土内部碱蚀问题成因

碱腐蚀是钢筋混凝土内部发生的问题，主要原因是在修建市政道路和桥梁时，当钢筋混凝土中形成卤离子时，钢筋混凝土与碱性骨料发生反应，造成严重的内腐蚀。钢筋混凝土的内部碱性腐蚀将对市政道路桥梁的整体质量产生重大影响。例如，桥梁的构件出现裂缝，构件失去原有性能，桥梁的使用寿命立即缩短，这也增加了运营风险。

3.2 钢筋混凝土内部碱蚀问题的控制措施

当市政道路和桥梁钢筋混凝土发生内部碱腐蚀时，早期防护是降低碱腐蚀风险的最有效措施。尤其是水，是引发碱性腐蚀的最重要因素。因此，在采取防护措施的初期，施工人员必须对原材料的防水性和密实度进行全面细致的检查，防止雨水进入混凝土，这可以非常有效地防止碱性腐蚀问题。但是，市政道路和桥梁建设所使用的原材料也受一些因素的影响，尤其是环境因素的影响，因此一些碱性腐蚀破坏是无法有效避免的。此外，桥梁工程底部的碱蚀主要是由于顶部漏水造成的。因此，施工人员可以考虑安装回流保护装置，避免雨水回流时，也可考虑设置下水道或天渠等。当桥梁在浇筑完毕后仍有碱迹时，一般可以通过以下3个方式加以解决：①施工者可以用干刷子刷掉。②高压水枪冲洗。③如果有碱的痕迹时，该物质一般不溶于水中，也可尝试用稀弱酸性水冲洗。为了有效避免碱渍，施工时应该先在将碱渍完全去除后，再进行防水卷材。而碱性侵蚀问题既是市政路桥施工中的主要问题又会影响施工的总体品质，因此必须受到充分的关注。碱侵蚀问题的形成是由于在城市道路建设和桥面施工过程中，碱渍骨材在与水泥施工过程中产生化学反应，并且通过产生金属卤离子而产生的腐蚀问题，从而造成了钢筋材料的严重锈蚀。这个问题不仅会导致钢筋锈蚀，还会导致市政道路和桥梁的工程结构出现裂缝，从而导致桥梁构件的故障率增加。质量管理必须在每个施工阶段加强材料控制，确保材料质量符合相关标准，同时对水密性和密实性进行适当控制，确保材料质量可靠[3]。

4 提升施工人员的综合素质

结合了上述市政公路施工中经常出现的工程质量问题及原因，本章还指出了以下3个主要控制措施：①施工人员的技术综合素养亟待提升，由于施工人员是影响所有市政公路项目施工质量的关键因素，其技术与综合素养将在一定程度上对鹿侨施工质量产生决定性的影响。为了有效改善路桥工程建设服务质量，相关主管部门必须提升工作人员的综合素养。②在招募施工人员时，有关专业技术主管部门可通过考察申请人的专业素养和技术技能等综合因素进行广泛的选择，并最终聘用综合素养更多的施工人员参加企业的路桥施工。③要在工作空闲时期对施工人员进行技术培训，以增强施工能力和综合素养，并增强对施工的安全意识，同时建筑行业施工技能和设备也要更多[4]。

5 控制施工过程

要严格控制整个施工流程。为了保证市政道路大桥的施工质量，工程责任主体和施工人员都应当严密把控整个施工流程，对各种结构按照要求实施科学的工程质量监测与管理。在实际的施工阶段做好流程管理。该阶段遵循建筑行业法律和政府有关规章制度的要求，准确确定施工阶段存在的施工问题，并及时提供了合理的解决办法。在选用建筑材料时，需要有严密的品质管理，保证建筑施工过程中的产品质量。为此可以对路桥施工实施全面有效的品质管理；在开展建筑施工作业时，施工人员必须严格根据当前情况，制定适合当地建筑环境的施工方案，并在施工过程中贯彻落实[5]。

6 结语

在城市道路建设和大桥施工过程中出现的诸多质量问题，在较大程度上直接影响着整个工程的施工品质，在施工流程管理和施工质量工作中需要注意对适当技术手段的科学运用。而桥面开裂、钢材腐蚀、钢筋混凝土的碱蚀等质量问题也往往是市政公路大桥施工中的主要质量问题，因此实际监测管理中要强调针对性和有效性，并提出科学可行的预防和管控举措，尤其是抓好对施工过程的管控，努力减少市政公路大桥工程质量问题，以维护和提升市政公路大桥施工的总体品质。