路橋施工中的鋼纖維混凝土技術(shù)

李 帆/江西省欣達(dá)工程質(zhì)檢檢測(cè)有限公司

路橋施工中的鋼纖維混凝土技術(shù)

李 帆/江西省欣達(dá)工程質(zhì)檢檢測(cè)有限公司

在不斷發(fā)展的路橋施工中，鋼纖維混凝土的應(yīng)用在路橋施工中扮演著重要的角色。鋼纖維混凝土與普通混凝土相比，其抗斷裂性、抗拉能力以及抗韌性均有著明顯的提高，在某種程度上符合人們對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施的需求。本文先介紹了鋼纖維混凝土的的特點(diǎn)，分析了路橋施工中的鋼纖維混凝土技術(shù)，，并探討了路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)應(yīng)用。

路橋施工；鋼纖維混凝土；技術(shù)

1.導(dǎo)言

近些年在路橋施工中得到了廣泛的使用，鋼纖維混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用使橋梁與路面的整體適用性和耐久性都大大增強(qiáng)，降低我國(guó)對(duì)大量路橋的維護(hù)保養(yǎng)成本。鋼纖維混凝土作為一種新型混凝土材料，在使用過(guò)程中或多或少會(huì)出現(xiàn)一些新情況，因此，我們必須對(duì)鋼纖維混凝土進(jìn)行全面的認(rèn)識(shí)，了解它的性能，只有這樣，我們才能將鋼纖維混凝土最有效的運(yùn)用于橋路施工中去。

2.鋼纖維混凝土的特點(diǎn)

當(dāng)混凝土所受荷載超出內(nèi)部閥值時(shí)，混凝土的內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)微裂縫，如果荷載進(jìn)一步提升，這些裂縫會(huì)進(jìn)一步蔓延形成貫穿性裂縫等不同種類(lèi)的裂縫。研究表明，包括漿體和骨料的綜合強(qiáng)度、粘結(jié)能力以及可變形性在內(nèi)的一些材料性能，都會(huì)對(duì)混凝土中內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展產(chǎn)生一定影響。例如漿體的相對(duì)強(qiáng)度低于骨料的相對(duì)強(qiáng)度時(shí)，骨料的阻裂作用會(huì)使得砂漿表面產(chǎn)生分支裂縫，但由于這些微裂縫在未形成貫穿裂縫前是不易觀(guān)察到的，故往往在路橋施工中所使用的水泥漿體的、混凝土或砂漿等材料，其實(shí)斷裂面都大大超過(guò)肉眼觀(guān)測(cè)到的斷裂表面，長(zhǎng)期下去，會(huì)對(duì)路橋工程的使用埋下安全隱患。因此，在充分考慮道路和橋梁的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提升混凝土的強(qiáng)度韌性也就成為了路橋施工中的重中之重。鋼纖維混凝土是在纖維增強(qiáng)塑料、纖維增強(qiáng)金屬的基本理論上發(fā)展而成的，其主要機(jī)理是纖維阻裂理論。該理論指出，控制荷載作用下影響裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，能夠增強(qiáng)混凝土這種本身具有一定的內(nèi)部缺陷的脆性材料的綜合強(qiáng)度。而大量的研究和實(shí)踐表明，加入鋼纖維后，應(yīng)力強(qiáng)度因子在有限元的條件下會(huì)被鋼纖維所影響，即在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)形成和受力破壞的過(guò)程中，鋼纖維會(huì)通過(guò)阻止裂縫發(fā)展，增大抗裂強(qiáng)度的途徑實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料受力前后阻止裂縫引發(fā)與擴(kuò)展的能力，達(dá)到了增強(qiáng)混凝土抗拉能力和韌性的最終效果。

3.路橋施工中的鋼纖維混凝土技術(shù)

3.1 配比設(shè)計(jì)

業(yè)內(nèi)人士都清楚，如果鋼纖維混凝土施工質(zhì)量不能保證，那么路橋工程的質(zhì)量也不能被保證，在實(shí)踐中必須做好鋼纖維的施工技術(shù)。主要施工技術(shù)有澆注、灌漿、噴射，下面就先分析這三種施工技術(shù)的區(qū)別和特點(diǎn)。鋼纖維混凝土在配比設(shè)計(jì)中和普通混凝土類(lèi)似，區(qū)別在于其需要對(duì)鋼纖維體積率進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，除此之外，還需要分析影響鋼纖維的韌性強(qiáng)度以及體積率。具體而言要分析其單位范圍的用水量，以及含砂率的大小。技術(shù)人員都知道，含砂率和用水量不同將會(huì)直接影響鋼纖維混凝土的體積率和韌性強(qiáng)度，所以進(jìn)行配比設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行，研究在不同情況下鋼纖維混凝土的體積率，然后進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，提高配合比的準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，鋼纖維的長(zhǎng)徑比、摻量和類(lèi)型也會(huì)影響最終效果。由于鋼纖維混凝土面層板非常薄，因此地下排水情況也會(huì)影響路面的鋼纖維材料，如果長(zhǎng)時(shí)間浸泡鋼纖維材料性能也會(huì)有很大變化，因此也要做好路橋的地下排水，避免影響道路橋梁的使用壽命。

3.2 投料順序及攪拌控制

在鋼纖維混凝土的制作過(guò)程中，為了避免出現(xiàn)鋼纖維結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，一般選擇先干后濕分級(jí)投料的施工方法。對(duì)于先干后濕的分級(jí)投料施工工藝，必須要控制好放料的時(shí)間和順序。出現(xiàn)任何的失誤都不行，所以說(shuō)鋼纖維混凝土的制作工藝比普通混凝土制作工藝要高級(jí)得多，這也是鋼纖維混凝土與普通混凝土的區(qū)別所在。如果攪拌時(shí)間和放料的順序沒(méi)有控制好，就會(huì)使鋼纖維混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)不符合要求，導(dǎo)致鋼纖維混凝土的的質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，從而影響路橋施工。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，攪拌方式最好是采用先干后濕的攪拌方法，即現(xiàn)在攪拌機(jī)內(nèi)不加水?dāng)嚢?min，然后再加水?dāng)嚢?min左右，或者加入外加劑攪拌2min左右。另外，對(duì)于攪拌機(jī)一般選用強(qiáng)制式的攪拌機(jī)。為不使攪拌機(jī)超負(fù)荷工作，當(dāng)纖維坍落度較小和摻量較高時(shí)，相應(yīng)有所降低攪拌機(jī)的利用率。

3.3 澆筑

澆筑鋼纖維混凝土?xí)r要先隱藏澆注接頭，然后連續(xù)進(jìn)行澆注，澆注完一次相壓15—20m m，接著就是鋼纖維混凝土的振搗操作，一般都使用插入式振動(dòng)棒，其有集束效朝振動(dòng)棒聚集的特點(diǎn)，還能緊實(shí)邊角的混凝土，把露在外面的混凝土進(jìn)行振搗，完成后壓入到已經(jīng)振搗好的大面積混凝土中，最后把表面均勻的抹平，提高外觀(guān)的美觀(guān)度。

3.4 振搗及后期養(yǎng)護(hù)

鋼纖維混凝土的振搗工作一般不允許直接進(jìn)行人工抹平或是水泥漿體填補(bǔ)，從而避免鋼纖維混凝土內(nèi)部出現(xiàn)下沉，影響使用效果。實(shí)際施工過(guò)程中，可考慮采用振動(dòng)提漿整平機(jī)實(shí)現(xiàn)振搗整平一體化，條件允許時(shí)也可采用混凝土激光整平機(jī)，最大限度保證鋼纖維混凝土的使用效果。整個(gè)振搗持續(xù)時(shí)間以混凝土停止下沉、不再冒氣泡并泛出泥漿為準(zhǔn)，同時(shí)施工人員需盡可能避免過(guò)振現(xiàn)象出現(xiàn)。振搗工作結(jié)束后，可考慮在抹平的鋼纖維混凝土表面采用滾式壓紋機(jī)沿路線(xiàn)橫斷面方向壓紋1～2mm或采用人工拉毛收平，終凝后用塑料農(nóng)膜覆蓋并在十五天內(nèi)持續(xù)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)工作，使得混凝土呈潮濕狀態(tài)，有效延長(zhǎng)路橋工程的使用壽命。

4.路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)應(yīng)用

4.1 橋面鋪裝

要增強(qiáng)橋面的承載能力，還不增加自身的重量，保持甚至要增強(qiáng)自身的功能，目前使用鋼纖維混凝土是最好的選擇。以其為材料鋪成的橋面經(jīng)久耐磨，與原來(lái)的材料用量上沒(méi)有大的差別，鋪設(shè)在路基上的混凝土的厚度也沒(méi)有變化，還增強(qiáng)了橋面的承載能力，因其特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，能夠有效調(diào)節(jié)好橋面的受力分布，提高橋面以及橋梁的使用壽命。

4.2 樁基礎(chǔ)施工

在路橋的施工中，樁基礎(chǔ)是重要的施工工序之一，其施工質(zhì)量直接影響到整個(gè)路橋工程的質(zhì)量，所以，相關(guān)施工人員要給予足夠的重視，切實(shí)保障樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，提高樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。而鋼纖維混凝土在這道工序中就顯得十分重要，特別是在樁基礎(chǔ)施工中的樁頂和樁尖施工中，利用鋼纖維混凝土施工技術(shù)是具有明顯優(yōu)勢(shì)的。從具體的施工過(guò)程來(lái)分析，應(yīng)用鋼筋混凝土施工技術(shù)可以增加整個(gè)樁基礎(chǔ)施工效率，從而縮短工期，節(jié)約了施工成本，并且應(yīng)用鋼纖維混凝土施工技術(shù)的工程質(zhì)量對(duì)于傳統(tǒng)混凝土具有明顯的優(yōu)勢(shì)。向表層發(fā)生剝落以及板裂縫的橋面和橋梁墩臺(tái)噴射5～20cm的鋼纖維混凝土，不僅可以保持結(jié)構(gòu)的整體性，還可以提高其抗震性。通常使用的是參入比例為1%的剪切鋼纖維。鋼纖維混凝土還可以增強(qiáng)樁的穿透力，提升打擊速度。但以目前的施工現(xiàn)狀來(lái)看，雖然鋼纖維混凝土的應(yīng)用價(jià)值比較明顯，但是考慮到工程成本，樁身一般還是采取傳統(tǒng)鋼筋混凝土材料進(jìn)行施工。

4.3 邊坡加固與隧道襯砌

對(duì)隧道進(jìn)行襯砌最有效也是最完善的技術(shù)措施就是澆筑鋼纖維混凝土。這樣做的好處就是不僅可以杜絕隧道漏水滲水的現(xiàn)象，而且在一定程度上又提高了結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性、適用性。某些地質(zhì)環(huán)境比較差的地方，如邊坡巖石節(jié)理裂隙發(fā)育質(zhì)，可以使用普通混凝土做支護(hù)，并噴射鋼纖維混凝土進(jìn)行加強(qiáng)，或者全截面使用鋼纖維凝土進(jìn)行噴射，實(shí)現(xiàn)其支護(hù)和加固作用。

5.結(jié)論

路橋建設(shè)作為交通事業(yè)的重要組成部分，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到交通的正常通行，對(duì)我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展起著決定性的作用。鋼纖維混凝土施工技術(shù)是路橋施工中經(jīng)常使用且重要的施工方式之一。可以在很大程度上提升路橋耐久性和防腐蝕性。本文對(duì)鋼纖維混凝土施工技術(shù)在路橋施工中的具體運(yùn)用和注意事項(xiàng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，望對(duì)相關(guān)人員提供一定的幫助。

[1]王立生.試析路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)應(yīng)用[J].江西建材，2015.

[2]梁旭東.鋼纖維混凝土施工技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016.