道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用探討

陳昌睿

中咨工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，江蘇徐州 221000

鋼纖維混凝土施工技術(shù)是一種利用復(fù)合型高級材料，在混凝土中加入鋼纖維混合而成的，可增強(qiáng)混凝土抗壓性能、拉升力和承載力的技術(shù)。該技術(shù)與其他技術(shù)相比，其抗壓性、抗剪力性、抗沖擊性能較好，能有效提高混凝土的抗伸強(qiáng)度和承載力。將鋼纖維混凝土運用到道路橋梁施工中可以提高施工質(zhì)量，增強(qiáng)混凝土的承載力，避免或盡量減少裂縫的出現(xiàn)。

1 鋼纖維混凝土概述

1.1 鋼纖維混凝土的含義

鋼纖維混凝土指的是在普通混凝土中加入鋼纖維以后形成的一種新型的復(fù)合型高級建筑材料，該材料可增強(qiáng)混凝土的抗壓性能、抗剪性能和抗沖擊性能，起到提高道路橋梁施工質(zhì)量，延長道路橋梁使用壽命，保證工程安全、穩(wěn)定的作用。

1.2 鋼纖維混凝土的性能

在普通施工混凝土中加入鋼纖維之后，混凝土的物理性能得到強(qiáng)化，主要包括以下幾個方面：首先，普通混凝土的抗沖擊性能得到增強(qiáng)，當(dāng)鋼纖維的加入量在0.8%～2%范圍時，混凝土的抗沖擊力可增強(qiáng)50～100倍。其次，可有效改善混凝土變形的性能，即說混凝土的抗拉力增強(qiáng)，可有效降低由于外力作用而出現(xiàn)變形情況的概率。此外，混凝土的收縮性減小，抗拉、抗彎的極限強(qiáng)度得到提高。一般來說，當(dāng)加入鋼纖維之后，混凝土抗彎的極限強(qiáng)度可提高50%～150%，而抗拉的極限強(qiáng)度可提高40%～50%。不過鋼纖維混凝土的物理性能也會受到鋼纖維加入量、長徑比、減水劑、骨料最大粒徑以及砂率等的影響，尤其是鋼纖維的加入量和長徑比對混凝土性能的影響很大。

1.3 鋼纖維混凝土的作用

鋼纖維混凝土的主要作用是改善普通混凝土的性能，使得混凝土發(fā)揮最大的價值，提高道路橋梁施工的質(zhì)量。因為在道路橋梁工程中最重要的施工材料是混凝土，所以混凝土的質(zhì)量是否符合要求直接關(guān)系著整個道路橋梁工程的質(zhì)量。從當(dāng)前混凝土施工現(xiàn)狀來看，由于經(jīng)常受到外力作用的影響，一般的混凝土很難經(jīng)受住強(qiáng)大的沖擊力和承載力，容易出現(xiàn)斷裂、裂縫問題。但是鋼纖維混凝土的性能較高，所以一般不會出現(xiàn)斷裂問題，從而可保障道路橋梁施工的質(zhì)量，避免或盡量降低安全事故發(fā)生的概率，從一定程度上可保障施工人員的生命安全，減少工程成本輸出，為施工單位帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1.4 鋼纖維混凝土技術(shù)的施工程序

在道路橋梁施工中，如果采用鋼纖維混凝土施工技術(shù)，首先要對路基進(jìn)行清理，在清除路基雜物的基礎(chǔ)上利用壓路機(jī)對路基進(jìn)行碾壓，當(dāng)碾壓達(dá)到要求之后再在路基上部鋪設(shè)一定級配的碎石，然后再次使用壓路機(jī)壓實，同時鋪設(shè)細(xì)沙并用水潤濕，鋪上雙層塑料膜進(jìn)行隔水。在混凝土中加入鋼纖維，需要注意投入的量，同時使用攪拌機(jī)進(jìn)行均勻攪拌。為了保證混凝土的密實度和均勻性，需要專業(yè)的技術(shù)人員開展振搗工作，并嚴(yán)格按照技術(shù)要求控制振搗的距離和深度，避免出現(xiàn)漏振或過振的現(xiàn)象。此外，在施工結(jié)束后要開展一定的養(yǎng)護(hù)作業(yè)，這樣才能保證鋼纖維混凝土施工達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，一般養(yǎng)護(hù)作業(yè)時可以在混凝土路面表層鋪上草或者薄膜。

2 道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用

在道路橋梁實際施工建設(shè)中，要做好橋面或道路鋪裝前的準(zhǔn)備工作，包括設(shè)置鋼纖維混凝土標(biāo)高、清理施工現(xiàn)場、合理設(shè)置橋面高度和厚度，合理連接橋面板和橋面、保持橋面板干凈無雜物等。在具體應(yīng)用中，除了橋面或道路鋪裝，還被應(yīng)用在橋梁墩臺局部加固、混凝土樁施工以及邊坡防護(hù)、隧道施工中。在道路施工中主要可應(yīng)用在復(fù)合型路面、罩面修復(fù)、全截面路面、碾壓型路面以及凍土區(qū)等不同路面的施工中。

2.1 在橋梁墩臺局部加固中的應(yīng)用

在橋梁施工中，因為外力作用的存在所以經(jīng)常會出現(xiàn)裂縫，但是鋼纖維混凝土以其良好物理性能，可以減輕橋梁重量并改善橋梁的受力作用。首先在橋梁墩臺加固處理中，根據(jù)加固的要求和橋梁墩臺長期受到承載力影響的現(xiàn)狀，再加固部分噴射含有鋼纖維的混凝土。一方面可以增強(qiáng)橋梁整體結(jié)構(gòu)的抗震性能，另一方面也符合整體性需求。

2.2 在加強(qiáng)混凝土樁中的應(yīng)用

在橋梁施工中，許多混凝土樁的穩(wěn)定性較差，必須要做加固處理，主要應(yīng)用的加固技術(shù)就是鋼纖維混凝土技術(shù)，可將鋼纖維混凝土直接加入到灌注樁中，通過增加灌注樁的重量來提高混凝土的抗壓性能和沖擊性能。在加固混凝土樁頂時，使用鋼纖維混凝土一方面可提高沖擊韌性，防止樁頂破裂，另一方面也可提高樁頂入土的能力。另外，也可采取整體澆筑鋼纖維混凝土的方式，雖然成本較高，但是可提高橋梁整體結(jié)構(gòu)的性能。

2.3 在隧道和邊坡防護(hù)中的應(yīng)用

在橋梁施工中比較容易出現(xiàn)的問題是漏水和滲水，尤其是在地理環(huán)境比較復(fù)雜，對施工要求較高的區(qū)域，如果不采取新型的施工技術(shù)則會影響橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，在進(jìn)行隧道初襯和邊坡防護(hù)中，為提高橋梁整體性能，盡量減少滲水或漏水現(xiàn)象，可通過噴射含有鋼纖維的混凝土進(jìn)行防護(hù)。

2.4 鋼纖維混凝土的攪拌

鋼纖維混凝土在前期攪拌中由于其技術(shù)含量較高，所以需要安排技術(shù)人員負(fù)責(zé)。在攪拌過程中必須要格外注意攪拌的方式和力度，在普通混凝土中加鋼纖維時要注意分布均勻，一旦出現(xiàn)有些地方?jīng)]有鋼纖維而有的地方鋼纖維過多問題的話，則可能會降低混凝土的加固作用，混凝土無法起到抗壓作用。因此，在攪拌時相關(guān)技術(shù)人員必須嚴(yán)格按照一定的比例和要求操作，注意嚴(yán)格控制投放鋼纖維的量和投放材料的順序。具體可以采用強(qiáng)制性的攪拌方式，在所有材料都加入之后再進(jìn)行均勻攪拌。此外，也可以在混凝土中加入鋼纖維分散固定式布料桿，安排專門監(jiān)督人員審查把控，從而可避免不均勻問題。總之，只有符合施工要求的攪拌混合材料才能進(jìn)入到施工現(xiàn)場使用。

2.5 在橋面鋪裝中的應(yīng)用

鋼纖維混凝土經(jīng)常會被運用到各種工程建設(shè)中，而在橋面鋪裝施工中，采用鋼纖維混凝土可以降低橋梁重量，有效避免裂縫出現(xiàn)，此外還能改善橋梁的受力情況。使用鋼纖維混凝土技術(shù)，一方面可以提高橋梁的抗震性能和抗裂性能，另一方面也可以增強(qiáng)橋梁的剛度和抗拆強(qiáng)度，提高橋梁的整體性，延長橋梁的使用壽命。

2.6 在道路施工中的應(yīng)用

2.6.1 復(fù)合型路面施工中的應(yīng)用

在復(fù)合式路面鋪裝時也要使用到鋼纖維混凝土，這樣才能鋪裝出兩層或三層路面。為保證每一層路面的堅固性和穩(wěn)定性，鋼纖維混凝土最好全部鋪裝在兩層或三層路面上，從整體上提高路面的質(zhì)量。不過由于該施工工藝比較復(fù)雜，所以一般在對施工技術(shù)和工藝要求高的項目中應(yīng)用。

2.6.2 罩面修復(fù)施工中的應(yīng)用

普通混凝土修建的道路路面抗壓性、抗拉伸和抗彎性都較差，所以一旦受到外力作用的影響可能會出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫甚至塌陷問題。當(dāng)路面遭到嚴(yán)重破壞后需要采用鋼纖維混凝土技術(shù)進(jìn)行罩面修復(fù)。采用該技術(shù)進(jìn)行罩面修復(fù)可將新舊混凝土粘結(jié)在一起，可有效提高路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。當(dāng)使用該技術(shù)進(jìn)行修復(fù)時需要注意的是鋼纖維的體積率和長徑比。一般最佳的體積比率在1%～2%范圍內(nèi)，其最佳長徑比在70～100mm范圍內(nèi)。

2.6.3 在全截面路面鋪裝中的應(yīng)用

在鋪裝全截面路面的過程中，如果是普通路面，鋼纖維混凝土施工技術(shù)可以避免路面厚度過大以及路面產(chǎn)生裂縫的問題，所使用的鋼纖維混凝土可以提高路面的抗壓性能，從而提高使用年限，大大降低道路路面被破壞的幾率。因為加入鋼纖維的混凝土在進(jìn)行全截面路面鋪裝時，路面的厚度通常是普通路面的50%左右，這樣的厚度正好可以充分保證路面的拉伸強(qiáng)度和承載能力，可有效防止路面裂縫的出現(xiàn)。

2.6.4 在碾壓路面施工中的應(yīng)用

路面出現(xiàn)裂縫是常見現(xiàn)象，但是如果使用鋼纖維混凝土進(jìn)行路面鋪裝，比如在碾壓道路上采用鋼纖維混凝土施工技術(shù)，不但可以提高道路的韌性和抗壓能力，而且還能從整體上提高碾壓道路的使用質(zhì)量和使用期限。但是需要注意的是，當(dāng)鋼纖維混凝土和碾壓路面結(jié)合時，必須要注意配合比以及粗骨料的粒徑大小，同時在施工中要充分振搗和碾壓，保證充分的流動性。

2.6.5 在凍土區(qū)中的應(yīng)用

在凍土區(qū)域，由于氣溫較低，如果使用普通混凝土，一方面施工會遇到很多困難，另一方面所鋪筑的路面容易出現(xiàn)裂縫，施工質(zhì)量不高。因此，采用鋼纖維混凝土施工技術(shù)，將鋼纖維混凝土作為凍土區(qū)域路面鋪裝的材料，能夠有效減少吸熱，保持土熱平衡，同時可以提高路面的抗凍性能?？傊诨炷林屑尤脘摾w維，使得混凝土自身的使用范圍得到拓寬，其性能也得到了強(qiáng)化。

3 結(jié)語

綜上所述，道路橋梁工程項目設(shè)計和施工過程中，施工單位必須清楚意識到采用鋼纖維混凝土施工技術(shù)的優(yōu)勢。在充分掌握該技術(shù)的基礎(chǔ)上，為保證施工順利進(jìn)行，提高道路橋梁施工的質(zhì)量，延長道路橋梁使用壽命，不管在設(shè)計還是在施工中必須要嚴(yán)格按照該技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)施工。因為鋼纖維材料的成本較高，所以在使用中還要注意節(jié)約材料，在保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上對該施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。