市政路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用

李敏

摘要：鋼纖維混凝土施工技術(shù)是現(xiàn)代路橋工程施工中的重要技術(shù)，具有施工簡便、價格低廉以及性能優(yōu)越等優(yōu)點。本文首先通過簡要分析鋼纖維混凝土施工技術(shù)的力學(xué)優(yōu)勢，并對鋼纖維混凝土施工技術(shù)及其在市政路橋施工中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：市政路橋；工程施工；鋼纖維混凝土技術(shù)

鋼纖維混凝土技術(shù)是近年來應(yīng)用于路橋工程的重要技術(shù)，作為一種新型的優(yōu)質(zhì)水泥基復(fù)合材料，具有施工簡便、價格低廉以及性能優(yōu)越等優(yōu)點。該施工技術(shù)通過在混凝土中摻加鋼纖維等措施，使路橋混凝土施工實現(xiàn)高抗拉、高承載的目的，對提高市政路橋施工質(zhì)量及延長路橋使用壽命具有重要的意義。

1 鋼纖維混凝土施工技術(shù)的力學(xué)優(yōu)勢

1.1強(qiáng)度和重量比值更高

在市政路橋施工應(yīng)用鋼纖維混凝土技術(shù)進(jìn)行施工，路橋的路面厚度和普通混凝土之間的比例約為1：2，且路面只需設(shè)置橫縫，而不需要設(shè)置縱縫。橫縫的間距通常在20～30m之間，能最大限度提升公路橋梁路面的抗沖擊力與拉伸力。

1.2抗拉、抗彎、抗壓性能更高

在市政路橋施工中，鋼纖維在混凝土中是呈短、不連續(xù)、亂向分散等特點分布的，這種分布特點能有效提高鋼纖維混凝土的抗拉、抗彎、抗壓性能。工程實踐表明，鋼纖維混凝土的單軸抗拉極限強(qiáng)度一般可達(dá)到普通混凝土的1.25倍以上，且抗彎極限強(qiáng)度也能達(dá)到普通混凝土的1.5倍以上；而抗沖擊韌性則能達(dá)到普通混凝土的50倍以上。

1.3有利于延長路橋的使用壽命

鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用，能有效提高鋼纖維的抗拉性，使混凝土的收縮率有效降低。而且鋼纖維混凝土于基體錯動之后，其承載強(qiáng)度還能保持在400～800MPa之間。另外，在抗凍與耐磨性上，因鋼纖維可隨著溫度的變化進(jìn)行伸縮，故鋼纖維混凝土能有效避免因溫度變化而引起的裂縫、擴(kuò)張等不良現(xiàn)象。

2 鋼纖維混凝土施工技術(shù)

2.1配合比的控制

鋼纖維混凝土配合比控制的要求在于使路面厚度減薄，并提高鋼纖維混凝土的抗彎強(qiáng)度。結(jié)合強(qiáng)度設(shè)計值與施工配制強(qiáng)度，從而確定試配抗壓、抗折強(qiáng)度。其中，其抗折強(qiáng)度設(shè)計值為 。

fftm表示抗折強(qiáng)度設(shè)計值，ftm表示與鋼纖維混凝土相同的材料、水灰配合比與素混凝土的抗折強(qiáng)度設(shè)計值；atm表示鋼纖維對抗折強(qiáng)度的影響系數(shù)；Pf表示體積率；Lf/df 表示長徑比。在施工中結(jié)合試配抗壓強(qiáng)度進(jìn)行水灰比的計算，可結(jié)合試配抗壓強(qiáng)度明確鋼纖維體積率，并通過進(jìn)行混合材料用量的計算，以明確試配配合比。然后結(jié)合試配配合比進(jìn)行性能試驗，并通過進(jìn)行單位體積用水量與砂率的調(diào)整，從而明確強(qiáng)度試驗的配合比，最后通過強(qiáng)度試驗結(jié)果進(jìn)行鋼纖維體積率與水灰比的合理調(diào)整，最終明確施工配合比。

2.2拌和與澆搗

為了避免攪拌時鋼纖維混凝土出現(xiàn)纖維結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象，在施工中每拌和一次為攪拌量的80%?？刹捎脻L動式攪拌機(jī)拌和，但要保證攪拌時鋼纖維的均勻分布。投料順序為：先粗集料、鋼纖維，干拌1分鐘之后加入細(xì)集料、水泥，再干拌1分鐘。在拌合時分3次將鋼纖維加入攪拌機(jī)，然后加入黃砂、水泥等，在全部材料加入后重新拌合3分鐘，最后加水濕拌1min。另外，還需要做好鋼纖維混凝土的澆搗工作。因其流動性較差，易在邊角處產(chǎn)生蜂窩。因此，需要采用搗棒搗實其邊角部分，并采用夯梁板進(jìn)行整平處理。

2.3澆注與振搗

在施工中，為了保持鋼纖維混凝土澆注的連續(xù)性、完整性，每次倒料需相壓15～20cm，而且要保證鋼纖維混凝土澆注的連續(xù)性。同時可采用插入式振動棒進(jìn)行振搗，以形成集束效應(yīng)，使鋼纖維向振動棒的方向聚集，并在平板振動器振搗成型后，保證鋼纖維的二維分布。在進(jìn)行振搗棒振搗時，應(yīng)確保邊角混凝土密實度，以抵抗板體的收縮、溫度應(yīng)力。

2.4成型與接縫施工

因鋼纖維混凝土具有纖維亂向分布、砂率大等特點，故其路面應(yīng)進(jìn)行機(jī)械抹平，避免鋼纖維外露。同時，為了防止拉毛產(chǎn)生纖維外露，還應(yīng)使用壓紋機(jī)壓紋工藝進(jìn)行處理，并在拆模后及時處理纖維外露、漏振等現(xiàn)象。另外，由于鋼纖維混凝土的抗裂性、收縮性比較好，故采用不設(shè)縱縫的整幅式。當(dāng)鋼纖維澆筑達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的50%之后，可進(jìn)行縮縫的切鋸。

3 在市政路橋施工中的應(yīng)用

3.1在道路施工中的應(yīng)用

因鋼纖維混凝土路面具有凍融性、耐磨性良好、少設(shè)縱縫以及減薄鋪裝厚度等優(yōu)點，能有效延長路面的使用壽命。其在道路施工中的應(yīng)用主要包括以下幾個方面：（1）新建全截面路面。鋼纖維混凝土路面厚度一般是普通混凝土的50%左右，其鋼纖維摻量僅為0.8～1.2%。一般情況下，雙車道路面無需設(shè)置縱縫，橫縫間距為20～30m；（2）新建復(fù)合式路面。復(fù)合式路面主要包括雙層與三層式路面，其中雙層式路面是指在全路面板厚上層進(jìn)行鋼纖維混凝土的鋪設(shè)，占全厚的50%左右。而三層式路面是指在上層與下層都設(shè)置成鋼纖維混凝土層，而在上層、下層之間夾普通混凝土層。但施工比較復(fù)雜，應(yīng)在具有較高機(jī)械化鋪設(shè)條件下才適用三層式路面。（3）碾壓路面。在碾壓混凝土中可摻進(jìn)一定量的鋼纖維，以改善碾壓混凝土的力學(xué)性能，從而提高路面的強(qiáng)度及韌性。

3.2在橋梁施工中的應(yīng)用

3.2.1橋面鋪裝

橋面與路面的鋼纖維摻量僅占鋼纖維混凝土的0.8～1.2%，這樣比例的橋面鋪裝層能有效提高橋面與路面的抗裂性、耐磨性及舒適性，且能有效提升橋梁的抗折強(qiáng)度。因此在施工中可根據(jù)路面耐磨性能進(jìn)行鋼纖維混凝土與橡膠瀝青混凝土的混凝使用，以提高橋梁本身的鋼度，并減小鋪裝厚度及減輕橋梁結(jié)構(gòu)的自重，從而提高橋梁彎折強(qiáng)度。

3.2.2橋梁部分

1）上部承受荷載部位。作為主梁或強(qiáng)化局部應(yīng)力集中區(qū)，進(jìn)一步改進(jìn)結(jié)構(gòu)的受力性能，能有效降低結(jié)構(gòu)的變形程度，并減輕自重。鋼纖維混凝土的應(yīng)用，能有效減少上部材料用量，并減少下部墩臺數(shù)量，不僅能提高橋梁的結(jié)構(gòu)性能及美觀性，還能降低工程造價。2）橋梁墩臺的加固。在施工中可采用轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)進(jìn)行鋼纖維混凝土的噴射，厚度為5～20cm，從而能滿足橋梁結(jié)構(gòu)的完整性及抗震性。一般可采用剪切鋼纖維，摻入量應(yīng)為1%左右，水泥可選用硫鋁酸鹽水泥，以提高橋梁各個部位的抗裂性能。

3.3.3土樁部分

在土樁部分的施工中應(yīng)用鋼纖維混凝土，能有效提高樁頂或樁尖等部位的抗沖擊韌性，并增強(qiáng)樁的增加樁尖入土能力，使錘擊次數(shù)減少，還能進(jìn)一步提升打擊速度。但在實際施工中，土樁部分一般只是在樁頂、樁尖部位應(yīng)用鋼纖維混凝土，較少進(jìn)行全斷面的鋼纖維混凝土澆筑，而樁身部分可采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，主要是為了降低工程造價。

4 小結(jié)

綜上所述，鋼纖維混凝土是一種基于普通混凝土摻入適量鋼纖維而形成的多相、多組分新型復(fù)合材料，具有較好的耐壓性、抗剪性、抗凍性，能有效克服普通混凝土的弱點，并進(jìn)一步改善混凝土的力學(xué)性能，在現(xiàn)代市政路橋施工中的應(yīng)用，有利于提高路橋的施工質(zhì)量及延長其使用壽命。

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