鋼纖維混凝土技術在市政路橋施工中的應用

唐昌雄

摘 要：市政路橋施工工藝復雜，對施工質量有著嚴格的要求，因此，在選擇施工技術時，既要保證施工進度——在預定的期限內完工，又要保證路橋強度和使用壽命。鋼纖維混凝土由優(yōu)質的水泥基混合材料制作而成，與普通混凝土相比，不僅施工工藝簡單，而且施工成本更低，在市政路橋施工中具有廣闊的應用前景。

關鍵詞：鋼纖維混凝土；施工技術；市政路橋施；技術要點

中圖分類號：TU755 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.137

不論是市政路橋，還是其他工程項目，施工過程中都需要使用大量的混凝土，因此，混凝土技術對施工效果有著最直接的影響。普通混凝土由碎石、水泥、沙礫等經水拌和而成，抗拉性能較差，在受壓或受拉時往往存在開裂的隱患，從而導致路面凹陷、垮塌等安全事故。此外，普通混凝土的抗侵蝕、抗變形能力較弱，在惡劣的自然條件下會逐漸發(fā)生侵蝕、變形等。鑒于普通混凝土的種種缺陷，人們開始探索新型混凝土材料，以期提高混凝土施工水平。實踐表明，作為高標準混凝土，鋼纖維混凝土可以極大地滿足市政路橋施工要求，優(yōu)越的結構性能使其在工程施工中得到廣泛的應用。本文將在分析鋼纖維混凝土性能的基礎上闡述其技術要點，并對其在市政路橋施工中的應用特點進行總結和分析，希望為類似工程提供參考和借鑒。

1 鋼纖維混凝土性能簡介

根據制造工藝的不同，可以將鋼纖維分為剪切鋼纖維、切鋼纖維、切削鋼纖維、熔抽鋼纖維四種。這四種鋼纖維的共同特點是可以有效限制基體裂縫延伸，這也是鋼纖維混凝土有別于普通混凝土的根本所在。在受到荷載作用時，鋼纖維和水泥基料共同承受外力，而且水泥基料將承載絕大部分的外部荷載。當水泥基料開裂或達到荷載上限時，處于橫跨裂縫處的鋼纖維就會發(fā)揮作用，代替水泥基料成為外部荷載的承載者。鋼纖維對外部荷載的承載值受自身摻量體積的影響。如果摻量體積足夠，鋼纖維整體所能夠承受的外部荷載就比較高，即使超出規(guī)定的最大值也不會產生較大的變形，并且只有在鋼纖維被徹底拉斷的情況下才會出現整體損壞。鋼纖維混凝土的整體性能受鋼纖維制作工藝的影響——制作工藝不同，鋼纖維的形狀、質量、力學性能也不同。

在市政路橋施工中，如果要使用鋼纖維混凝土，則可以直接將鋼纖維均勻地鋪設在指定位置，經過硬化后就會形成鋼纖維混凝土。與普通混凝土相比，鋼纖維混凝土在抗拉性、抗彎性、抗腐蝕性等方面都具有顯著優(yōu)勢，而且施工過程簡單，只需要在普通混凝土中加入鋼纖維材料就可以使混凝土整體性能得到成倍的提升，使極限抗拉強度提高1倍以上。如果在普通混凝土中加入摻量為0.5%的鋼纖維，混凝土整體的強度指標將會提升幾十倍。

2 鋼纖維混凝土技術要點與施工要求

鋼纖維混凝土的施工效果在很大程度上取決于鋼纖維的品質，因此，需要嚴格按照技術標準和操作規(guī)范操作，以保證鋼纖維規(guī)格和品質符合技術要求?，F對鋼纖維混凝土技術要點和具體的施工要求作如下總結。

2.1 嚴格機械加工，合理配置鋼纖維

在市政路橋施工中，為了避免出現混凝土結團的現象，不能一次性向混凝土中投入過量的鋼纖維，而要保證其均勻地分散在混凝土中，并且在兩種材料組合攪拌之前合理設置分散機的功率，根據材料的用量、強度規(guī)格等控制分散力。通常，將分散力控制在20～50 kg/min之間。在鋼纖維混凝土拌制過程中，要優(yōu)先選擇雙錐反轉式攪拌機械。如果鋼纖維摻量較大，應合理使用攪拌機，避免出現高負荷運行。

2.2 鋼纖維混凝土澆筑和振搗

澆筑和振搗是鋼纖維混凝土施工中的兩個重要環(huán)節(jié)。在澆筑時，澆筑接頭不能過于明顯，并且在振搗前，要將相壓厚度嚴格控制在15～20 cm之間，避免倒料操作影響混凝土的整體性。鋼纖維混凝土的振搗不得采用插入式振搗方法。這種振搗方法會使鋼纖維過于集中，從而出現集束效應，影響鋼纖維的二維分布形式。鋼纖維混凝土的振搗應當采用平板振搗器將鋼纖維混凝土振搗成型。這樣既可以避免產生集束效應，又可以保證荷載力的有效傳遞。振搗完成后，需要仔細清除表面，并觀察有無鋼纖維露出表面。如果有，需要將露出的部分壓回混凝土內部，避免裸露在外的鋼纖維銹蝕或刺傷他人。由于鋼纖維混凝土中混合摻雜粗骨料、細料等，而且排布不規(guī)則，因此在路面處理施工時，應當采用真空吸水工藝和壓紋工藝，同時，還要在拆模之后妥善處理外露的鋼纖維。

3 鋼纖維混凝土技術的應用特點

通過上述對鋼纖維混凝土的分析，可以總結出其在市政路橋施工中的應用特點，也就是通過鋼纖維混凝土施工所期望達到的目的。

3.1 降低市政道路的厚度

在市政道路鋪設過程中使用鋼纖維混凝土主要通過復合式路面鋪設方式完成。這種鋪設方式主要分為雙層鋪設和三層鋪設，任何一種鋪設方式都可以有效降低道路厚度。在實際中，具體選擇何種鋪設方式，需要結合現場勘查情況確定，這樣才能在保證路面強度的前提下降低道路的厚度。

3.2 簡化施工工藝

鋼纖維混凝土本身由鋼纖維和水泥基料混合而成，其性能優(yōu)勢較為突出，因此省去了伸縮縫施工工序。這樣一來，就可以有效簡化施工工藝，而且鋼纖維混凝土的結構強度要遠遠高于普通混凝土。

3.3 延長市政道路的使用壽命

采用鋼纖維混凝土施工技術不僅可以降低市政道路的厚度，簡化施工工藝，還可以有效提高市政道路的耐磨性、抗凍性、抗剪性等，使市政道路的整體壽命和使用周期得以延長。

3.4 提高市政橋梁的力學性能

在市政橋梁施工中，采用鋼纖維混凝土技術不僅可以顯著提升橋梁結構的各種力學性能，比如抗凍性、抗裂性等，還可以提升橋面通車質量，使橋面舒適性顯著增強。由于橋梁結構本身就具有一定的剛度，因此需要鋪設的鋼纖維混凝土量也大大減少，這樣可以有效降低橋梁結構所受荷載。

3.5 提高主梁承載力

在主梁施工中，采用鋼纖維混凝土施工技術可以極大地提高主梁承載力，從而提升橋梁整體的承載性能，防止出現結構變形等一系列問題。另外，鋼纖維混凝土技術所使用的材料數量要明顯少于普通混凝土技術。這樣一來，就可以大大減輕橋梁自重，同時降低材料成本，減少費用支出，提升經濟效益。

3.6 強化墩臺結構穩(wěn)固性和樁的力學性能

墩臺穩(wěn)固性是保證市政橋梁整體結構穩(wěn)定的基礎。在墩臺加固過程中，使用與普通混凝土同等質量的鋼纖維混凝土可以加倍提升墩臺加固效果，但是需要科學控制鋼纖維混凝土中鋼纖維的摻入量，并采取合理的施工工藝，這樣才能實現預期強化目的。在橋梁支柱施工中，采用鋼纖維混凝土還可以提高樁頂及樁尖的力學性能，使其穿透性能大大增強，省去錘擊工序，從而加快施工進度。

4 結束語

本文主要分析了鋼纖維混凝土性能、施工技術要點及其在市政道路、橋梁中的應用特點。通過本文的總結和分析可以看出，鋼纖維混凝土在許多方面都明顯優(yōu)于普通混凝土，良好的抗壓、抗剪、抗疲勞、耐腐蝕等性能使其在市政路橋施工中得到了廣泛的應用。為了進一步提高鋼纖維混凝土施工效果，應當注意鋼纖維的配置和混凝土澆筑振搗環(huán)節(jié)，從而最大限度地提升市政路橋整體結構的穩(wěn)固性和力學性能。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕