路橋施工中的鋼纖維混凝土施工技術(shù)

徐軍

（廣東冠粵路橋有限公司，廣東 番禺 511495）

0 引言

伴隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，路橋施工項(xiàng)目質(zhì)量受到了更多的關(guān)注，科學(xué)應(yīng)用鋼纖維混凝土施工技術(shù)，提升工程項(xiàng)目綜合水平的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的和諧統(tǒng)一。

1 鋼纖維混凝土施工技術(shù)概述

纖維混凝土是在水泥混凝土中添加纖維，從而有效改良混凝土自重參數(shù)大、脆性參數(shù)大以及抗拉強(qiáng)度差等問(wèn)題，為混凝土改性的合理應(yīng)用提供保障。目前，鋼纖維混凝土被廣泛應(yīng)用在建筑、交通、水利等行業(yè)中。而公路施工項(xiàng)目多采取的及時(shí)鋼纖維混凝土，在路面施工、橋梁施工、隧道施工等工程單元能大幅提升工程質(zhì)量和安全性。

1.1 鋼纖維混凝土幾何參數(shù)

具體參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 鋼纖維混凝土的幾何參數(shù)

與此同時(shí)，應(yīng)依據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD40—2002）等相關(guān)規(guī)定對(duì)鋼纖維的強(qiáng)度、尺寸和用量等進(jìn)行約束，要求單絲抗拉強(qiáng)度在600MPa以上，體積率層面要求鋼纖維摻量在0.6%～1.0%之間。只有依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化管理要求和參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，才能充分發(fā)揮鋼纖維混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

1.2 鋼纖維混凝土施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

鋼纖維混凝土具有較好的抗拉強(qiáng)度、黏結(jié)強(qiáng)度、硬度和耐腐蝕性，相較于傳統(tǒng)材料，優(yōu)勢(shì)較為明顯。

（1）相較于同類型混凝土，鋼纖維混凝土在相同強(qiáng)度參數(shù)環(huán)境中能減少30%～50%的混凝土量[1]。

（2）鋼纖維混凝土能替代鋼筋或降低鋼筋直徑。

（3）在路橋施工項(xiàng)目中應(yīng)用鋼纖維混凝土能有效縮短工程項(xiàng)目的工期，主要是由于技術(shù)操作的便捷性較高，且被廣泛應(yīng)用于連續(xù)、快速澆灌混凝土工程項(xiàng)目中。

（4）相較于傳統(tǒng)的混凝土，鋼纖維混凝土無(wú)需增設(shè)其他設(shè)備。

2 路橋施工中應(yīng)用鋼纖維混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

本文以某路橋工程項(xiàng)目為例，工程項(xiàng)目整體上部結(jié)構(gòu)是混凝土現(xiàn)澆板和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板，下部結(jié)構(gòu)采取重力式橋臺(tái)，配合使用鋼纖維混凝土，整體工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅱ級(jí)，工程項(xiàng)目全長(zhǎng)5.7km。依據(jù)規(guī)定要求，抗剪強(qiáng)度在11MPa以上、抗磨度在300h/cm以上[2]。

2.1 配合比處理

為充分發(fā)揮鋼纖維混凝土的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際工程要求和標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)配合比處理機(jī)制，盡管鋼纖維的增強(qiáng)效果會(huì)隨著體積摻量的增加而增加，但摻量超標(biāo)也會(huì)對(duì)其應(yīng)用效果產(chǎn)生影響。因此，應(yīng)結(jié)合實(shí)際使用要求，確定拌和料水灰比、鋼纖維體積率、單位用水量以及砂率等參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)后，在滿足抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)和抗拉要求基礎(chǔ)上，落實(shí)相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作。

綜上所述，結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，按照強(qiáng)度保證率85%完成設(shè)計(jì)，水灰比為0.4～0.43，鋼纖維體積摻量為1.0%[3]。

2.2 工藝流程

（1）對(duì)整個(gè)施工區(qū)域進(jìn)行清理，減少雜質(zhì)對(duì)施工流程產(chǎn)生的影響。

圖1 配合比設(shè)計(jì)流程

（2）鋪設(shè)連續(xù)鋼筋結(jié)構(gòu)。

（3）安裝模板結(jié)構(gòu)。

（4）鋼纖維混凝土的攪拌工作、運(yùn)輸工作和鋪筑工作。

（5）對(duì)鋼纖維混凝土的表面進(jìn)行拉毛操作。

（6）養(yǎng)護(hù)處理[4]。

2.3 施工技術(shù)方案的應(yīng)用要點(diǎn)

為全面提升路橋施工項(xiàng)目鋼纖維混凝土施工技術(shù)應(yīng)用的合理性和規(guī)范性，應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)應(yīng)用方案落實(shí)相應(yīng)工作，提升工程項(xiàng)目整體效果。

2.3.1 鋼纖維投放和攪拌工作

按照鋼纖維分散裝置的標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)其進(jìn)行整理，由于鋼纖維一次性直接投入會(huì)出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，因此，應(yīng)利用先干后濕的分散式投放機(jī)制完成投放操作，能提升其綜合質(zhì)量。

在鋼纖維混凝土攪拌的過(guò)程中，應(yīng)依據(jù)工程項(xiàng)目和材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)化流程，確保投放工藝的合理性，且投放攪拌應(yīng)符合操作質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，分級(jí)投料完開(kāi)展后續(xù)工作，即在保證每一級(jí)攪拌都處于均勻狀態(tài)后才能實(shí)現(xiàn)下一級(jí)材料的投放攪拌，從根本上維持其質(zhì)量。另外，應(yīng)利用試驗(yàn)評(píng)估設(shè)計(jì)的摻量準(zhǔn)確性。一般是采取強(qiáng)制式攪拌機(jī)完成攪拌操作，發(fā)揮攪拌機(jī)利用率的同時(shí)還能獲取較好的攪拌效果。

2.3.2 鋼纖維混凝土澆筑和振搗

為保證鋼纖維混凝土澆筑時(shí)避免出現(xiàn)較為明顯的澆筑接頭，倒料的搭接應(yīng)控制在15～20cm，確保鋼纖維混凝土整體連續(xù)性[5]，并按照連續(xù)性澆筑機(jī)制落實(shí)對(duì)應(yīng)工作，由于插入式振搗棒振搗處理操作工序會(huì)造成集束問(wèn)題，因此應(yīng)采取平板振動(dòng)器完成振搗，為從根本上保證邊角混凝土密實(shí)性，應(yīng)保證鋼纖維混凝土縱向條狀排列的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力以及荷載的合理性傳遞控制。

在振搗處理操作結(jié)束后，應(yīng)對(duì)表面進(jìn)行抹平處理，確保外露的鋼纖維混凝土能直接被壓入混凝土中，減少纖維銹蝕對(duì)整個(gè)鋼筋混凝土材料結(jié)構(gòu)質(zhì)量產(chǎn)生的影響。

2.3.3 鋼纖維混凝土鋪裝

在鋼纖維混凝土鋪裝工作中，為提升整體工程項(xiàng)目的質(zhì)量水平，應(yīng)對(duì)各個(gè)區(qū)域進(jìn)行針對(duì)性的管理，踐行全過(guò)程質(zhì)量監(jiān)管機(jī)制，從而提升綜合鋪裝效果。

（1）路面和橋面鋪裝工序。鋼纖維混凝土的摻量控制在1.0%，能在維持路面、橋面高強(qiáng)度的同時(shí)，優(yōu)化其抗裂性和耐久性，最大程度地發(fā)揮鋼纖維混凝土的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。并且，鋪裝后的舒適性較好，能大幅提升綜合應(yīng)用效能。

（2）橋梁鋪裝工序。本工程項(xiàng)目主要是在下部橋梁墩臺(tái)使用鋼纖維混凝土，能有效減少自重和材料質(zhì)量，減少橋梁的墩臺(tái)數(shù)量，為橋梁工程項(xiàng)目造價(jià)節(jié)約提供保障[6]。

2.3.4 成型處理

由于鋼纖維混凝土材料中還會(huì)有粗骨料、細(xì)骨料等，加之砂率較大，因此，應(yīng)利用真空吸水處理的方式，配合機(jī)械抹平的方式避免鋼纖維的外露，借助壓紋機(jī)進(jìn)行壓紋處理，有效維持整體施工項(xiàng)目的穩(wěn)定性和科學(xué)性。在拆模操作結(jié)束后，及時(shí)處理漏振問(wèn)題和鋼纖維外露問(wèn)題。

2.3.5 接縫施工處理

由于鋼筋混凝土收縮性較小且整體結(jié)構(gòu)的抗裂能力較好，因此，若是封閉交通施工路段開(kāi)展施工操作，應(yīng)利用整幅式混凝土攤鋪機(jī)進(jìn)行處理，不設(shè)置縱縫結(jié)構(gòu)，確保相應(yīng)的施工流程滿足具體施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。鋼纖維澆筑養(yǎng)生滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%之后就能進(jìn)行切鋸縮縫[7]。

2.3.6 鋼纖維混凝土的養(yǎng)護(hù)

在完成路橋鋼纖維混凝土施工操作后，應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)化流程落實(shí)養(yǎng)護(hù)工作。首先，應(yīng)在澆筑完畢后封閉交通，盡量減少外界對(duì)其產(chǎn)生的影響。其次，指派專人實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)處理，避免干縮裂縫等問(wèn)題對(duì)工程項(xiàng)目整體質(zhì)量造成的負(fù)面作用。最后，養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制在7d以上，并配合塑料薄膜覆蓋濕養(yǎng)工序。

2.4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

路橋施工項(xiàng)目中應(yīng)用鋼纖維混凝土施工技術(shù)，不僅能提升工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量水平，還能打造安全合理的工程體系，減少項(xiàng)目的成本。由于鋼纖維混凝土本身就是多相復(fù)合材料，耐磨性和抵抗裂縫能力都較好。

一方面，鋼纖維混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用能減少混凝土的用量，從材料應(yīng)用層面節(jié)省項(xiàng)目的初次成本投入，并且有效提升材料的應(yīng)用效率，為工程項(xiàng)目綜合經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)化提供保障。

另一方面，鋼纖維混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用有效解決了橋面鋪設(shè)早期龜裂問(wèn)題的發(fā)生概率，減少后續(xù)工程項(xiàng)目的維護(hù)成本，在打造舒適平穩(wěn)行車環(huán)境的基礎(chǔ)上，延長(zhǎng)了路面的使用壽命。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，路橋施工項(xiàng)目中鋼纖維混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用具有一定的推廣價(jià)值，能在提升路橋工程項(xiàng)目質(zhì)量的同時(shí)，打造安全可靠的行車環(huán)境，并且減少項(xiàng)目的材料成本、后期維護(hù)成本等，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的和諧統(tǒng)一，助力城市交通可持續(xù)發(fā)展。