■王立生,陳川峰 ■江蘇省交通工程集團(tuán)有限公司,江蘇 鎮(zhèn)江 212143
我國交通事業(yè)發(fā)展迅速,對國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著重要意義,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,對我國交通事業(yè)的發(fā)展起著決定性的作用。因此,在路橋施工中由于傳統(tǒng)的混凝土自身熱脹冷縮的特點(diǎn),很容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,造成路橋斷裂導(dǎo)致重大安全事故的發(fā)生。因而,科學(xué)有效的混凝土裂縫技術(shù)的開發(fā)越來越重要。隨著科學(xué)的進(jìn)步,技術(shù)人員對相關(guān)技術(shù)的深入研究,鋼纖維混凝土因其良好的性能和施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用于路橋施工中,對保障路橋施工安全起到關(guān)鍵作用。
鋼纖維混凝土是以一定量的鋼纖維,均勻地亂向分布在普通混凝土經(jīng)過硬化而形成的,在道路路面施工、橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)以及房屋建筑等工程中被其被廣泛應(yīng)用。鋼纖維混凝土比普通混凝土更具備一系列優(yōu)越的物理力學(xué)性質(zhì):首先鋼纖維混凝土自身的強(qiáng)度與重量大,具有極強(qiáng)的抗壓和抗折彎強(qiáng)度,如果在混凝土中加入一定量的鋼纖維,通過將混凝土與鋼釬維進(jìn)行攪拌,在很大程度上增強(qiáng)材料的極限抗壓強(qiáng)度,使得混凝土的抗壓性能提高;其次具有很好的抗沖擊性能,鋼纖維混凝土在纖維摻量的加大,如果鋼釬維含量達(dá)到0.8%—2.0%[1],那么其沖擊韌性指標(biāo)也將增加100%以上,有效的防止結(jié)構(gòu)的變形和以及因溫度應(yīng)力造成路面裂縫,具有很好的抗壓收縮性能;另外,鋼纖維混凝土與普通的混凝土相比,還擁有其他一些優(yōu)點(diǎn),例如抗裂、抗疲勞、抗剪性以及良好的抗凍性與耐磨性能等。
在進(jìn)行橋面鋪裝前,必須做好一些有利于后期施工的準(zhǔn)備工作,對復(fù)測橋面板進(jìn)行標(biāo)高測量,把高出設(shè)計(jì)標(biāo)高的多余浮漿混凝土進(jìn)行清除,橋面鋪裝層不宜太厚,其次將鋪裝層與橋面板進(jìn)行連接,將宅心板頂面的粗面進(jìn)行鑿毛處理;最后清洗干凈橋面各種雜物,然后灑水保證路面的濕潤。
在橋面鋪裝層上使用鋼纖維混凝土,能夠使橋面不易裂縫,而且持久耐用并且使得車輛在通行是更加順暢平穩(wěn),在鋪裝過程中,只需要少量鋼纖維混凝土便能增強(qiáng)橋梁剛度,厚度降低的同時(shí)減輕了橋梁結(jié)構(gòu)的重量,使得橋梁的受力均勻,保證了橋梁的穩(wěn)固性。
在主梁結(jié)構(gòu)或應(yīng)力集中區(qū)加大運(yùn)用鋼纖維混凝土材料,不僅能夠加強(qiáng)結(jié)構(gòu)受力性能,防止結(jié)構(gòu)變形,而且能夠使得橋梁結(jié)構(gòu)向大跨度、輕型化轉(zhuǎn)變,優(yōu)化其結(jié)構(gòu)性能,且達(dá)到美觀的效果,控制上部材料的使用量,從而減少了下部墩臺(tái)量,對路橋施工造價(jià)成本進(jìn)行合理的控制,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提高。
由于長期承受巨大的運(yùn)載力,以至于橋梁墩臺(tái)和橋面板等結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫或表層剝落的問題,造成嚴(yán)重的路橋病害,為加強(qiáng)橋梁墩臺(tái)等結(jié)構(gòu)的抗震能力,需要采用轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)對這些結(jié)構(gòu)面噴射5cm~20cm鋼纖維混凝土[2],還需要對路橋舊混凝土表面進(jìn)行噴砂或鑿毛,使新舊混凝土保持整體一致性。
在樁頂或樁尖局部增強(qiáng)鋼纖維混凝土的使用,提高樁頂對外力的抗沖擊能力,以此提高樁的穿透能力,大大減少錘擊次數(shù),從而加快打擊速度,防止樁頂還未開始打進(jìn)深度就產(chǎn)生破裂,降低了樁尖快速入土能力,提高打擊速度,此外,全斷面整體建筑鋼釬維混凝土雖然也有一定的可行性,但會(huì)減少經(jīng)濟(jì)效益,因此我們在選擇材料時(shí)應(yīng)進(jìn)行綜合考慮。
鋼纖維混凝土的性能以及施工質(zhì)量直接關(guān)系著鋼纖維混凝土路橋工程進(jìn)程和質(zhì)量,其施工方法主要有澆注、灌漿、噴射這三種鋼纖維混凝土施工方法[3]。下面就對鋼纖維混凝土具體的施工工藝(如圖1所示)和要點(diǎn)進(jìn)行闡述。
圖1 鋼纖維混凝土施工工藝
(1)鋼纖維混凝土的配比設(shè)計(jì)與普通混凝土的步驟類似,唯一的區(qū)別在于鋼纖維配比過程需要對鋼纖維體積率進(jìn)行測量和計(jì)算,以及影響鋼纖維體積率和韌性強(qiáng)度的因素進(jìn)行分析,例如單位用水量和含砂率大小等,不同的用水量和含砂率會(huì)影響鋼纖維混凝土的體積率和韌性強(qiáng)度的不同變化,因此進(jìn)行配比設(shè)計(jì)時(shí),必須要符合設(shè)計(jì)規(guī)范,認(rèn)真研究不同情況下的鋼纖維混凝土體積率,并對各種設(shè)計(jì)值進(jìn)行精確計(jì)算,保證配合比的準(zhǔn)確性,同時(shí),對鋼釬維影響很大的還有鋼纖維類型、摻量以及長徑比,另外因鋼纖維混凝土面層板很薄,所以,地下排水狀況也會(huì)影響到路面的鋼纖維混凝土材料。
(2)為了防止攪拌機(jī)內(nèi)出現(xiàn)鋼釬維結(jié)團(tuán),需要安裝鋼纖維分散裝置,然后用分散機(jī)分散鋼纖維,使其分散力控制在每分鐘20—60千克[4],把分散后的鋼釬維分幾次放入強(qiáng)制式攪拌機(jī)內(nèi),與之前稱量好的細(xì)骨料攪拌均勻,嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間和投料順序,并在投料是先干拌然后加水濕拌2分鐘,最后利用料斗入口的振動(dòng)篩進(jìn)行篩選,還要防止攪拌機(jī)超負(fù)荷工作,保證攪拌機(jī)的使用率。
(3)鋼纖維混凝土在澆注過程中應(yīng)該隱藏澆注接頭,持續(xù)不斷的進(jìn)行鋼纖維混凝土澆注,每次澆注材料還應(yīng)該相壓15—20mm,在進(jìn)行鋼纖維混凝土振搗時(shí)運(yùn)用插入式振動(dòng)棒,使鋼纖維由于集束效朝振動(dòng)棒聚集[5],同時(shí)緊實(shí)邊角混凝土,然后將露在外面的鋼纖維壓進(jìn)振搗后的混凝土中,并將其表面涂抹平整。
(4)由于成型后的鋼纖維混凝土砂率大,而且其纖維分布散亂,故此需要利用專業(yè)機(jī)械對鋼纖維混凝土路面進(jìn)行及時(shí)抹平,同時(shí)對于拉毛產(chǎn)生纖維外露可以使用壓紋機(jī)進(jìn)行壓紋處理,另外,鋼纖維混凝土有著強(qiáng)大的收縮抗裂性能,因此還可以用鋼纖維澆筑達(dá)到50%強(qiáng)度后對路段進(jìn)行接縫施工。
鋼纖維混凝土施工技術(shù)不僅在路橋施工中得到有效應(yīng)用,而且對隧道和邊坡的防護(hù)加固也起到重要作用。可以使用噴射鋼纖維混凝土施工技術(shù)對隧道和邊坡進(jìn)行防護(hù)加固的方法。使用鋼纖維混凝土對隧道進(jìn)行噴射襯砌的方法,不僅可以使隧道結(jié)構(gòu)的整體性得到加強(qiáng),而且還能夠避免隧道滲漏水現(xiàn)象的發(fā)生,另外,對于一些例如巖石節(jié)理產(chǎn)生裂縫等地質(zhì)條件差的地段,需要采用普通混凝上支護(hù),以及在全截面采用噴射鋼纖維混凝土或局部噴射鋼纖維混凝土支護(hù)對這些地段的邊坡進(jìn)行加固防護(hù)。
路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)符合我國的橋梁重要檢測標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)際應(yīng)用中取得了很好的效果,被廣泛應(yīng)用于路橋施工中并不斷得到發(fā)展,而且形成了將材料與工藝以及路橋結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置綜合結(jié)合的鋼纖維混凝土施工模式,在保證人民群眾安全的同時(shí),也使得交通通行更為節(jié)能高效,與此同時(shí),鋼纖維混凝土作為一種新型混凝土材料,在使用過程中或多或少會(huì)出現(xiàn)一些新情況,因此還需要逐漸完善該材料的生產(chǎn)和施工技術(shù),使每一個(gè)環(huán)節(jié)都嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行,以確保鋼纖維混凝土的質(zhì)量以及其最大應(yīng)用功能的發(fā)揮。
[1]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].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010,(14):102-103.
[2]程惠娟.路橋施工中鋼纖維混凝土的施工技術(shù)分析[J].價(jià)值工程,2011,30(19):36-37.
[3]魯強(qiáng).淺談路橋施工中鋼纖維混凝土應(yīng)用技術(shù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012,(17):66-68.
[4]張湘文.路橋施工中鋼纖維混凝土的施工技術(shù)分析[J].四川建材,2008,34(2):90-91.
[5]張志勇.鋼纖維混凝土施工技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用[J].科技與生活,2011,(6):78-79.