張義堂

（廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種類型的路橋工程越來越多，規(guī)模越來越大，為了保證工程施工的便捷性和安全性，必須根據(jù)不同的地區(qū)條件選擇最優(yōu)的施工方案。

鋼纖維混凝土技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于路橋施工的技術(shù)。在高速公路橋梁施工中，由于采用常規(guī)混凝土常常會產(chǎn)生裂縫和其他質(zhì)量通病，嚴(yán)重時會引起橋梁倒塌，因此，在高速公路橋梁工程中采用高性能混凝土施工技術(shù)已成為主要的發(fā)展趨勢。鋼纖維混凝土性能優(yōu)良，施工方便，能夠滿足工程設(shè)計和施工要求。

在實際工程中，鋼纖維混凝土可有效地防止橋面、路面出現(xiàn)早期裂縫、邊角破損等質(zhì)量問題。采用鋼纖維混凝土材料及有關(guān)技術(shù)，既能顯著提高橋梁的整體品質(zhì)，又能降低工程成本[1]?；诖?，文章重點(diǎn)探討鋼纖維混凝土施工技術(shù)在路橋施工中的具體應(yīng)用，旨在確保路橋行車品質(zhì)與安全，促進(jìn)我國路橋項目建設(shè)事業(yè)健康發(fā)展。

1 鋼纖維混凝土概述

鋼纖維混凝土（SFRC）是一種由鋼纖維和普通混凝土組成的新型復(fù)合材料。在鋼纖維混凝土制作過程中，需要將鋼纖維按一定的比例、形狀摻入混合料，并進(jìn)行充分的攪拌，從而形成鋼纖維混凝土。根據(jù)施工工藝，鋼纖維混凝土可分為澆筑鋼纖維混凝土、噴射鋼纖維混凝土和注漿鋼纖維混凝土。分析鋼纖維在混凝土中不同方向的分布特征可為提高混凝土的整體強(qiáng)度和抗拉伸性能提供有益借鑒。鋼纖維混凝土（見圖1）可以有效預(yù)防一般混凝土裂縫，避免后期混凝土疲勞、抗沖擊性缺失、抗彎曲性能缺失等缺陷[2]。

圖1 鋼纖維混凝土

2 鋼纖維混凝土的優(yōu)勢

2.1 抗沖擊、抗彎曲、抗拉伸

總體而言，鋼纖維混凝土與普通混凝土相比，抗沖擊性能更好，并具有很好的適應(yīng)性。例如，含有1%～2%鋼纖維的混凝土其抗沖擊性是普通混凝土的100 倍。受到較大沖擊時，鋼纖維混凝土可以充分發(fā)揮其韌性，有效地抵抗沖擊力。鋼纖維能增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的性能，可以提高材料的抗彎曲、抗拉伸以及抗沖擊能力。鋼纖維混凝土的抗拉伸強(qiáng)度是普通混凝土的2.25～2.5 倍，抗彎曲極限是普通混凝土的2 倍，韌性指數(shù)是普通混凝土的50 倍，優(yōu)質(zhì)鋼纖維混凝土的強(qiáng)度甚至是普通混凝土的100 倍。施工中只需加入0.8%～2.1%的鋼纖維（具體取決于混凝土的質(zhì)量），即可大幅度提高混凝土的質(zhì)量，具有極高的性價比[3]。

2.2 強(qiáng)度高、質(zhì)量輕

由于鋼纖維混凝土具有強(qiáng)度高、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，在道路和橋梁路面施工中，用該材料鋪設(shè)的厚度只需達(dá)到普通混凝土厚度的1/2。施工人員在開展路面攤鋪時，只需設(shè)置橫向接縫，不需設(shè)置縱向接縫，橫縫間距一般為20～50m 之間。在路橋施工中應(yīng)用鋼纖維混凝土，路面的抗沖擊性能得到很大提升，路面的拉伸性能也能得以改善，可為道路橋梁施工質(zhì)量提供保障。

2.3 減少路橋損壞，延長路橋使用壽命

使用鋼纖維混凝土技術(shù)，可減少路橋損壞，延長路橋使用壽命，具體體現(xiàn)在以下方面[4]。

第一，鋼纖維混凝土可伸縮性增大，抗拉伸強(qiáng)度提高，在實際應(yīng)用中，鋼纖維混凝土的收縮率可減少15%～35%。

第二，鋼纖維混凝土有較高的抗剪性能。相關(guān)研究表明，在混凝土中添加鋼纖維，混凝土的抗剪強(qiáng)度可提高50%～100%。這是由于鋼纖維在混凝土中的分布能夠形成均勻的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，阻止裂縫擴(kuò)展。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還可以吸收和分散剪力，進(jìn)而提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗剪性能。

第三，鋼纖維混凝土具有良好的耐磨性和抗凍性。隨著溫度的變化，鋼纖維會產(chǎn)生很強(qiáng)的收縮能力，改善混凝土的適應(yīng)性，降低路面斷裂或膨脹的概率，應(yīng)用效果顯著。

2.4 良好的抗疲勞性能

鋼纖維混凝土與普通混凝土最大的不同之處是：當(dāng)路面出現(xiàn)裂縫時，普通混凝土的承載能力會降低，而鋼纖維混凝土仍可繼續(xù)保持充足的承載能力，也不會因地基偏移或位移等因素而改變使用性能。這些特性使得鋼纖維混凝土技術(shù)被廣泛應(yīng)用于公路、橋梁等領(lǐng)域[5]。

3 鋼纖維混凝土技術(shù)在公路橋梁隧道中的應(yīng)用

3.1 路面施工中的應(yīng)用

鋼纖維混凝土的優(yōu)勢在于其抗壓能力、抗裂能力和剛性都很高，在路面施工中加入鋼纖維混凝土可以極大地提高路面的使用性能，保證行車安全[6]。鋼纖維混凝土在路面施工中的應(yīng)用如圖2 所示。

圖2 鋼纖維混凝土在路面施工中的應(yīng)用

3.2 橋梁施工方面的應(yīng)用

在橋梁施工中，應(yīng)用鋼纖維混凝土可降低裂縫發(fā)生率。水泥基材受外力作用影響會出現(xiàn)裂縫，而鋼纖維可有效增強(qiáng)混凝土的韌性，降低外力作用對橋梁結(jié)構(gòu)的影響，避免結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變形和損傷。而且，由于其具有強(qiáng)度高、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，橋面的自重也會大幅降低[7]。

在橋梁建造過程中，可根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在混凝土中摻入鋼纖維，具體摻入指標(biāo)要根據(jù)不同的受力點(diǎn)和重量進(jìn)行精確計算，以確保鋼纖維混凝土發(fā)揮出最大的作用。

在橋梁建成通車后，必須按照結(jié)構(gòu)的特性制訂限行通告，以保證交通秩序的標(biāo)準(zhǔn)化和安全化。在使用過程中還需要對橋梁進(jìn)行一系列的強(qiáng)度試驗，對混凝土構(gòu)件的性能進(jìn)行驗證，確保鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓能力符合設(shè)計要求，鋼纖維混凝土抗壓能力檢測如圖3 所示。

3.3 基樁加強(qiáng)中的應(yīng)用

在基樁施工中，采用鋼纖維混凝土進(jìn)行加固既能提高橋梁的抗穿透能力，又能提高其抗擊打強(qiáng)度，也會大幅降低勞動力和資源消耗。

除采用鋼纖維混凝土外，還可輔助采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、無預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土等材料，能夠進(jìn)一步提升基樁的強(qiáng)度[8]。

3.4 結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用

采用鋼纖維混凝土技術(shù)對公路橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，可使一些在重負(fù)荷下產(chǎn)生的損傷得以修復(fù)，如表面剝落、橋板裂縫等[9]。

通過加固，可以使公路橋梁獲得很好的抗震性能。鋼纖維在混凝土中的摻入量一般為1%，為了避免混凝土出現(xiàn)早期裂縫，可以加入適量TS 型硫鋁酸鹽水泥速凝劑。

3.5 隧道襯砌中的應(yīng)用

在隧道襯砌中采用鋼纖維混凝土技術(shù)，不僅可以提高結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，而且可以減少滲漏。

4 鋼纖維混凝土橋面施工

鋼纖維混凝土橋面施工工序如下[10]。

第一，在澆筑工作開始前，對模板進(jìn)行灑水保濕，此項工作要提前3～5h 進(jìn)行。

第二，在澆筑期間，根據(jù)具體情況選擇手動或機(jī)械振搗，以保證振搗均勻，且必須嚴(yán)格控制振動時間，不得有振搗遺漏或重復(fù)振動，完成后應(yīng)由監(jiān)理檢查振搗質(zhì)量，不合格處應(yīng)重新處理。

第三，提漿作業(yè)不可缺少的設(shè)備是三軸提漿機(jī)，其綜合技術(shù)指標(biāo)優(yōu)越，有利于提高工程質(zhì)量，提高工作效率，但三軸提漿機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化操作要求非常高，必須由專業(yè)的施工人員來完成，否則會導(dǎo)致工程質(zhì)量不合格。

第四，橋面鋪裝是工程中最為關(guān)鍵的一步，由于混凝土中摻有鋼纖維，會給鋪筑工作帶來很大的難度，而真空吸水技術(shù)能夠很好地解決這一問題，使施工質(zhì)量得到提高。在鋪裝過程中，找平操作應(yīng)力求完美，在鋪裝工作完成后，應(yīng)盡快對路面進(jìn)行檢查，并及時處理不平整的位置，以免影響施工質(zhì)量[11]。鋼纖維混凝土橋面鋪裝如圖4 所示。

圖4 鋼纖維混凝土橋面鋪裝

第五，橋面鋪裝完成后，需要進(jìn)行刻槽處理，這是路橋工程防滑工作的關(guān)鍵，一般采用窄縫作業(yè)方式，以保證道路橋梁的使用壽命。進(jìn)行刻槽施工時，需要根據(jù)工程的實際情況選用最合適的刻槽方法，以保證工程質(zhì)量[12]。

5 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不同地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)、文化交流日益緊密，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾出行的需要，路橋的建設(shè)也日益增多。在目前的高速公路橋梁建設(shè)中，施工技術(shù)在不斷地創(chuàng)新和提高，對建筑材料的要求也越來越高。由于鋼纖維混凝土材料自身的優(yōu)點(diǎn)和特性，使其在高速公路橋梁工程中的應(yīng)用越來越廣泛。在路橋建設(shè)中，應(yīng)充分發(fā)揮鋼纖維混凝土的高性能優(yōu)勢，加強(qiáng)該技術(shù)的推廣應(yīng)用。并且，在鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用中要嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行，掌握施工關(guān)鍵，分析施工過程中出現(xiàn)的問題，并采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，以提高鋼纖維混凝土施工水平，確保公路工程施工的質(zhì)量和安全，促進(jìn)我國交通事業(yè)不斷發(fā)展。