橋梁施工中鋼纖維混凝土施工技術

吳佳奇

（江西贛東橋梁建設集團有限公司，江西撫州 344000）

0 引言

隨著科學技術的高速發(fā)展，建筑施工技術也得到了極為有效的完善與優(yōu)化。其中，鋼纖維混凝土施工技術是一個比較典型的例子。作為一種較為先進的復合型材料，鋼纖維混凝土與普通混凝土相比具有更為明顯的應用優(yōu)勢，其耐久性、抗裂性、抗沖擊性、韌性與剛度也更強。在道橋梁梁構建中，鋼纖維混凝土的應用能有效提升工程施工質(zhì)量。

1 鋼纖維混凝土施工技術應用必要性

鋼纖維混凝土具有極強的抗壓、抗拉和抗彎等性能，這主要得益于鋼纖維在混凝土中的合理分布。試驗數(shù)據(jù)表明，在混凝土中添加0.8%～2%的鋼纖維就能夠達到良好的效果，雖然使含量并不算多，但表現(xiàn)出來的應用效果極為顯著。即使混凝土結構遭受重擊或者捶打等破壞，其整體出現(xiàn)分散破碎等情況時，混凝土破碎部分仍然能處于原來的位置不會移動，可保證整體結構的穩(wěn)定性。

融入鋼纖維，混凝土的承載性能得到大幅度的提高，并且能夠有效降低混凝土壓縮與變形等問題的出現(xiàn)概率。在鋼纖維的作用下，鋼纖維混凝土的荷載能力能夠得到快速提升。在巨大荷載作用下，混凝土能夠?qū)⒆陨淼呢摵赊D(zhuǎn)嫁給鋼纖維，從而減少變形問題的出現(xiàn)。

此外，鋼纖維混凝土有較強的伸縮能力，當溫度發(fā)生變化時，鋼纖維混凝土能隨著溫度的波動而產(chǎn)生相應的伸縮。因此，在橋梁工程施工中，有效應用鋼纖維混凝土材料，即使在環(huán)境溫度發(fā)生變化，道路路面也不易出現(xiàn)裂縫或擴張等問題，路面的抗寒及抗磨等能力也能夠得到提高[1]。

2 橋梁施工鋼纖維混凝土的應用

2.1 在橋面鋪裝中的應用

鋼纖維鋼筋混凝土能夠延長路面的使用年限，提高路面車輛行駛的舒適性，并增強路面自身的抗壓性和穩(wěn)定性，因此在橋面鋪裝中得到廣泛應用。

2.2 橋梁結構加固

在橋梁工程施工方案設計過程中，設計人員需要以橋梁結構加固為要點。在實際施工中，為了提高加固成效，通常會應用轉(zhuǎn)子噴射機進行噴射加固，施工人員應根據(jù)設計方案噴射鋼纖維混凝土，并合理控制噴射范圍，以避免結構磨損、裂縫及脫落等問題。在橋梁結構加固過程中，需結合項目工程實際需求合理應用鋼纖維混凝土，促進橋梁工程抗震性能的提升，確保整體工程項目的安全性與穩(wěn)定性。同時，可適量使用硫酸鹽與速凝劑，使橋梁的抗裂能力也能得到顯著提高[2]。

2.3 樁基礎加強

在樁基礎施工中應用鋼纖維混凝土，可提高樁頂與樁尖強度，從而促進橋梁工程硬度與強度的大幅提升。樁基礎的穿透能力也能得到顯著提高，打樁速度也會大大加快，并能有效減少打樁數(shù)量，從而提高施工效率并控制成本。合理應用鋼纖維混凝土，還能有效提高樁頂?shù)目勾驌粜阅芘c韌性，避免裂縫問題，可為樁基礎施工質(zhì)量與效率的提升奠定基礎。

2.4 邊坡加固與隧道襯砌

在隧道工程的施工中，經(jīng)常會應用到襯砌施工工藝，合理應用該工藝，能夠保證施工過程的安全性與穩(wěn)定性。為了進一步提高隧道整體結構的強度，在邊坡加固與隧道襯砌施工環(huán)節(jié)，可采用噴射鋼纖維混凝土的方式來進行加固。同時，施工過程中應用鋼纖維混凝土，能有效杜絕漏水問題。特別是在部分地質(zhì)條件較差的地區(qū)，為了提高加固效果，支護施工可以采用傳統(tǒng)混凝土和鋼纖維混凝土相結合的方式[3]。

3 鋼纖維混凝土技術應用

3.1 配比設計

通常情況下，傳統(tǒng)混凝土與鋼纖維混凝土的配比不會存在較大的差異。其中最大的差異在于鋼纖維體積率的計算。由于材料類型的不同，其韌性也存在差異，因此在鋼纖維的選用過程中，需結合材料的體積率、韌性及長度等進行相關計算，并確保計算數(shù)值的精準性。

其間，要根據(jù)項目施工的實際情況對鋼纖維混凝土的配比進行持續(xù)完善與優(yōu)化，促進材料使用成效的提高，其中最為關鍵的是要確保其強度與抗彎性能的提升。在實際配比設計環(huán)節(jié)，工作人員應明確不同要求下的材料配比存在一定的差異，如鋼纖維應用量在0.6%～1.2% 之間時，其抗拉力強度會呈正態(tài)分布形式。鋼纖維應用量達到0.8%時，抗拉強度呈現(xiàn)持續(xù)加大的趨勢直至到達極限，此時，如果再次加入鋼纖維，抗拉強度反而會以負增長的方式體現(xiàn)[4]?？傊谂浔仍O計環(huán)節(jié)要合理控制鋼纖維的使用量，確保配比的科學性與合理性，以此提高應用效果。

在材料配比設計過程中，要保證材料分布均勻，使各種材料能得到更好的融合。石料一般選用立方顆粒碎石，同時要確保碎石強度與硬度達標，防止石料中風化顆粒含量超標，降低鋼纖維混凝土質(zhì)量。鋼纖維混凝土材料具備較好的抗凍性能，為了進一步提高其抗凍能力，還可根據(jù)項目工程的具體情況，合理選用優(yōu)質(zhì)化減水劑或者引氣型減水劑作為外加劑。

此外，應結合施工項目實際情況，合理選擇細料，要盡量選擇天然中粗砂，并合理控制使用量。由于含水量與含砂量會影響鋼纖維混凝土的體積率與韌性，因此一定要合理控制水的添加量，并盡量選用純凈自來水進行材料配制，其間要嚴格按照配比設計方案進行操作，以保證材料的實際使用[5-6]。

3.2 拌和與運輸

3.2.1 鋼纖維混凝土拌和

鋼纖維混凝土拌和與普通混凝土的拌和要求基本一致，施工人員需確保材料能得到充分、均勻的拌和。

第一，具體拌和時，可采用先干后濕的投放順序添加材料，秉承分層投入的原則，嚴格按照相關標準規(guī)范進行操作，并保證拌和設備內(nèi)部材料拌和充分防止鋼纖維結團。

第二，對各種材料的投放量進行有效控制，保證投放比例的合理性，控制好水的添加量，嚴格控制拌和時間，保證鋼纖維混凝土的拌和質(zhì)量，為路面施工質(zhì)量提供保障。在道路路面施工中，鋼纖維混凝土中鋼纖維的摻加量一般要在20gk/m3左右；在橋梁結構施工中，鋼纖維的添加量需控制在20～50kg/m3范圍內(nèi)[7]。

第三，在鋼纖維混凝土拌和環(huán)節(jié)，可根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，適當延長拌和時間，加大試驗力度，對干拌情況進行分析。如果出現(xiàn)拌和料過干、體積率過大的情況，需要控制好拌和量，一般拌和量要低于額定拌和量的80%[8]。

第四，若是拌和設備的容量較小，可采用延長拌和時間的方式，提高材料拌和質(zhì)量。

3.2.2 鋼纖維混凝土運輸

第一，在鋼纖維混凝土材料的運輸環(huán)節(jié)，為了防止材料結塊的現(xiàn)象，工作人員要選取最佳的運輸路線，盡量縮短材料運輸時間。

第二，鋼纖維混凝土材料的運輸車輛應選擇專用車輛，以此保證運輸質(zhì)量。

第三，運輸過程中需要嚴格落實保護措施，避免材料離析或被污染。若鋼纖維混凝土材料運輸過程保護措施不到位，出現(xiàn)離析情況，需要采取有效措施對材料進行再次拌和，防止材料浪費。

3.3 鋼纖維混凝土噴射

在橋梁工程中應用中鋼纖維混凝土材料，能夠有效提高橋梁的抗裂性能。舉例來說，工程整體結構中某個構件出現(xiàn)細小的裂縫，在鋼纖維材料的作用下，構件依然會保持良好的抗拉性與韌性。

鋼纖維混凝土噴射技術在橋梁工程施工中較為常用，該施工技術具有施工效率高、應用面廣等特性。經(jīng)噴射后鋼纖維會呈現(xiàn)二維分布的狀態(tài)，各方面使用性能可得到有效保障。

鋼纖維混凝土噴射施工有干噴與濕噴兩種。干噴法的優(yōu)點在于設備簡單、施工便捷，但混凝土水灰比控制難度較大，且容易對環(huán)境造成污染。濕噴法主要是將拌和均勻的鋼纖維混凝土濕料經(jīng)噴射機噴出，優(yōu)點在于水灰比易控制，施工中產(chǎn)生的粉塵較少，且材料回彈損失少，缺點在于設備價格較高。在具體施工中，需結合工程實際情況選擇合適的工藝[9]。

3.4 鋼纖維混凝土橋面鋪設

鋼纖維混凝土在橋梁項目中的應用優(yōu)勢非常明顯。相比于傳統(tǒng)混凝土，應用鋼纖維混凝土進行橋面鋪設，能夠顯著提升橋面的抗裂性能，保障車輛行駛的安全性和舒適性。同時，鋼纖維混凝土還能夠提高橋面的抗震和抗剪性能，當?shù)卣鸹蚰嗍鞯鹊刭|(zhì)災害發(fā)生時，鋼纖維混凝土橋面可為行人提供充分的反應時間，避免人員傷亡等事故。

鋼纖維混凝土橋面鋪設施工包括攤鋪、振搗、整平、抹面、伸縮縫（見圖1）、養(yǎng)護等環(huán)節(jié)。橋面鋪設施工過程中需要注意如下事項：第一，避開陰雨及大風天氣施工，若是施工過程中出現(xiàn)降雨，必須停止施工，同時對施工現(xiàn)場進行覆蓋保護或搭設防雨棚等；第二，不宜在22℃以上的氣溫下施工，以免降低鋼纖維混凝土的和易性[10]。

圖1 伸縮縫鋼纖維澆筑施工現(xiàn)場

4 橋梁工程鋼纖維施工管理

4.1 提升“高性能化”意識

為了有效提高橋梁工程的整體施工質(zhì)量，建筑企業(yè)必須提升“高性能化”意識，加強材料控制與管理，確保全面發(fā)揮施工材料的性能。同時，應采用相應的激勵制度，激發(fā)施工人員的工作積極性與熱情，并持續(xù)優(yōu)化施工工藝與技術，制訂整體工程構建規(guī)劃，對鋼纖維混凝土技術的具體應用有清晰的了解與掌握。還應加大施工人員對橋梁建設方面專業(yè)知識與專業(yè)技能的學習力度，響應國家提出的節(jié)能環(huán)保、保護環(huán)境的號召，將延長橋梁工程使用年限與提高工程質(zhì)量為目標，將“高性能化”意識充分融入實際施工。

此外，相關政府機構也應加大對相關領域技術研發(fā)的支持力度，促進橋梁施工技術持續(xù)發(fā)展，擴大鋼纖維混凝土等新興技術的應用范圍，為該技術的持續(xù)完善與優(yōu)化提供保障。

4.2 加大技術研發(fā)力度

加大對鋼纖維混凝土施工技術的研發(fā)力度，是確保該技術可持續(xù)發(fā)展的關鍵。為此，相關工作人員應對鋼纖維混凝土技術的具體應用加以關注，針對存在的不足問題進行完善。在實際施工中，應將相關數(shù)據(jù)信息加以匯總，結合具體施工需求進行技術研發(fā)。在研發(fā)過程中，應秉承可持續(xù)發(fā)展和保護環(huán)境的原則，促進鋼纖維混凝土實際應用環(huán)保價值的提高。在數(shù)據(jù)信息的收集與整合期間，應落實好對每一階段施工過程的合理控制，并做好數(shù)據(jù)記錄工作。結合實際施工情況對施工流程加以優(yōu)化，以促進鋼纖維混凝土施工技術的全面發(fā)展。

4.3 建立各環(huán)節(jié)技術管理體系

鋼纖維混凝土施工技術在橋梁公路項目中的實際應用，有一定的復雜性和煩瑣性。因此，必須構建完善的技術管理體系，以更好地發(fā)揮該技術的優(yōu)勢。此外，需要建立健全技術控制責任機制，將追責制度落實到位，以確保各工序技術應用的合理性和科學性。例如，要求在具體工作中，加大對材料拌和試驗和技術操作控制力度，確保各工序施工的規(guī)范性和標準性，以提高工程整體施工效率。

5 結語

將鋼纖維混凝土技術合理應用在橋梁工程中，能提升橋梁工程的整體施工質(zhì)量、延長其使用壽命?；谠摬牧献陨淼奶厥庑裕虼藢κ┕ぜ夹g提出了更高的要求。為此，在實際施工工作中，施工企業(yè)應重視各個施工細節(jié)，同時提升“高性能化”意識、加大技術研發(fā)力度并加強技術管理體系建設，以更有力地保障橋梁工程的整體施工質(zhì)量，同時促進鋼纖維混凝土技術的可持續(xù)發(fā)展。