钢纤维混凝土在仓壁施工中的应用

常德亮

(滨海金地矿业工程技术(北京)有限公司，北京 100027)

1 工程概况

神华准能哈尔乌素露天矿选煤厂产品仓工程土钉墙仓壁采用C40钢纤维喷射混凝土，加筋土挡墙预制面板采用C30钢纤维混凝土。

采用土钉墙作为基坑永久性支护且作为煤仓的仓壁使用。土钉墙按20m长的工作量为一个施工段，共划分为24个施工段。其中土钉直径为120 mm，拉杆采用Ф25精轧螺纹钢，注浆采用水泥砂浆，水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥，砂浆强度等级M20。若遇砂层，改用φ51钢管，采用纯水泥浆，水灰比1∶0.65。

土钉按1 000×1 000方格网布置，其中直立开挖段位土钉与锚杆联合支护。共布置土钉2 541根，长度8 m～18 m;总计40 000 m;锚杆3 510根，长度20 m，总计70 740 m。喷射混凝土面层厚度150 mm;钢筋网主筋2Ф16，网筋φ8@200。钢筋网片搭接长度大于300 mm。面层分两次喷成，强度等级:第一层C25，采用普通混凝土;第二层C40，采用铁屑混凝土(仅用于仓壁部分，其他部位仍用C25普通混凝土)。面积共约7 000 m2(仓壁部分约2 250 m2)。

2 施工要点

2.1 土钉墙面层施工

1)操作要求。喷射混凝土采用干喷法施工，严格按配比拌制喷射混凝土干料，分片按自下而上的顺序进行。喷头与受喷面的距离宜控制在0.8 m～1.0 m范围内，射流应垂直指向受喷面以减少回弹率，喷射厚度70 mm。在土钉部位应从边壁开始喷射，防止出现空隙。喷射面层接缝时，应清除施工缝接合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水使接合面潮湿。第一层喷射混凝土厚度应符合设计要求和规范要求。为便于控制面层厚度，应在坡面上打设厚度标记，垂直与水平标记间隔为1 m。第二层喷射混凝土的配合比为C40，且仓壁部分为钢纤维混凝土，与初喷的第一层混凝土配合比不一样，施工中应严格进行控制，防止混淆。施工时，应清除第一层喷射混凝土面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水使接合面潮湿，并严格控制面层均匀盖过厚度标记，第二层喷射厚度50 mm，确保厚度达到设计要求。喷混凝土终凝后要对喷射混凝土表面及时进行洒水养护。

2)技术要求。a.混凝土原料应符合质量要求。b.应严格控制混凝土配比。c.应按规定做混凝土试块，养护期满后及时送检。

2.2 加筋挡土墙预制面板施工

钢纤维混凝土施工如下:

1)原材料及配合比。a.每盘用料如下:水泥100 kg、粉煤灰17.4 kg、砂 296 kg、碎石289 kg、钢纤维 20.3 kg、高效减水剂 2.35 kg，水 52.8 kg。坍落度要求 50 mm ～ 70 mm;b.水泥:采用 P.O32.5级普通硅酸盐水泥;c.碎石:碎石粒径不宜大于钢纤维长度的2/3，一般为5 mm～20 mm，含泥量小于1%;d.砂:宜用中粗砂，细度模数2.5～3.0，含泥量小于3%;e.钢纤维:采用佳密克丝钢纤维，型号 RC65/60BN，长度 60 mm，直径 0.9 mm，等级:65，单根钢丝最低抗拉强度:1 000 N/mm2，掺量20 kg/m3;f.水:采用可饮用的自来水;g.模具:根据面板厚度，采用［16槽钢拼装模具，底座处用竹胶板拼装。

2)混凝土搅拌。由于钢纤维容易在搅拌时结团或分布不均，所以确保合理的配合比和搅拌工艺是至关重要的。搅拌机司机必须待各种掺加料均掺加完毕后才能提升料斗。为防止钢纤维混凝土在搅拌时纤维结团，在施工时每拌一次的搅拌量不宜大于搅拌机额定搅拌量的80%。采用滚动式搅拌机拌和，在搅拌混凝土过程中必须保证钢纤维均匀分布。为保证混凝土混合料的搅拌质量，采用先干后湿的拌和工艺。投料顺序及搅拌时间为:粗集料→钢纤维(干拌1 min)→细集料→水泥(干拌1min)，其中钢纤维在拌和时分三次加入拌和机中，边拌边加入钢纤维，再加入砂、水泥，待全部原材料投入后再拌和2 min～3 min，最后加足水湿拌1 min。总搅拌时间不宜超过6 min，超搅拌会引起湿纤维结团。按此程序拌出的混合料均匀。若在拌和中，先加水泥和粗、细集料，后加钢纤维则容易结成团。而且纤维团越滚越紧，难以分开，一旦发现有纤维结团，就必须剔除掉，以防止因此而影响混凝土的质量。

3)混凝土浇筑。用三轮车将混凝土倒在模具一侧的铁皮上，人工用铁锹装入模具内，然后用振动棒进行振捣。斜壁板的三角形支座待面板混凝土初凝后进行浇筑，并用圆钢Φ16配合振动棒振捣。振捣时，严禁将振动棒横放在板钢筋上，应竖直振捣，插入点间距为150 mm，每点振捣15 s，角部应加强振捣一次，振动棒要快插慢拔。三角形支座混凝土振捣时振捣棒要插入下层混凝土50 mm。振捣时严禁碰撞模具及拉环，如发现拉环或钢筋发生位移应及时进行调整。

4)混凝土养护。混凝土浇捣完毕后，立即用铁抹子将表面抹平并覆盖塑料薄膜，待混凝土初凝后，用铁抹子抹压一遍，然后覆盖塑料薄膜及草袋子一层，草袋子用砖压住并且要始终保持潮湿。

3 成品保护

1)对喷射成型的土钉墙，要避免机械碰撞，主体结构施工期间，避免高空坠物撞击土钉墙。2)在土钉墙顶端浇筑1 m宽钢筋混凝土压顶，防止雨水对壁后土体造成浸害。3)预制加筋土面板混凝土浇筑完毕后，待强度达到75%以上时，方可起板，起板时，严禁吊挂镀锌钢筋拉环，应另埋起吊环。面板堆放时，严禁碰撞坚硬物体以防损坏棱角。4)面板安装过程中，要平稳操作，防止缺棱掉角。

4 应注意的质量问题

1)平整度:由于土钉墙有立面及55°斜面两种，均为喷射混凝土，因此，每喷完一段，要随即用刮杠刮平，低凹处需重新喷一层混凝土，然后再刮平。

2)裂缝:土钉墙仅有150 mm厚且为大面积施工，要注意浇水养护。

3)空鼓:土壁暴露在空气中时间不宜超过12 h，同时考虑天气状况，冬季施工时，开挖后应立即施工，夜间挂棉被保温或回填虚土。

4)露筋:喷射混凝土必须要埋住土钉螺帽;预制面板时，要用砂浆垫块保证保护层厚度。

5 应用效果

1)钢纤维混凝土具有比普通混凝土优良的抗弯拉、抗裂、抗冲击、耐磨等物理力学性能，抗裂性能好、收缩率低。

2)钢纤维混凝土中的钢纤维一般呈三维乱向分布，沿每个方向都有增强和增韧作用。钢纤维对混凝土结构复杂应力区增强是非常有利的，而且容易浇筑成型，比钢筋混凝土更能适应各种复杂的结构形式。

3)钢纤维混凝土的喷射施工，省去了支拆模、搭拆架的工序，大大简化了施工难度，提高了施工速度，保证了耐磨度。

［1］《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，2001.

［2］GB 50086-2001，锚杆喷射混凝土支护技术规范［S］.