玻璃纤维筋应用.docx
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玻璃纤维筋应用
玻璃纤维筋连续墙施工技术总结
2013年5月11日
摘要
深圳地铁11号线福车区间围护结构为800mm地下连续墙加内支撑体系，玻璃纤维筋在地铁基坑围护结构盾构端墙中局部代换钢筋，本文主要阐述玻璃纤维筋在施工过程及所需注意的问题并结合这次施工进行分析.
关键词地下连续墙施工玻璃纤维筋
目录
摘要I
目录II
第一章工程概况1
1工程概述1
2明挖段连续墙概述2
2.1连续墙概况2
2.2地形、地貌2
2.3水文地质条件2
第二章玻璃纤维筋连续墙的设计与施工3
1玻璃纤维筋连续墙的设计3
1.1与普通钢筋相比较，玻璃纤维筋有着优异的力学性能：
3
1.2玻璃纤维筋连续墙图示3
1.3玻璃纤维筋代换工程量4
2、玻璃纤维筋连续墙施工6
2.1施工过程6
2.2施工前准备6
2.3制作和吊装6
2.4水下混凝土灌注10
3玻璃纤维筋连续墙质量控制要点10
3.1原材料玻璃纤维筋进场控制10
3.2卡扣连接接头控制要点10
3.3玻璃纤维筋笼骨架自身稳定性差的控制要点11
3.4吊装过程全程旁站11
第三章总结11
参考文献12
作者简介13
第一章工程概况
1工程概述
图1本标段平面图
福车区间明挖渡线，起于地铁2号线与3号线换乘站福田站（已投入运营），总长124.7m，呈东西方向，位于深圳广电大厦以南，深南大道以北。
明挖段东端头设置一个轨排井（为两层结构，结构外边线宽19.54m，长31m），西端头设置盾构始发井（为两层结构，结构外边线宽20.36m，长15.6m），标准段宽15.58m（为一层结构），基坑深度19.2～20.95m，覆土厚度4～11.64m。
2明挖段连续墙概述
2.1连续墙概况
明挖渡线围护结构采用“地下连续墙+内支撑”的结构形式，标准段和轨排井内支撑第一道横撑采用0.6m宽、0.8m高的钢筋砼支撑，其它三道支撑采用钢管支撑。
盾构始发井除第四道为钢支撑外均采用钢筋砼支撑。
结构施工期间还将设立一道倒换撑。
地下连续墙嵌入基坑底的深度为8m，福车区间明挖段地下连续墙厚800mm，深27.2~28.31m，采用水下C35混凝土灌注，地下连续墙间接头采用工字钢形式，部分连续墙采用锁扣管接头。
明挖渡线地下连续墙槽段总数57幅，其中标准墙50幅，幅长为4.0～5.6m，“Z”型1幅，“L”型6幅。
连续墙深入基坑底部8m，连续墙底部进入强风化粗粒花岗岩地层。
图2阴影部位为玻璃纤维筋连续墙
2.2地形、地貌
福田站～车公庙站区间明挖渡线原地貌为剥蚀残丘（台地）间冲沟以及滨海滩涂地貌单元，现已填筑或推平，现状为道路、住宅区等，地形平坦。
该地段建筑不多，交通繁忙。
明挖渡线地质情况从上至下地层主要包括第四系全新统人工堆积层（Q4ml），第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl），第四系残积层（Qel），燕山期粗粒花岗岩（γ53）。
2.3水文地质条件
明挖渡线范围地下水主要有第四系孔隙潜水、基岩裂隙水。
第四系孔隙潜水主要赋存于冲洪积砂层中。
砂层主要被人工填土层及上层冲洪积粘土、粉质粘土层覆盖，局部地段被淤泥、淤泥质粉质粘土层覆盖，地下水略具承压性，最大承压水头一般为地表。
第四系冲洪积砂层水量较丰富，具有中等～强透水性及中等～强富水性。
地下水水位1.20～8.60m。
岩层裂隙水较发育，但广泛分布在粗粒花岗岩的中～强风化带、构造节理裂隙密集带及断层破碎带中。
富水性因基岩裂隙发育程度、贯通度、与地表水源的连通性而变化，主要由大气降水、孔隙潜水补给，局部具有微承压性。
第二章玻璃纤维筋连续墙的设计与施工
1玻璃纤维筋连续墙的设计
1.1与普通钢筋相比较，玻璃纤维筋有着优异的力学性能：
①高承载能力，抗拉能力强，杆体强度是同等直径螺纹钢筋的两倍，但重量只有钢筋的1/4；
②弹模稳定，约为钢筋的1/3～2/5；
③电热绝缘，热膨胀系数比钢筋更接近水泥；
④耐腐蚀性能好，适合在水利、桥梁、码头和隧道等潮湿或其它腐蚀性环境中使用；
⑤抗剪强度较低，普通的玻璃纤维筋抗剪强度仅有50～60MPa，具有优良的切割性。
在性能上和钢筋基本相似，与混凝土有很好的黏结性，同时又具有很高的抗拉强度和较低的抗剪强度，可以很容易的被复合式盾构机直接切割，而不会造成异常的刀具损坏。
1.2玻璃纤维筋连续墙图示
根据玻璃纤维筋的以上特点结合盾构施工的需要，盾构始发井端头的连续墙中间段改为玻璃纤维筋替代钢筋，根据玻璃纤维筋连续墙受力特点，箍筋代换时有一定加强，具体见图。
图3玻璃纤维筋笼与正常笼对比图
1.3玻璃纤维筋代换工程量
图4盾构端墙配筋数量表
根据上述配筋数量表和玻璃纤维筋代换钢筋的规格，可以得出相应的玻璃纤维筋代换钢筋的数量对应表如下：
表格1代换规格及数量对应表
序号
规格
玻璃纤维筋m/元
钢筋m/kg
备注
1
G28/Φ25
2584.17
21.7
2584.17
9949.06
钢筋总重17195.26kg;平均4.2元/kg
2
G22/Φ20
1154.33
15.1
1154.33
2851.20
3
G20/Φ25
1079.48
12.8
1079.48
4156.00
4
G12/Φ12
270
5.2
270
239.76
根据市场价格信息，玻璃纤维筋较钢筋略贵（玻璃纤维筋：
2584.17×21.7＋1154.33×15.1＋1079.48×12.8＋270×5.2＝88728.22元，钢筋17195.26×4.2=72220.092元），但减少了采用普通连续墙在盾构进出洞时破除钢筋混凝土的费用约30000元。
综合而言，采用GERP玻璃纤维筋成本有一定降低，且采用GERP玻璃纤维连续墙减少了破除钢筋混凝土连续墙施工时的安全风险，缩短了施工工期7～10天。
2、玻璃纤维筋连续墙施工
2.1施工过程
2.2施工前准备
与钢筋一样，产品进场时应核对厂家或检测机构出具的玻璃纤维筋产品合格证、质量保证书、检测报告，对品种、规格、色泽和数量进行验收，其中当玻璃纤维筋直径d：
10mm≤d≤22mm时，其抗拉强度≥600MPa，弹性模量≥40GPa；当直径d≥22mm时，其抗拉强度≥500MPa，弹性模量≥40GPa
2.3制作和吊装
受力主筋间玻璃纤维筋与钢筋、玻璃纤维筋与玻璃纤维筋之间的连接应采用钢制U型卡扣连接，U型卡扣应与主筋直径相适应，的钢筋贴于U形扣内侧,玻璃纤维筋贴于外侧，每根筋材连接端的U型卡数量不得少于两个且搭接长度不得少于40d。
图5U形扣搭接图样
其余部位间的玻璃纤维筋筋与钢筋、玻璃纤维筋筋与玻璃纤维筋之间的连接可以采用铁丝绑扎，绑扎应该牢固。
图6玻璃纤维筋笼U形扣绑扎
玻璃纤维筋笼制作过程中应注意采取增加玻璃纤维筋笼刚度的措施（比如筋笼两侧用工字钢包边、笼内部采用一些玻璃纤维桁架或后期可以去除的钢筋桁架等等），以防止在吊装以及运输过程中出现较大的变形影响玻璃纤维筋笼下放。
图7图为中玻璃纤维中的桁架筋为后期去除的
图8图为下笼过程中切割玻璃纤维筋中的钢筋桁架
对于需要吊装才能将筋笼放置到位的情况，由于盾构需要在筋笼中间（沿高度方向）穿越，所以筋笼一般会出现两个部位的搭接（受力主筋间玻璃纤维筋与钢筋、玻璃纤维筋与玻璃纤维筋之间），吊装的方式宜采用从上而下（沿高度方向）的三吊点方式起吊，第一吊点一般位于钢筋笼最上部1米范围之内，第二吊点一般位于连接点位置以上1米内，第三吊点一般位于第二次连接点位置以下合适的位置。
筋笼吊装的过程中，起吊点均需要放置在钢筋之上，严禁将起吊点放置在玻璃纤维筋或者玻璃纤维筋与钢筋的连接位置上。
图9为玻璃纤维筋笼起吊时情景
图10图为玻璃纤维筋笼运送时情景
图11图为玻璃纤维筋笼下笼时情景
2.4水下混凝土灌注
灌注水下混凝土的技术要求与传统地下连续墙相同。
区别在于玻璃纤维筋连续墙幅宽较传统钢筋连续墙大，灌注时需要采用三根导管进行水下混凝土浇注。
施工时，三根导管需均匀布置。
3玻璃纤维筋连续墙质量控制要点
3.1原材料玻璃纤维筋进场控制
对于进场玻璃纤维筋，检查是否有产品合格证，对照大样图严格检查各成型纤维筋尺寸，合格后方可卸车。
玻璃纤维筋装卸和运输过程中应轻拿轻放，不应该进行抛掷和撞击。
玻璃纤维筋应水平放置，避免暴晒，杆体端部不应沾染油污。
施工前应编制专门的施工技术交底，并在施工中认真执行。
3.2卡扣连接接头控制要点
纤维筋笼卡扣连接接头完成后项目部要求作为一道报验工序，待验收合格后方可进入下一道工序的制作。
对于接头的验收，项目部严格按照施工图纸进行检查，主要检查其搭接长度是否达到设计要求的40d，卡扣的数量是否满足每个接头不少于两个卡扣，以及卡扣的旋紧程度。
3.3玻璃纤维筋笼骨架自身稳定性差的控制要点
纤维筋材质韧性较好，纤维筋笼起吊时骨架的自身稳定性较差，容易散笼，故项目部要求施工队严格按照图纸采取增加玻璃纤维筋笼刚度的措施，设置工字钢包边以及后期可以去除的钢筋桁架等方法来保证其起吊时的自身稳定性。
3.4吊装过程全程旁站
纤维筋笼的吊装过程，项目部坚持全过程进行旁站。
其旁站要点为：
第一：
由于纤维筋笼自身质量较轻，入槽后泥浆浮力较大，导致下放困难，严禁施工队强行入槽；
第二：
严格要求施工队将增加的钢筋桁架以及侵入盾构端的工字钢包边进行割除，不给远期盾构下穿时留下隐患；
第三：
严格检查钢笼和纤维筋笼的对接接头质量。
第三章总结
1.由于玻璃纤维筋所用材料均为厂制定型产品，尺寸准确；另外，连接点采用绑扎，减少了钢筋加工工序，制作时间是普通钢筋的1/2。
制作的精度高，绑扎成型后不锈蚀，便于存放。
2.由于玻璃纤维筋是由厂商特制各种样式，可直接进行绑扎，减少了加工工序，即使需要截取，由于玻璃纤维浸渍树脂制成的，易切割，制作时可根据需要用钢锯条任意裁取，无需任何钢筋加工设备，施工极为方便。
3.施工实践表明，端头井围护结构采用玻璃纤维筋代替钢筋，盾构直接掘进通过围护结构在技术上是可行的，在国内多个城市的地铁施工中得到了较好的实践。
虽然玻璃纤维筋比钢筋略贵，但对改善施工环境，降低工程造价，提高施工进度，避免施工风险等方面表现出非常好的优越性。
值得大力推广。
参考文献
[1]刘国彬,基坑工程手册（第二版）,中国建筑工业出版社;
[2]卢致强刘建伟徐晓鹏,玻璃纤维筋混凝土在地铁工程中的设计与应用,四川建筑科学研究，2010，36（5）：
173-175;
[3]蒋小锐,玻璃纤维筋在地下连续墙中的应用{J},铁道标准设计，2009（10）：
48-50。
作者简介
李赋宁，男，2012年毕业于北京工业大学交通工程专业，2013年7月入职中铁六局集团股份有限公司盾构分公司，2013年8月加入深圳地铁11号线11301-1标项目部担任见习生，负责现场施工及质检职务。
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