玻璃纤维筋施工工法docx.docx
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玻璃纤维筋施工工法docx
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地铁明挖基坑玻璃纤维筋桩施工工法
青岛城建集团有限公司
秦志强王勇
1.前言
目前，修建城市地铁隧道的施工方法中，盾构法以其施工的高效性、安全性，受气候条
件的干扰小等特点受到广泛应用。
与传统的城市地铁盾构竖井相比，在围护桩的盾构机进洞
位置采用玻璃纤维筋代替钢筋，这样大大减少了盾构机进洞的难度和成本。
2.工法特点
在城市地铁地下连续墙的盾构机进洞位置采用GFRP筋代替钢筋，在盾构机进洞时可
以直接切削围护墙掘进，从而避免了事前切断钢筋与凿除洞门的工作。
这样不仅简化了施工
工艺、加快了施工进度、减少施工风险，又减少了围护墙前地层加固范围和降低地层与围护
墙间的止水要求，还节约了成本，取得一定的经济效益。
3.适用范围
该工法适用于区间采用盾构法，车站采用明挖法的地铁施工。
4.工艺原理
玻璃纤维筋钻孔灌注桩是在普通钻孔灌注桩的基础上用玻璃纤维筋替代钢筋。
玻璃纤维
筋（glass-fiber-reinforcedplasticbar，GFRP）作为钢筋笼材料，是由纵向连续的玻璃纤维
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和一种热固性的聚合物树脂通过拉挤工艺和表面处理制成的杆体材料，得到的纤维聚合物表
面由玻璃纤维束螺旋缠绕，并用树脂包裹，形成类似钢筋的齿，以提高与混凝土的黏结性能。
与普通钢筋相比，具有质量轻、抗拉强度高、静剪切力很高但动剪切力较低、抗腐蚀性强、
弹性模量低、无法进行除切割以外的现场加工（如焊接、弯曲）等特点。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
施工准备
测放桩位
护筒制作、埋设
桩机就位
钻孔
泥浆制备
验孔
清孔
安放钢筋笼
钢筋笼加工
安装导管
二次清孔
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混凝土灌注
5.2操作要点
5.2.1施工准备
1、技术准备
（1）根据《地质勘察报告》详细了解场地地层分布，地下水水位和水质情况。
（2）对图纸进行会审，选取合理的成桩工艺，编制详细施工组织设计，批复后实施。
（3）进行技术交底，使所有参与钻孔桩施工的施工人员明确本岗位的具体技术要求、
职责，防止出现质量事故以及误操作引起的质量安全事故。
（4）搜集有关建筑物场地及附近地上、地下管线.建筑物、构筑物的资料，对可能受影响的要制定相应的保护措施。
2、现场准备
（1）地上、地下障碍物都处理完毕，达到“三通一平”，对施工现场进行合理的规划与
布置。
施工现场平面布置。
场地平面布置主要分为施工区、钢筋笼制作区、弃浆池。
（2）泥浆制备准备工作：
根据施工场地和桩位分布情况，合理布置泥浆池；泥浆材料准备。
3、材料机械准备
（1）根据设计图纸要求的材料品种、规格计算材料需用量，编制材料计划。
（2）依据材料需用计划及进度计划编制材料供应计划，落实材料货源，合理及时进
场。
（3）钻机、护筒、钢筋、泥浆箱等相关材料进场。
5.2.2测放桩位
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1、测量工依据设计图纸、交接桩资料,按照导线点及有关工程点坐标,用全站仪测量桩
位。
2、在孔位中心桩四角测放出护桩点，作为施钻中桩位控制点和检查点。
5.2.3护筒制作、埋设
护筒的直径与钻头直径和成孔方法有关：
用冲击法成孔，护筒内径比钻头直径大200
—400mm。
每节护筒的长度，视需要而定，一般为1.5—2.0m。
1、护筒的制作
（1）护筒是重复使用的设备，在构造上要坚固耐用，便于安装和拆除。
一般多采用钢
制护筒，钢护筒由钢板卷制而成，钢板厚度4—12mm。
（2）为了吊装方便，在护筒的外侧焊以3—4个吊耳。
（3）护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。
（4）为便于泥浆循环，在护筒顶端设高400mm、宽200mm的出浆口。
2、护筒埋设
（1）护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于
1%。
（2）护筒顶端高度宜高出地面0.3—0.5m；处于水中时，应高出水面1.0—2.0m。
（3）护筒的埋设深度应根据设计要求或桩径及水文地质情况确定，一般情况埋置深度宜为2—4m，特殊情况应加深以保证钻孔和灌注桩混凝土顺利进行。
（4）护筒就位用十字交叉法定位，将坑内的护筒调平、调正，然后在护筒的四周对称而均匀的回填最佳含水量的粘土，分层对称夯实，防止护筒倾斜。
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图5.2.3-1埋设护筒
5.2.4桩机就位
护筒埋设完成后，钻机就位,其下铺垫枕木,底座调平,确保成孔桩位准确。
在钻进中不应
产生位移或沉陷，否则应及时处理。
桩机移动定位一般采用吊车，并用千斤顶配合调整，使钻头中心对准桩位中心，最大偏
差不大于10mm。
采用“十字”交叉法校核，在护筒外1—2m范围内安设四根钢筋，坐落在以
桩位中心为原点的坐标轴上，从两个方向查看负重钢丝绳是否处于交点。
钻孔机就位时，为准确控制钻孔深度，应在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施
工中进行观测、记录。
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图5.2.4-1钻孔桩机图5.2.4-2桩机就位
5.2.5泥浆制备
普通泥浆是粘土与水的拌合物，由于泥浆的静水压力比水大，可在井孔壁上形成一层泥
皮，阻隔孔外渗流，防止坍孔。
泥浆还起浮悬钻渣的作用，特别是在冲击钻孔中。
根据钻孔方法和地层情况，采用不同性能指标的泥浆。
一般应符合下表：
地层情况
相对密度
粘度Pa.S
静切力Pa
含砂率%
胶体率%
失水率
PH
ml/min
值
粘性土
1.05—1.20
16--22
1.0—2.5
＜8--4
＞90--95
＜25
8--10
其它
1.2—1.45
19--28
3--5
＜8--4
＞90--95
＜15
8--10
现场设置沉淀池和储浆池，距离相近的桩孔可共用一套系统。
泥浆池及沉淀池的位置、
大小因地制宜，钻进过程中随时捞取泥浆槽、池中的钻碴。
使用后的废弃泥浆经过三级沉淀处理后排放,待沉渣凉干后运至业主或环保部门所规定
的堆放位置。
图5.2.5-1泥浆池砌筑图5.2.5-2泥浆池
5.2.6钻孔
钻孔前，由测量人员对护筒位置进行复测，并对会同有关人员对桩位轴线进行复核，轴
线桩位经复核无误后即可进行钻进施工。
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钻孔的顺序也应实事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使
钻机的移动距离不要过远和相互干扰，钻进过程中，要经常检查钻孔直径和竖直度，随时检
查平台的水平度，发现倾斜，及时调整，确保成孔垂直度。
5.2.7验孔
在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。
验收方法是制
造一个长度等于4—6倍桩径，直径等于孔径的钢筋笼，将钢筋笼吊放入孔，并顺利放到设
计要求的孔底，说明孔径和偏斜度达到要求。
孔深用测绳和钢尺丈量。
表5.2.7-1钻孔成孔质量标准
项目
允许偏差
孔中心位
群桩
100
置（mm）
单排桩
50
孔径
不小于设计桩径
（mm）
倾斜度
钻孔桩
小于1%
摩擦桩
不小于设计规定
孔深
支承桩
比设计深度超深不小于
50mm
有设计要求
符合设计要求
摩
≤1.5m
≤300mm
沉淀厚度
擦
无设
直径
＞1.5m
计要
（mm）
桩
桩长
＞40m
≤500mm
求
土质较差的桩
支承桩
不大于设计规定
相对密度
1.03—1.10
清孔后泥
粘度
17—20Pa.s
浆指标
含砂率
＜2%
胶体率
＞98%
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图5.2.7-1探孔器验孔
5.2.8清孔
在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，
引起钻孔坍塌。
5.2.9钢筋笼加工
1、钢筋笼材料要求
（1）玻璃纤维筋钢筋笼是由钢筋段钢筋笼和玻璃纤维筋段钢筋笼组成的。
（2）钢筋、焊条品种规格和技术性能应符合国家现行标准规定和设计要求。
（3）受力钢筋同一截面的接头数量、搭接长度和焊接质量应符合设计规定和规范要求。
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（4）玻璃纤维筋抗拉力学指标的标准值应具有不小于99.87%的保证率，同一批次的
玻璃纤维筋样本应不小于25根，一般情况下同一个盾构井的玻璃纤维筋应为同一批次。
（5）玻璃纤维筋的螺纹杆体表面质地应均匀、无气泡、裂纹及其它缺陷，其螺纹牙形、牙距应整齐，不得有损伤。
（6）玻璃纤维筋中的玻璃纤维应该采用含碱量小于0.8%的无碱玻璃纤维（E-Glass）。
树脂基体仅允许使用乙烯基和环氧树脂体系或乙烯基树脂和环氧树脂混合树脂，以满足产品
物理和基本耐久性使用的要求，树脂基体的原料聚合物不允许含有任何聚酯成分。
图5.2.9-1玻璃纤维筋箍筋图5.2.9-2玻璃纤维筋主筋
2、钢筋笼加工
玻璃纤维钢筋笼材料加工完成合格后，将钢筋笼和玻璃纤维钢筋笼分别加工。
钢筋笼加工按设计尺寸做好加劲圈（箍筋），并在其上标出主筋位置。
把主筋摆在平整
的工作平台上，在其上表明加劲筋的位置。
使加劲筋上的任一主筋标记对准主筋中部的加劲
筋的标记，扶正加劲筋并使其与主筋垂直后进行点焊。
一次，在一根主筋上焊好全部加劲筋。
玻璃纤维钢筋按照设计长度加工，在主筋上标注绑扎位置进行绑扎，严格控制钢筋间距。
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受力主（纵）筋间GFRP筋与钢筋、GFRP筋与GFRP筋之间的连接应采用钢制U型
卡连接，搭接长度≥44d（d为主筋直径），U型卡应与筋材直径相适应，每根筋材连接端的
U型卡数量不得少于两个。
其余部位间的GFRP筋与钢筋、GFRP筋与GFRP筋之间的
连接可以采用铁丝绑丝或者尼龙绳进行绑扎，绑扎应该牢靠用。
图5.2.9-3U型卡连接
玻璃纤维筋笼制作过程中应注意采取增加玻璃纤维筋筋笼刚度的措施（如筋笼两侧采用
工字钢包边、筋笼内部采用一些玻璃纤维筋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。
5.2.10安放钢筋笼
1、钢筋笼吊装
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GFRP筋与钢筋、GFRP筋与GFRP
筋之间），吊装的方式宜采用从上向下（沿高度方向）的三吊点方式起吊，第一吊点一般位
于筋笼最上部1米范围之内，第二吊点一般位于第一次连接点位置以上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。
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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上。
钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：
骨架倾斜度±0.5％；骨架保护层厚度±20mm；
骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程+20mm，骨架底面高程±50mm。
图5.2.10-1玻璃纤维筋筋笼吊装
2、钢筋笼入孔
采用定位钢筋环、混凝土垫块，或在埋设钢筋笼前在孔中对称设置环形均匀放置3-4个，
沿骨架方向每2m设置一道，以确保保护层厚度。
钢筋笼下放前，先用测孔器检查成孔，确保成孔无质量问题方可下钢筋笼。
清除孔口杂
物，安放操作面跳板和钢筋笼横担枕木。
实行“一二三”的原则，既一个人观察指挥，二个人
井口焊接，三个人扶导入孔。
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吊放钢筋笼入孔时应对准孔位，保持垂直，轻放、缓慢入孔，不得左右旋转。
若遇阻碍
应停止下放，查明原因进行处理。
严禁高提猛落和强制下压。
吊装钢筋笼，要平稳，对准桩
孔后缓慢放下，不得磕碰井壁，并设专人指挥。
钢筋笼下沉到设计位置后，应立即固定，在钢筋笼顶面焊接2根与主筋直径相同的定
位钢筋，上端做成环状，钢筋笼下沉到位后，经对中调整，然后从定位钢筋环中插入横杠将
钢筋笼固定在准确的标高处，防止钢筋笼的移位、下沉。
也可将钢筋笼与孔口护筒临时焊接。
根据护筒顶面标高和钢筋笼顶面标高,确定定位筋（吊筋）长度,用1根钢管穿过吊筋固
定在护筒顶上。
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图5.2.10-2钢筋笼入孔
5.2.11安装导管
钢筋笼安放完成后，立即安装导管，导管可以逐节安装，也可以分段预接，逐段安装。
在拼接导管时，上下法兰要对正，只见垫以4—5mm厚的橡胶垫圈，连接螺栓要对称拧紧，
拧紧力均匀一致，以保导管密封。
便于拆卸。
导管长度必须满足设计要求，保证导管底端距
离桩孔底部0.3-0.5m。
图5.2.11-1导管
5.2.12二次清孔
将泥浆泵与导管相连，进行二次清孔，防止塌孔及成渣产生。
5.2.13混凝土灌注
.
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混凝土采用水下灌注混凝土，水泥的强度等级不宜低于42.5，宜为设计混凝土强度的
1.5—2倍。
混凝土拌合物应有良好的和易性，在运输和灌注过程中无明显离析、泌水现象。
灌注时应有良好的流动性，其坍落度宜为180—220mm，保持坍落度降低到150mm的时
间不小于1h。
首批混凝土拌合物下落后，混凝土应连续灌注，导管埋深宜控制在2—6m深。
在灌注
过程中，应随时测探孔内混凝土面的高度，计算导管的埋置深度，及时调整埋深。
为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应灌注一定高度的混凝土，一般为
0.5—1.0m，
以保证桩顶混凝土强度，多于部分接桩前凿除，残余桩头应无松散。
6.材料与设备
6.1材料
钢筋、玻璃纤维筋、U型卡扣、混凝土、电线、电缆、配电箱、水管、钉子、铁丝、塑
料管、护筒、导管、水准仪、全站仪、钢尺、对讲机、红油、钉子、锤子、木桩、钢桩等。
6.2设备
钻机、挖掘机、装载机、吊车、发电机。
电焊机、钢筋切断机、千斤顶、泥浆泵、水准
仪、全站仪。
表6.1-1主要材料与设备机具
序号
名称
型号
单位
数量
用途
1
钻孔桩机
乌卡斯CZ-60
台
1
钻孔
2
挖掘机
SY235C-9
台
1
清理整平场地
3
装载机
SYL956H5
台
1
现场渣土倒运
4
25T
1
下钢筋笼、吊装导管、协助
吊车
台
灌注砼
5
发电机
康明斯4B3.9-G1
台
1
备用电源
6
电焊机
ZX7-200
台
3
钢筋焊接
.
.
7
钢筋切断机
GQ60
台
1
钢筋加工
8
千斤顶
维尼/1T
台
1
桩机就位调整
9
泥浆泵
F1300
台
1
泥浆循环、排放
10
水准仪
SDZ-2
个
1
高程测量
11
全站仪
徕卡TS15
台
1
测量放样
7.质量控制
7.1标准规范
《工程测量规范》GB50026-2007
《混凝土外加剂应用技术规范》
GB50119-2003
《混凝土质量控制标准》GB50164
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（
GB50204-2002
）
《组合钢模板技术规范》（GB50214-2001
）
《混凝土强度检验评定标准》（
GBJ107-87
）
《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003
，J253-2003
）
《建筑地基处理技术规范》（
JGJ79-2002，J220-2002
）
《公路桥涵施工技术规范》（
JTJ041—2000）
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
《建筑桩基检测技术规范》JGJ106-2003
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
.
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7.2质量保证体系
（1）建立健全质量保证体系，成立以项目经理为组长、项目总工为副组长、各部门和施工队负责人为组员的质量管理小组，进行明确的分工，做到质量工作人人有责。
（2）制定严格的经济奖罚措施，使工程质量与个人收入紧密挂钩；在施工过程中，实行质量否决权，各级质量人员严格把关。
（3）建立质量信息反馈制度，通过自检、互检、专检、抽检将质量情况及时反馈到有关部门，重要质量信息要上报项目总工，对反馈的质量信息要组织技术人员进行攻关分析原因，制定改进措施。
7.3质量控制措施
（1）设计文件下发后，认真组织各专业技术人员学习图纸，了解设计意图，熟悉图纸
内容，对照核对，并将会审中发生的问题及时分类书面报告设计单位及建设单位，做到施工
图上的问题施工前解决。
（2）根据施工方案在开工前进行技术交底，对影响工程质量的各种因素，各个环节，
首先进行分析研究，实现有效的控制。
特别是砼的外观质量必须严格控制，对不足的地方重新进行改进。
（3）召开工程技术会议，对新工程的关键部分和关键工序建立质量控制点、抓难点，群策群力保证工程质量。
（4）积极引进先进的新设备、新技术，采用先进的施工方法和工艺，使用新材料、新工艺前，必须经过反复的试验和组织论证，并得到监理工程师和设计人员的认可。
（5）坚持持证上岗制度，凡参加施工的生产人员，都必须经严格的技术培训，达到与所从事的工作相适应的技术水平，并熟悉工艺要求、质量标准后方能上岗。
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（6）对业主提供的轴线控制桩、标高原始点验证并办理移交手续，作好工程测量控制
网。
（7）混凝土的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。
（8）桩芯灌注混凝土量不得小于计算体积。
砼应保证连续浇注不中断。
（9）灌注混凝土的桩顶标高及浮浆处理必须符合设计要求和施工规范的规定。
（10）成孔深度和终孔基岩必须符合设计要求。
（11）混凝土到现场后，必须进行坍落试验，符合要求后方可浇筑。
（12）混凝土制作必须按照混凝土配合比下料，严格控制用水量。
（13）混凝土灌注过程中，严格按操作规范进行，防止出现断桩现象。
（14）钻进过程中，要随时对钻渣取样，核实地质情况。
（15）钻进深度达到设计要求后，应对孔径、深度、斜度全面仔细检查，并申报监理工程师，符合要求且在监理工程师同意后方可浇筑混凝土。
（16）钢筋焊接接头，必须符合钢筋焊接及验收的专门规定。
（17）钢筋笼的主筋搭接和焊接长度必须符合规范的规定。
焊接应互相错开，35倍钢
筋直径区段范围内的接头数不得超过钢筋总数的一半。
（18）原材料验收。
施工中所使用的材料必须按照设计要求，施工技术标准及合同的约定，对所购材料、设备等按其规格、型号、材质、性能等技术指标进行检查、验收，填写
材料报验单，并备齐合格证、准用证、复验报告单报监理单位审批，并做到不拖报、不漏报，不合格产品一律不得进入施工现场。
（19）水下混凝土灌注完毕以后24小时内，距离桩位5m以内不得进行钻孔施工或其
他具有振动性的作业，以保护新浇筑的混凝土。
8．安全措施
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（1）牢固树立"安全第一，预防为主"的安全施工指导方针，认真执行“安全生产责任制”，建立以项目经理为首，项目部专职安全员、相关管理人员、各施工生产单位专职安全员及作业班组兼职安全员参加的安全生产领导小组，切实保证安全保证体系的运行。
（2）安全片产责任制。
各级管理人员到位生产工人按照国家规章制度和单位有关规定，逐级建立和完善安全生产责任制，做到分工明确，责任到人。
（3）为调动员工搞好安全生的积极性，维护生产经营的正常秩序，确保安全生产，在安全生产管理方面进行考核和奖惩。
（4）所有专业工种都必须结合工种和施工现场地形特点，加强岗前培训，系统掌握有关安全知识，并通过考核合格后持证上岗。
（5）岗前安全教育，包括安全技术知识的考核，采用新设备、新工艺、新材料的安全
操作教育等。
（6）严格执行安全交底制度，各级负责人在安排生产任务的同时，要布置安全工作。
（7）坚持安全例会制度，加大宣传力度，实行日检、周检和月检，特殊情况随时检，形成人人受教育，安全人人管的局面。
杜绝安全隐患，保证施工安全。
（8）各分项、分部工程进行安全交底时，必须严格按照工程施工选定的安全标准，对
专业性较强或特殊环境的施工项目必须编制专项安全施工组织措施（设计）。
（9）安全检查坚持以自查为主、互查为辅，边查边改的原则；安全检查的主要内容有：
查思想、查制度、查纪律、查领导、查隐患、查落实。
（10）若发生安全事故，本着“三不放过”的原则处理。
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