玻璃纤维筋应用

1、深圳地铁11号线11301-1标段玻璃纤维筋连续墙施工技术总结中铁六局集团有限公司深圳地铁11号线BT项目11301-1标项目经理部2013年5月11日13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11 工程概述12 明挖段连续墙概述22.1 连续墙概况22.2 地形、地貌22.3 水文地质条件2第二章 玻璃纤维筋连续墙的设计与施工31 玻璃纤维筋连续墙的设计31.1 与

2、普通钢筋相比较，玻璃纤维筋有着优异的力学性能：31.2 玻璃纤维筋连续墙图示31.3 玻璃纤维筋代换工程量52、玻璃纤维筋连续墙施工62.1施工过程62.2 施工前准备62.3 制作和吊装62.4 水下混凝土灌注103 玻璃纤维筋连续墙质量控制要点103.1 原材料玻璃纤维筋进场控制103.2 卡扣连接接头控制要点103.3 玻璃纤维筋笼骨架自身稳定性差的控制要点113.4吊装过程全程旁站114 与普通钢筋笼相对比,玻璃纤维筋笼的不同11第三章 总结11参考文献12作者简介13第二章 玻璃纤维筋连续墙的设计与施工第一章 工程概况1 工程概述福车区间明挖渡线，起于地铁2号线与3号线换乘站福田站（

3、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19.220.95m，覆土厚度411.64m。图 1 本标段平面图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

4、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27.228.31m，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4.05.6m，“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

5、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（53）。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1.208.60m。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

6、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：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，但质量只有钢筋的1/4；弹模稳定，约为钢筋的1/32/5；电热绝缘，热膨胀系数比钢筋更接近水泥；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；抗剪强度较低，普通的玻璃纤维筋抗剪强度仅有5060MPa，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

7、成异常的刀具损坏。但是玻璃纤维筋与钢筋最大的差异为玻璃纤维筋的弹性模量小，是典型的脆性材料，应力应变曲线在断裂前表现出明显的线性关系，极大的影响了玻璃纤维筋笼起吊时的稳定性和基坑开挖阶段玻璃纤维筋连续墙的抗弯、抗剪承载能力。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

8、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1G28/252584.1721.72584.179949.06钢筋总重17195.26kg;平均4.5元/kg2G22/201154.3315.11154.332851.203G20/251079.4812.81079.484156.004G12/122705.2270239.76根据市场价格信息，玻璃纤维筋较钢筋略贵（玻璃纤维筋：2584.1721.71154.3315.11079.4812.82705.288728.22元，钢筋17195.264.5=77378.67元），但由于玻璃纤维筋较轻制安费仅为钢筋的1/4，同时还减

9、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，采用玻璃纤维筋成本有一定降低，且采用玻璃纤维连续墙减少了破除钢筋混凝土连续墙施工时的产生的涌泥、涌沙、涌水等安全风险,节省了为避免该类风险所投资的资金，同时缩短了施工工期710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：10mmd22mm时，其抗拉强度600MPa，弹性模量40GPa；当直径d22mm时，其抗拉强度500MPa，弹性模量40GPa2.3

10、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 5 U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

11、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

12、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

13、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

14、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：严格检查钢筋笼和纤维筋笼的对接接头质量。4 与普通钢筋笼相对比,玻璃纤维筋笼的不同相对于普通钢筋笼，玻璃纤维筋钢筋笼存在如下差异：1、在工期方面，相较于普通钢筋，玻璃纤维筋为厂商定制的，由于现场无法进行加工，故需要精确把控尺寸，一旦料错误将导致的工期延误。其外形为直接定制，减少了普通钢筋的加工步骤，而绑扎的搭接方式代替了焊接工序，节约了筋笼的制作时间。2、在施工难易度方面，玻璃纤维筋的抗弯、抗剪承受能力与普通钢筋相差很多且质量较轻，故在筋笼起吊、

15、下笼、浇筑过程中稳定性不及普通钢筋笼，易出现散笼、卡笼、上浮等特殊状况，需要在筋笼制作及吊装中特别关注。3、在施工安全方面，相较于目前应用较为广泛的部分或完全破除盾构端钢筋笼连续墙的施工方法，玻璃纤维筋笼连续墙可被盾构机直接贯穿，避免了易发的涌泥、涌水、涌沙等危险状况，节约了破除连续墙的成本，同时还减轻了粉尘与噪音等污染。4、 在经济方面，相较于普通钢筋，玻璃纤维筋较轻，变向降低了筋笼的制安费用，同时由于玻璃纤维筋笼较大，降低了连续墙的幅数，节约了连续墙接口工字钢或锁口管的数量，节约了成本。作者简介第三章 总结与普通连续墙相比，玻璃纤维筋连续墙在盾构始发部位有着出众的表现：1. 由于玻璃纤维筋

16、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. 由于玻璃纤维筋脆性材料易破坏的特性，施工过程中需注意保障搭接长度、超筋替换以及增加工字钢包边或后期可去除的钢筋桁架来确保起吊及基坑开挖过程中玻璃纤维筋混凝土构件的稳定性。4. 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。尽管玻璃纤维筋连续墙有着以上优点，但是由于其材质特殊性存在如下问题需施工时注意：1. 在工期方面，相较于普通钢筋，玻璃纤维筋为厂商定制的，由于现场无法进行加工，故需要精确把控尺寸，一旦料错误将导致的工期延误，故下料时需要特别关注。2. 由于玻璃纤维筋材质上抗弯、抗剪承受能力与普通钢筋相差，故稳定性不及普通钢筋笼，而为