玻璃纤维增强复合筋(GFRP)土钉支护施工技术措施

1、 PAGE PAGE 13玻璃纤维增加复合筋（GFRP）土钉支护施工技术措施1土钉支护在深基坑施工中是常用的一种支护技术,随着我国建筑业的不断进展，深基坑 施工越来越多。在日常建筑深基坑土钉支护施工中，经常会遇到土钉超出建筑规划红线，而传统的钢筋、钢管、钢索土钉对今后的地下管线或地下建筑物施工带来严峻的隐患.同时这些金属类 土钉不易切割清除、切割易产生火花，特殊对地下天燃气管线存在较大危急。玻璃纤维增加复合筋（GFRP）作为一种新型的钢筋代用材料已在防腐工程、道路工程中成熟应用，已有专业的厂家生产。玻璃纤维增加复合筋代替传统的钢筋等应用于土钉支护，因其易清除，很好地避开了今后地下管线或地下建筑

2、物施工的隐患。玻璃纤维增加复合筋是一种由玻璃纤维和树脂（如环氧树脂、固化剂专业成型固化而 成的杆件，表面外形为螺纹形（Glass Fiber Reinforced PolymerGFRP。它代替传统的钢筋应用于土钉支护是一种新的技术，是一种创新。玻璃纤维增加复合筋土钉支护施工工法可以削减钢筋用量，符合并响应了国家建设节能、环保和节省型社会的能源政策。 纤维复合筋的材料特性，制定相应的施工工艺和优化设计方案、参数，通过工程应用及对玻璃纤维增加复合筋土钉在整个围护结构中的监测、总结而形成。22.1 本施工技术措施施工工艺操作性强、便利、快速、用料省，可以有效缩小工作面。随挖随支，可缩短工期,削减土

3、体的扰动,提高土体的强度及稳定性,拓展了土钉支护的应用空间。2。2 本技术措施在土钉施工时削减了电焊、切割作业量，有效削减电焊、切割明火动用， 改善作业环境、削减电焊弧光污染。土钉锚杆损耗率小且用材环保，可以提高劳动作业平安，提高施工效率.2。3 玻璃纤维增加复合筋（GFRP）土钉支护紧贴围护土体，占用空间小，作业面内相对扩大了空间且不易碰撞，削减了外部施工对其影响，从而更具有平安性和牢靠性。适用范围3。1 适用于一般粘性土、粉质粘土、粉土、砂土、碎石土和有肯定粘性的杂填土的边坡或基坑支护.3。2 本技术措施用于基坑支护时，适用于侧壁平安等级为二级、三级的基坑支护且基坑深1233N102工艺原

4、理4。1（GFRP料顺纤维向抗拉强度高且塑性变形小的特点，优化土钉支护设计，细心施工和有效的监测形成平安、牢靠的支护体系。4。2做成瘦长土钉杆件.以土钉作为主要受力构件，依靠土钉与土体之间的界面粘结力或摩擦力,来承 .4.2。4.2 GFRP1-玻璃纤维增加复合筋土钉2-喷射混凝土护面层3-土体滑裂面H-支护深度施工工艺流程及操作要点施工工艺流程5.1施工要点 5.2。1玻璃纤维增加复合筋(GFRP)土钉支护的设计可参建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012 及锚杆喷射混凝土支护技术规范GB500862001。但对以下几项作相应调整和明确： 1。单根土钉抗拉承载力计算应按公式5。2.1-11

5、。350FjkFuj（5。2.11）式中: 0-基坑(边坡)侧壁重要性系数;Fjk第j Fuj第j2。单根土钉GFRP5。2.1-2AGj1.350Fjk/FG，y（5。2。12）式中 ： AGj第j 根GFRPF GFRPG，y3。土钉锚固体与土体极限摩阻力参数宜以现场测试结果为设计依据。土钉锚固体与土体极 限摩阻力标准值取现场实测平均值的 0.8 倍，同时应考虑地下水位和土体含水量变化的不利影响。4.土钉抗拉抗力分项系数宜取 1。4，进行整体稳定性验算时其整体滑动抗力分项系数宜取1.351.5,当位移把握要求严格时应取上限值。一般设计时，深度h5M1.35,8mh12m1。5， 5mh8m

6、1.4.5GFRP 筋的抗拉强度标准值宜取平均抗拉强度的72%，抗拉强度设计值宜取标准值的 75，GFRP 筋的耐受时间会发生不行逆的降低，抗拉强度设计值宜取标准值的60%。6.20kN/m220kN/m2取值。7。玻璃纤维增加复合筋土钉支护的长度应通过稳定分析和抗拉拔力验算方可确定。但一般 状况下不得小于支护深度的 1。21.5 倍，对于密实砂土和坚硬粘土可取低值，对于软塑粘性土不应小于 1.5 倍，对于顶部的玻璃纤维增加复合筋土钉的长度应适当增加20%。5。2。2玻璃纤维增加复合筋土钉支护施工前应编制施工组织设计及专项技术、平安措施，对于支护深度超过肯定规模（5m）的深基坑，依据建质200

7、987 量仪器。对于玻璃纤维增加复合筋应选择有实力的专业厂家，并依据设计土钉要求定制玻璃纤维增加复合筋和配套螺母、钢制托盘。各种支护材料、半成品进场前应进行检验合格并应向供货单位索取材料质量保证资料.34.依据设计要求及现场状况,利用仪器对各支护段进行放线,放线要设基准点不小于四处,以 复核放线的正确性。施工过程中的测量放线要求紧跟施工进度要求并能保证坡度、标高、土钉位置定位、水公平设计要求。5。2。31.土方开挖遵循“先浅后深、分层开挖、严禁超挖”的原则,并按分层、分段、对称开挖进15m.分段长度宜为 12m15m.逐层逐段开挖并准时施工土钉，挖一段支一段、挖一层支一层以确保土体稳定。2。边

8、坡土方的开挖应支配技术好的挖掘机操作手，配置专人对边坡作人工修理，专人现场跟踪管理。修理边坡使其坡度、坡面平整度符合设计要求是保证支护体系施工质量的基础和关键工序之一。3.玻璃纤维增加复合筋土钉支护墙面坡度应按设计要求进行开挖、修坡，但一般不得大于1:0。1.5。2.41。造孔依据设计土钉直径及长度、土质状况可选择湿作业法或干作业法进行。造孔前应根 据设计及定出的孔位标记安设稳妥机械，调整好成孔角度，其偏差必需符合质量把握要求。第一层玻璃纤维增加复合筋土钉造孔位置一般覆土深度不应小于 1m,其成孔直径除设计要求外宜为100mm150mm。2。由于地质状况的简单性,当现场施工与设计不符合时或遇到

9、局部障碍物时,允许调整成孔位置和方向，但应适当增加密度并取得设计的同意方可进行。5.2.5玻璃纤维增加复合筋土钉杆的安设应依据设计定尺土钉规格、长度等与成孔对应安设。在安设过程中引起塌孔或遇阻应准时补孔。玻璃纤维增加复合筋土钉杆在现场应分类堆放，储存应避开阳光直射，制作安装配套构件时应随用随装。3。 安设玻璃纤维增加复合筋土钉杆前应沿钉杆全长设置居中固定支架，其固定支架固定圆环钢筋直径不宜小于 10mm,支架直径不宜小于 6mm。居中固定支架沿玻璃纤维增加复合筋安设间1.5m5.2.5-2。土钉杆的安设应紧跟造孔进度，不宜间隔过久,以免造成塌孔。土钉杆入孔前应保证平直，并消退其表面的油渍和其他

10、污物,对锚头各螺纹段应作临时保护.5。2.6注浆材料必需符合设计及规范要求,注浆材料不得配料任凭性过大，其水泥、砂等材料应作检测合格后方可使用。注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除洁净，注浆材料要拌合均匀，随拌随用，一次拌合的材料应在初凝前用完.3。注浆开头或中途停止超过30min 时应用水泥浆润滑注浆泵及其管路.注浆时，注浆管应插250mm5.2。71。挂网应在边坡喷射一层混凝土后铺设进行，钢筋爱护层厚度不宜小于20mm。当接受双层钢筋网时,其次层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土掩盖后铺设。26mm，300mm。3。挂网绑扎完成后,应在土钉杆位置通长绑扎加强槽钢或214mm5.2。81。玻璃纤维

11、增加复合筋土钉杆必需与钢筋网连接牢靠,接受配套螺母、钢制托盘和混凝土面5。2.81。2.钢制托盘应垫设平整，玻璃纤维增加复合筋端部丝扣应露出螺母355.2.91。喷射混凝土应按设计强度要求配置，配置所用的材料应符合规范规定要求。喷射混凝土 其强度不得低于C20.当掺入减水剂或速凝剂的,5 10 分钟。2.喷射混凝土作业应分段进行,同一段内挨次应自下而上,一次喷射厚度不小于 40mm,不宜大70mm，喷头与受喷面应保持垂直，距离宜为0.6m。323d7d。4.喷射混凝土时应同时做好坡顶及坡脚的排水设施、泄水孔等。在坡顶部水平面宜设置 1m 宽以上的喷射混凝土护面。5。2。10（用于预应力张拉土钉

12、时)110预定轴向力进行预张拉， 105min后方可进行下一级荷载的张拉，达到预定荷载后稳定10min80预定值锁定.2。张拉锁定系统事先经过标定，并将油压表的读数换算成张拉压力进行把握。5。2.111。玻璃纤增加维复合筋土钉支护结构应考虑结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水 JGJ12099 中规定。施工监测应编制监测方案，并应依据设计要求提交阶段性监测结果报告。监测项目在开挖前应取得初始值，且不应少于两次。监测项目的监控报警值应依据监测对象的有关规范及支护设计要求事先确定。对周边环境变形有限定要求的二级基坑，其最大水平变形限值应满足正常使用要求.对于周边影响范围内的重要管线或支护结构作

13、永久性结构时 ,其水平、竖向变形应按满足其正常工作的要求把握。率过大时,应加密观测次数或连续监测。遇有强暴雨天气时，应准时对可能危害支护体系平安的水源进行观看并有监测数据分析。5.2。12玻璃纤维增加复合筋土钉支护应对下列项目进行质量检测验收:GFRP 土钉抗拉承载力、注浆体抗压强度、喷射混凝土厚度及强度。验收合格的标准为：GFRP 土钉抗拉承载力作不少于土钉总数的1，且不少于3拉极限承载力平均值不小于设计极限抗拔力的1.25 倍。注浆体留设试块检测验收,每个台班制作2 组试块，28 天标准养护检测抗压强度不低于设计要求。喷射混凝土厚度用钻孔法或其他方法检查，每 100m23 点，每组平均值应

14、不消灭负值，且每点厚度不超过设计厚度 15%.喷射混凝土强度留设试块检测验收，每100m2 留设试块二组，其中一组为同条件养护试块，283。 玻璃纤维增加复合筋土钉支护施工质量验收应按建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2001)的规定进行。验收按主控项目和一般项目,主控项目包括:GFRP 筋抗拉强度、土钉极限抗拔力、土钉长度、注浆体强度、喷射混凝土强度。一般项目包括射混凝土面层厚度、造孔孔径、孔位偏差。材料与设备材料GFRP 筋要求表面质地均匀,应无气泡、裂纹。其外形为螺旋纹，可以左旋或右旋，要求牙距整齐.GFRPGFRP 筋要求表面质地均匀,应无气泡、裂纹。其外形为螺旋纹，可以左

15、旋或右旋，要求牙距整齐.GFRP25mm、28mm、30mm、32mm。1。玻璃纤维增加复合筋的尺寸玻璃纤维增加复合筋的参数应符合表6.1。116。1。11 玻璃纤维增加复合筋尺寸参数公称直径mm25、28、30、32肋间距mm10mm3杆体直线度（mm/m)2注:公称直径允许偏差0.3mm，肋间距、肋高允许偏差0.1mm. 2。玻璃纤维增加复合筋的力学性能玻璃纤维增加复合筋的力学性能应符合表6。1.126.1。1-2 玻璃纤维增加复合筋的力学性能公称直径抗拉强度平抗扭矩平均抗剪强度平断裂伸长率弹性模量(mm)均值(Mpa)值（Mpa)均值（Mpa)（%）（GPa)25800130130242

16、287501501302423070018013024232650250120242玻璃纤维增加复合筋的密度1800 g /cm32200 g/cm3.6.1。2（水泥浆或水泥砂浆）水泥浆或水泥砂浆接受的水泥进场时应对其品种、级别、包装、或散装仓号、出厂日期等进 酸盐水泥、一般硅酸盐水泥GB175 的规定,强度等级不应低于 32。5MPa。玻璃纤维增加复合筋土钉注浆宜接受水泥浆,当接受水泥砂浆注浆时，砂应接受中砂，使用前应过筛，水泥砂浆协作 1：1（重量比）.水泥浆或水泥砂浆注浆材料应符合表6.1。2指标项目单位指标项目单位水泥浆水泥砂浆水灰比/0.450。50.380.45强度等级MPa粘结

17、强度MPa2815228152。3 配套螺母、钢制托盘业厂家的企业标准。设备6.2。16。2.1。6.2。26.2.2.6。2.1 主要施工设备序号机械设备用途单位数量备注1锚杆钻机造孔台/班1型号可依据设计确定2锚杆张拉机用于预张拉台/班1可依据实际调整3灰浆搅拌机注浆材料制作台/班1可依据实际调整4砼搅拌机喷射混凝土制作台/班1可依据实际调整5灰浆泵用于压力注浆台/班1可依据实际调整6砼喷射机及空压泵用于护砼喷射台/班1可依据实际调整7挖土机用于土方边坡开挖台/班6.2.2 主要测量、检测仪器1可依据实际调整序号仪器名称规格型号精度单位数量用途1自动安平水准仪S3EDS3台1水平放线、找平

18、2全站仪GTS-102N定位3钢卷尺5m、30m1级把5放线、测量4台称10500kg级台3计量5试模套6检测砂浆、砼强度等6液压穿孔千斤顶套1用于土钉抗拉拔试验7百分表0.01mm台1用于土钉位移量测量771规范及把握标准：玻璃纤维复合筋土钉支护施工技术措施必需符合并执行下列规范和标准:玻璃纤维复合筋土钉支护施工技术措施必需符合并执行下列规范和标准: 7.1。1建筑地基基础设计规范GB50007-2011；7。1。2锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-2001。7。1。3建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002。7。1.4混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2

19、002；7.1。5混凝土结构设计规范GB50010-2010；。6建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）;7。1。7岩土工程勘察规范GB500212001基坑土钉支护技术规程CECS 96:97；建筑基坑支护技术规程JGJ 1202012；因国家尚无玻璃纤维增加复合筋的相关规范，可参照生产厂家的相关企业标准。施工质量把握措施7.2。1 土方开挖应依据土钉支护结构设计、降排水要求制定施工组织设计、专项施工方案。. 机亲密协作，现场跟班,边修坡边喷细石混凝土，宜连续快速施工。坡面平整度必需严格把握，以 提高土钉支护结构质量，坡面平整度允许偏差宜为20mm。每层开挖深度不超过该层锚杆标

20、高下300mm75%以上才能往下开挖土方。7。2.2 土钉位置及数量、标高、间距、倾角等必需按设计放样定位精确。修整边坡后应埋设喷射混凝土厚度把握标志。对于未专设止水结构的土钉支护必需做好排水、降水工作，坡面做泄水管埋设时应紧跟进度要求，泄水管水平间距不宜大于2m。土钉等放样定位允许偏差见表 7。2。2。7.2。3 成孔机具的选择应保证进钻和抽出过程中不引起塌孔,工艺要适应现场土质特点和环境条件。成孔可选择湿作法，宜选择地质钻机，在易塌孔的土体中钻孔时宜接受套管成孔、挤压7.2。3 成孔机具的选择应保证进钻和抽出过程中不引起塌孔,工艺要适应现场土质特点和环境条件。成孔可选择湿作法，宜选择地质钻

21、机，在易塌孔的土体中钻孔时宜接受套管成孔、挤压7。2。37.2。3 土钉成孔施工允许偏差项目允许偏差或允许值(mm)检查方法孔深50尺量检查孔径5尺量检查孔距100尺量检查成孔倾角3测量钻机倾角检查孔位80尺量检查项目允许偏差或允许值（mm)检查方法位置按设计要求现场检查标高10水准仪检查间距15尺量检查砼厚度把握标志+5尺量检查泄水孔间距100尺量检查7.2.47.2.424h12h土喷射厚度允许偏差为+10mm。7.2。5 注浆泵的规格、输浆量、压力应符合设计要求并满足现场施工要求.注浆宜接受两次注浆、多次补浆的工艺，来保证注浆的充盈度。灌浆量为钻孔体积的1. 2 倍1。5 倍（即充盈系不

22、小于1.2,注浆量为第一次注30。7。2.6 玻璃纤维增加复合筋(GFRP 筋）土钉支护的钢筋网片应与土钉连接坚固,并在连接位214mm300mm，350mm。7。2.715Mpa75%方可进行预张拉.平安措施执行的法规中华人民共和国平安生产法8。1。2建设工程平安生产管理条例。3建筑施工平安检查标准JGJ5920118。2平安保证措施。1 施工前应对支护作业区作业人员进行技术交底和分工，统一指挥。坚持“平安第一、预防为主，对支护过程中可能消灭的危急源进行识别并制定相应的应争措施。8。2.2 严格遵守平安生产纪律，作业人员持证上岗。落实平安生产责任制，加强平安培训及教育,加强平安检查和管理。8

23、.2.3措施.在操作之前检查操作环境必需符合平安要求，各项平安设施和防护用品齐全后方可操作。8。3施工的平安措施。1，高处作业时应搭设平安牢靠的脚手架，工作台应坚固牢靠,并有防护栏杆。8。3.2 操作作业戴好劳动爱护用品，要求戴好平安帽、平安带等，玻璃纤维增加复合筋土钉施工和注浆时特殊应戴好劳动手套.喷射混凝土时操作人员应戴好口罩.8。3.3挥、专人持证操作。8。3。48。3.5 特殊天气,如风大于六级、大雨、高温超过35 摄氏度等应停止室外作业。8。3.6 当接受张拉时,张拉设备应牢靠，拉力计前方和下方、孔口前方严禁站人.8。3.7（GFRP）严禁接触明火。环保措施9.1执行的法规9。1.1

24、中华人民共和国环境爱护法9。1。2中华人民共和国环境噪声污染防治法。3中华人民共和国固体废物污染环境防治法环保措施9。2。19。2.2 对支护过程中的垃圾固化物集中堆放，专人清理,并在城市规划指定地点处理。最大限度削减施 工活动给四周环境造成的不利影响。9.2。39。2。49.2.59.2。6效益分析10。1但在不同工程、不同地质条件下所接受土钉支护形式各有不同。玻璃纤维增加复合筋土钉支护施 工技术措施进一步拓展了土钉支护的应用空间.在适用范围内，它与其它一般接受的钢筋土钉支 护、钢管土钉支护相比，其单价对比见表10。1。10。1 土钉支护经济效益对比表土钉类型土钉综合单价(元/m）备注钢管土钉30考虑钢管倒刺、扩大头等制作钢筋土钉39考虑电焊作业等配套工艺48考虑配套的螺母及托盘通过对比分析，GFRP 筋土钉的综合单价较另外两种高,但是玻璃纤维增加复合筋随着进一步的争辩和应用,呈现出替代一般钢筋的趋势。它比其他土钉易清除且对今后地下作业削