玻璃纤维筋施工工法

1、地铁明挖基坑玻璃纤维筋桩施工工法青岛城建集团秦志强 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、平安性，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本钱。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，从而防止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，还节约了本钱，取得一定的经济效益。3.

2、 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根底上用玻璃纤维筋替代钢筋。玻璃纤维筋glass-fiber-reinforced plastic bar， GFRP作为钢筋笼材料，是由纵向连续的玻璃纤维和一种热固性的聚合物树脂通过拉挤工艺和外表处理制成的杆体材料，得到的纤 维聚合物外表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

3、流程及操作要点施。5.1工艺流程5.2操作要点施工准备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平安事故。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，到达“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。

4、 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，编制材料方案。 2 依据材料需用方案及进度方案编制材料供给方案，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200400mm每节护筒的长度，视需要

5、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，在构造上要巩固耐用，便于安装和撤除。一般多采用钢 制护筒，钢护筒由钢板卷制而成，钢板厚度412mm。 2为了吊装方便，在护筒的外侧焊以34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 护筒顶端咼度宜咼出地面 0.3 0.5m ;处于水中时，应咼出水面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

6、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 而均匀的回填最正确含水量的粘土，分层对称夯实，防止护筒倾斜。图523-1埋设护筒524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，否那么应及时处理。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

7、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。图5.2.4-1钻孔桩机图524-2 桩机就位525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ml/minPH值粘性土1.05 1.2016-221.0 2.5V 8-4> 90-95V 258-10其它1.2 1.4519-283-5V 8-4> 90-95V 158-10现场

8、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525-2 泥浆池钻孔钻孔前，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。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。验孔在钻

9、孔到达设计要求深度后，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 46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，说明孔径和偏斜度到达要求。孔深用测绳和钢尺丈量。表5.2.7-1钻孔成孔质量标准工程允许偏差孔中心位置mr群桩100单排桩50孔径(mm不小于设计桩径倾斜度钻孔桩小于1%孔深摩擦桩不小于设计规定支承桩比设计深度超深不小于50mm沉淀厚度(mm擦桩有设计要求符合设计要求摩 无设计要求直径< 1.5m< 300mm> 1.5m< 500mm桩长> 40m土质较差的桩支承桩不大于设计规定清孔后泥浆指标相

10、对密度1.03 1.10粘度1720Pa.s含砂率v 2%胶体率> 98%图527-1探孔器验孔528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，防止隔时过长以致泥浆沉 淀，引起钻孔坍塌。529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标准要 求。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。

11、5玻璃纤维筋的螺纹杆体外表质地应均匀、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, 以满足产品物理和根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。图玻璃纤维筋箍筋图玻璃纤维筋主筋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，在其上说明加劲筋的位置。使加劲筋上的任一主筋标记对准主筋中

12、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。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529-3 U 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

13、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适宜的位置。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 上。钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为：骨架倾

14、斜度土0.5 %;骨架保护层厚度土 20mm骨架中心平面位置 20mm骨架顶端高程+20mm骨架底面高程土 50mm图5210-1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。去除孔口 杂物，安放操作面跳板和钢筋笼横担枕木。实行“一二三的原那么，既一个人观察指挥， 二个人井口焊接，三个人扶导入孔。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。假设遇阻 碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和

15、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。图5210-2钢筋笼入孔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

16、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 。图5.2.11-1 导管5212二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。混凝土灌注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26m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

17、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，多于局部接桩前凿除，剩余桩头应无松散。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

18、运4吊车25T台1下钢筋笼、吊装导管、协助灌注砼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 标准标准?工程测量标准? GB 50026-2007 ?混凝土外加剂应用技术标准? GB 50119-2003 ?混凝土质量控制标准? GB 50164?混凝土结构工程施工质量验收标准?(GB 50204-2002 )?组合钢模板技术标准?( GB 50214-2001 ) ?混凝土强

19、度检验评定标准?( GBJ 107-87 )?钢筋焊接及验收规程?( JGJ 18-2003 ，J 253-2003 ) ?建筑地基处理技术标准?( JGJ 79-2002 ，J 220-2002 ) ?公路桥涵施工技术标准?( JTJ 041 2000)?建筑桩基技术标准? JGJ 94-2021 ?建筑桩基检测技术标准? JGJ 106-2003 ?建筑地基根底工程施工质量验收标准? GB50202-2002 ?混凝土结构设计标准?( GB50010-2021)7.2 质量保证体系( 1) 建立健全质量保证体系，成立以工程经理为组长、工程总工为副组长、各部门 和施工队负责人为组员的质量管理

20、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)建立质量信息反应制度，通过自检、互检、专检、抽检将质量情况及时反应到有 关部门，重要质量信息要上报工程总工，对反应的质量信息要组织技术人员进行攻关分析 原因，制定改良措施。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

21、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，对缺乏的地方 重新进行改良。(3)召开工程技术会议，对新工程的关键局部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，到达与 所从事的工作相适应的技术水平，并熟悉工艺要求、质量标准前方能上岗。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

22、和混凝土强度必须符合设计要求和施工标准的规定。 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标准的规定。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，符合要求前方可浇筑。 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，严格按操作标准进行，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 钻进深度到达设计要求后，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前方可浇筑混凝土。 16 钢筋焊接接头

23、，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标准的规定。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平安措施 1牢固树立 "平安第一，预

24、防为主 " 的平安施工指导方针，认真执行“平安生产责任 制，建立以工程经理为首，工程部专职平安员、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平安员参加的平安生产领导小组，切实保证平安保证体系的运行。 2平安片产责任制。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，逐级建立和完善平安生产责任制，做到分工明确，责任到人。 3为调发动工搞好平安生的积极性，维护生产经营的正常秩序，确保平安生产，在 平安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 关平安知识，并通过考核合格后持证上岗。 5岗前平安教育，包括平安

25、技术知识的考核，采用新设备、新工艺、新材料的平安 操作教育等。 6 严格执行平安交底制度，各级负责人在安排生产任务的同时，要布置平安工 作。7坚持平安例会制度，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，平安人人管的局面。杜绝平安隐患，保证施工平安。8各分项、分部工程进行平安交底时，必须严格按照工程施工选定的平安标准，对 专业性较强或特殊环境的施工工程必须编制专项平安施工组织措施设计。 9 平安检查坚持以自查为主、互查为辅，边查边改的原那么；平安检查的主要内容 有：查思想、查制度、查纪律、查领导、查隐患、查落实。10假设发生平安事故，本着“三不放过的原那么处理。深入调

26、查，找原因、总结教 训、制订切实的防范措施。11针对施工过程中易发平安事故的工点和干扰大、隐患多、影响大的工点，在编 制施组时同步进行平安设计，制订有效的平安防范措施，落实岗位平安生产责任制，严格 监督考核，强化现场平安管理。12实行平安预控，优化施工方案，制定平安操作规程和平安技术措施，认真进行 平安技术交底，提出平安生产的具体要求。13各种机械操作人员须取得操作证，不准操作与证不相符的机械，不准将机械设 备交给无本机操作证的人员操作，对机械操作人员要建立档案，专人管理。14钻机转动局部一定要有平安防护装置，开钻前要检查齿轮箱和其他机械传动部 分是否灵敏、平安、可靠，启动时要看清机械周围环境

27、，要先招呼后推闸；15钻孔过程中，非相关人员距离钻机不得太近，防止机械伤人。16泥浆池周围必须设有防护设施。成孔后，暂时不进行下道工序的孔必须设有安 全防护设施，并有人看守。17导管安装及砼浇注前，井口必须设有导管卡，搭设工作平台留出导管位 置，并且要求能保证人员的平安。 18 现场钻机必须持证操作，挂牌负责，定机定人。 19 起吊员和现场指挥员必须经过培训，持有上岗证，严格按操作规程操作。 20施工前要对相关人员进行施工技术交底，安装、起吊要有指定专人进行统一指 挥。21现场指挥员和起吊员应穿色彩鲜艳的工作服，现场应设有明显的警告标志禁止 非工作人员入内。22进入工地必须带好平安帽，主要进出

28、口和危险地带设置明显的管理制度牌、警 示牌。23工程部及施工队驻地设立保安人员，加强与当地公安部门的联系，共同维护好 施工区域的治安管理。9环保措施9.1 组织措施 1 成立以工程经理为组长的环保、文明施工领导小组，对施工现场的环境保护、 文明施工进行监督、指导、检查。 2 对进场施工的队伍签订环保、文明施工协议书，把环保文明施工责任落到实 处，提高全体施工人员自觉性与责任性。 3积极贯彻执行?建筑法?，使每个职工牢固树立法制观念，增强遵纪守法自觉 性，争做文明建筑工人。4广泛深入的进行环境保护和环境法制教育，使做好环境保护工作和坚持文明施工 自觉地成为每个职工的行动。9.2 现场布置1开工前

29、现场总体平面布置，做到科学、合理，满足现场施工要求。2建立施工责任区，划分区域，明确管理人，实行挂牌制，做到现场清洁整齐；卫 生符合标准。3设置施工标志牌，标明工程名称、建设单位、设计单位、监理单位、施工单位及 其各自负责人，施工工期、质量目标等，以便于社会监督。4车辆在运料过程中，对易飞扬的物料用篷布覆盖严密，且装料适中，不得越限； 车辆轮胎及车外表用水冲洗干净，保证道路的清洁。5保持施工现场整洁，施工装备、材料设备应妥善存放，废料、垃圾等及时去除运 走，弃至指定废物场。6生活污水做临时管道排入污水管网，生产污水做到先沉淀再排到污水管网内。7施工影响区域内的饮用水源、河流、沟渠等水源点，设保护措施，防止施工时造 成污染。8施工、生活用水必须经过当地有关部门同意后，方可使用，不提随意取用，破坏 水资源。9泥浆循环槽及排水沟必须保持畅通，泥浆池必面及时清理，严禁漫溢。10需夜间施工作业，施工前到环保部门审批，并尽量控制噪声