浅谈玻璃纤维筋在地下连续墙中的应用(董仲月)

题 目 申报单位 姓名 作者 董仲月 浅谈玻璃纤维筋在地下连续墙中的应用 中铁十四局集团大盾构工程有限公司 工作单位 大盾构公司无锡地铁项目部 职 称、职 务 助理工程师 在建 无锡地铁3号线一期工工程名称 程土建施工08标旺庄路站 工程完工时间 内容提要本文主要介绍玻璃纤维筋钢筋笼在施工过程中所需注意的问题及解决措施并结合无锡地铁3号线一期工程土建施工08标旺庄路站现场施工进行分析 综合评价推评申荐审报等意单级见及位评审意见集团公司备注 能密切联系工作实际，分析问题正确、全面，材料丰富、数据可靠，能运用科学方法加以整理，具有一定的可借鉴性，对实际工作有一定的指导意义 （盖章） 年月日 （盖章） 年 月 日 1 / 6

浅谈玻璃纤维筋在地下连续墙中的应用

（中铁十四局集团大盾构工程有限公司 董仲月）

摘 要：无锡地铁3号线一期工程土建施工08标旺庄路站围护结构为800mm厚地下连续墙加内支撑体系，在1号盖板处玻璃纤维筋代换部分钢筋，本文主要阐述玻璃纤维筋在施工过程及所需注意的问题及解决措施并结合这次施工进行分析。 关键词：玻璃纤维筋地下连续墙

1.前言

随着城市地铁网络的不断完善，合理充分地利用地下空间变得越来越重要。特别是随着地铁网络的逐步形成，各线之间的交叉节点施工将使一些后建的地铁隧道不得不全断面穿越已建地铁隧道或其它地下结构设施的围护结构，给工程的顺利施工带来较大的难度，如何保证盾构顺利穿越围护结构并保证已有地下结构的安全正常使用，是施工中非常重要的问题。

无锡地铁5号线下穿3号线旺庄路站1号盖板，该区域范围内地连墙盾构机穿越部位用玻璃纤维筋代替钢筋。玻璃纤维筋与钢筋相比，其具有重量轻、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）等特点。在盾构机掘进时可以直接切削围护墙，从而避免了事前切断钢筋与凿除洞门的工作。

2.工程概况

旺庄路站是无锡地铁3号线工程的第15座车站，位于新区位于长江路与旺庄路的交叉路口，沿长江路布置，为地下二层岛式站。长江路道路红线宽度46m，为双向6+2车道，交通繁忙。

车站结构形式主要为双柱三跨箱型结构和单柱双跨箱型结构；车站分别在旺庄路口、天山路口、龙山路口各设置一块盖挖顶板。车站起点里程为：DK31+579.040，终点里程为：DK32+039.640，有效站台中心里程为：DK31+654.840，车站总长度为460.600m，标准段车站宽度为20.7m。有效站台中心处基坑深度为15.83m，局部加深段16.40m，北端盾构井基坑最深处为17.80m，南端盾构井基坑最深处为19.10m。 车站平面图如下所示：

3.玻璃纤维筋在地连墙施工中的特点

（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，但质量只有钢筋的1/4；

②弹模稳定，约为钢筋的1/3～2/5；

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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。

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。

（2）玻璃纤维筋连续墙施工 ①施工工艺流程

施工前准备玻璃纤维筋钢筋笼制作玻璃纤维筋钢筋笼验收玻璃纤维筋钢筋笼吊装切割玻璃纤维筋处桁架筋浇筑混凝土 ②施工准备

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：10mm③钢筋笼制作

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，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型卡数量不得少于三个且搭接长度不得少于1.5m。其余部位间的玻璃纤维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。

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玻璃纤维筋与钢筋连接

玻璃纤维筋钢筋笼

④玻璃纤维筋钢筋笼吊装

大型玻璃纤维筋钢筋笼整体吊装是在钢筋笼制作时钢筋部位与玻璃纤维筋部位通过U型卡扣连接起来，形成一个具有一定强度及稳定性的整体，以达到整体吊装的目的。由于玻璃纤维筋低抗剪强度特性，因此在钢筋笼玻璃纤维部位增设桁架筋、增加起吊点等保障措施，又考虑到方便盾构穿越围护结构的出发点，因此吊装入槽前进行割除钢筋桁架。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。采用整体吊装的方式，既可以有效的避免玻璃纤维筋钢筋笼刚度差的弊端，同时缩短了钢筋笼的吊装时间，最大限度降低了槽段塌方风险。

钢筋笼起吊入槽前割除桁架筋

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4.玻璃纤维筋钢筋笼施工要点

（1）原材料玻璃纤维筋进场控制

①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。

②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。 ③玻璃纤维筋应水平放置，避免暴晒，杆体端部不应沾染油污。 ④施工前应编制专门的施工技术交底，并在施工中认真执行。 （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1.5m，，卡扣的数量是否满足每个接头不少于三个卡扣，以及卡扣的旋紧程度。

（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，故采取增设桁架筋、增加起吊点的措施来保证其起吊时的自身稳定性。

（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：

①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；

②严格要求施工队将增加的钢筋桁架进行割除，不给远期盾构下穿时留下隐患； ③严格检查钢筋笼和纤维筋笼的对接接头质量。

5.结论

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，制作时间短，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，车站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，降低工程整体造价，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：

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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，故上报材料时需要特别关注。

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比较差，故稳定性不及普通钢筋笼，而为解决这类问题而添加的钢筋桁架在下笼拆除时易发生安全问题，需要安全管理人员特别关注。

3.由于玻璃纤维筋较轻，其玻璃纤维筋钢筋笼在下笼过程中会产生上浮现象，需要现场管理人员全程旁站，防止施工队暴力下笼。

参考文献：

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[5]张恒，陈寿根，赵玉报，李茂文，玻璃纤维筋在盾构井围护结构中的应用研究[J].铁道标准设计,2011,(03)

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