地下连续墙玻璃纤维筋钢筋笼制作及吊装的技术研究

地下连续墙玻璃纤维筋钢筋笼制作及吊装的技术研究

摘要：玻璃纤维筋（GFRP）现阶段越来越多的应用在基坑围护结构中，特别是在地铁施工中，先施工围护结构为后续规划线路提供穿越条件，在穿越区部位采用玻璃纤维筋代替普通钢筋，便于盾构机穿越过程中切割围护结构，减小盾构机刀盘切割围护结构钢筋产生的磨损。玻璃纤维筋钢筋笼的吊装极易产生较大的安全风险，但现阶段国家及行业尚无明确的相关技术要求，这对地下连续墙玻璃纤维筋钢筋笼的安全顺利吊装来说是一个全新的挑战。文章通过苏州地铁3号线16标工业园站地下连续墙玻璃纤维筋钢筋笼的制作及吊装施工，对玻璃纤维筋的制作、桁架筋的设置、吊点设置及吊装提出新的控制技术，为地下连续墙玻璃纤维筋钢筋笼的顺利吊装提供了技术和安全保障。

关键词：玻璃纤维筋（GFRP）；U型卡；桁架筋；制作；吊装

一、概述

苏州地铁3号线16标工业园站为地下两层岛式结构，车站长度为488.72m，标准段宽度20.7m，挖深15.98～16.66m，车站总建筑面积24095.9m2。地下连续墙厚800mm，深29.5m、32m，共计184幅。

为满足后期8号线下穿条件，在工业园站北侧N7~N11（5幅），南侧S7~S11段（5幅）地下连续墙在-17.3m~-25.8m标高范围内，采用玻璃纤维筋代替普通钢筋制作钢筋笼，玻璃纤维筋段地下连续墙厚均为800mm，深29.5m，每幅宽

5~6m。见图1.1所示。

附图1.1 玻璃纤维筋段地下连续墙平面示意图

二、玻璃纤维筋与普通钢筋对比

1、玻璃纤维筋概述

⑴概念：玻璃纤维筋的特点是含碱量一般小于1%的无碱玻璃纤维无捻粗纱或者高强玻璃纤维无捻粗纱和树脂基体（环氧树脂、乙烯基树脂）、固化剂等材料，在工厂里通过成型固化工艺复合而成的筋材，简称玻璃纤维筋。

⑵外观：玻璃纤维筋的外观形状一般为螺纹形式，表面质地要求均匀，并且无气泡和裂纹，其螺纹牙形和牙距整齐，没有损伤。

⑶树脂基体：树脂基体经常采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，这种材料的使用使其满足了产品物理、耐久性要求，但是原料聚合物严禁含有任何聚酯成分。

⑷密度：玻璃纤维筋材料的密度在1.9g/cm3～2.2g/cm3之间。

⑸规格：玻璃纤维筋直径范围一般为10mm～36mm，直径规格为12mm、16mm、18mm、20mm、22mm、25mm、28mm。见图2.1所示。

图2.1 常用玻璃纤维筋型号示意图

2、玻璃纤维筋与普通钢筋对比的优缺点

⑴优点

①玻璃纤维筋具有承载能力高和抗拉能力强，同等直径杆体强度是普通螺纹钢筋的两倍，但质量只有普通钢筋的1/4；

②弹模稳定，约为钢筋的1/3～2/5；

③电热绝缘和热膨胀系数接近水泥；

④具有良好的耐腐蚀性，常使用在潮湿或腐蚀性环境中；

⑤切割性优良，抗剪性能较低和抗拉强度高，和混凝土有很好的黏结性，可

以很容易的被盾构机直接切割，而不会造成异常的刀具损坏。

⑵缺点

①相较于普通钢筋，玻璃纤维筋必须在工厂内定型制作而成，由于现场无法

进行加工，所以给工厂技术交底要精确控制下料尺寸，一旦下料错误将很难弥补

容易造成废料，因此下料交底要严格复核。

②璃纤维筋的弹性模量小，是典型的脆性材料，由于玻璃纤维筋材质上抗弯、抗剪承受能力比普通钢筋差，故稳定性不及普通钢筋笼，在吊装及下笼拆除时易

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，在浇筑过程中易产生钢筋笼上浮现象。

三、玻璃纤维筋半成品加工注意事项

由于玻璃纤维筋弹性模量小，是典型的脆性材料，故玻璃纤维筋需在厂家按

设计下料尺寸加工成型。见图3.1所示。

玻璃纤维筋到场后不能进行弯折等调整措施，所以提料前要先制作精准的钢

筋配料单，保证钢筋加工的准确性。玻璃纤维筋在工厂需先加工出样品，经技术

人员核对无误后方可大量加工。

四、玻璃纤维筋钢筋笼制作及吊装方案对比

1、方案描述

本工程施工前期共提出两种钢筋笼制作及吊装方案。

图3.1 玻璃纤维筋半成品示意图

方案一：普通钢筋笼与玻璃纤维筋钢筋笼分节制作并分节吊装。

普通钢筋笼与玻璃纤维筋钢筋笼分开制作成两套钢筋笼，吊装分两次进行。

第一次先吊装玻璃纤维筋钢筋笼，待玻璃纤维筋钢筋笼起吊并下放至合适高度后，固定在地墙两侧导墙上，再起吊普通钢筋笼至玻璃纤维筋钢筋笼正上方后缓慢下放，普通钢筋笼与玻璃纤维筋钢筋笼纵向主筋一一对应后，采用U型卡将纵向主

筋进行搭接固定，待所有纵向主筋固定完毕后，再整体下放至设计标高。

方案二：普通钢筋笼与玻璃纤维筋钢筋笼整体制作并整体吊装。

普通钢筋与玻璃纤维筋整体采用U型卡连接并加工成型，整体吊装。

2、方案优缺点对比

⑴方案一优点：

① 普通钢筋笼与玻璃纤维筋钢筋笼分开制作，交叉施工影响较小；

② 两钢筋笼可同时制作，缩短了钢筋笼制作时间；

③ 单幅钢筋笼重量较轻、容重均匀、吊点少、易于吊装、吊装安全性较高；

⑵方案一缺点：

① 钢筋笼分开制作需要两处钢筋笼加工场地，对于场地较小的车站具有局限性；

② 单幅地墙钢筋笼共需吊装两次，吊装次数增加，吊装时间增长；

③ 上下钢筋笼连接需要起吊上部钢筋笼与下部钢筋垂直进行连接施工，对吊车司机技术水平要求较高，同时上下钢筋需要一一对应搭接1.5La（本工程计算为

1.2m）进行连接，连接难度较大；

⑶方案二优点：

① 钢筋笼整体制作，仅需要一处钢筋笼加工场地，对于场地较小的车站比较适用；

② 单幅地墙钢筋笼整体吊装一次并且一次性下放到位、吊装次数少，吊装时