玻璃纤维筋混凝土防微振平台施工方法探讨

玻璃纤维筋混凝土防微振平台施工方法探讨

雷卫华

湖北三江航天建筑工程有限公司 湖北 孝感 432000

［摘 要］：某厂房内为满足工艺防微振、防声波、防静电传导，采用玻璃纤维筋混凝土平台。平台长38.8米，宽27.8米，高2.5米。由于纤维筋质地较脆、弹性模量较大，混凝土平台中不允许掺入任何金属材料，对玻璃纤维筋安装稳定性控制提出了很高的要求。本文主要从纤维筋支架体系支撑设计、布设方式及混凝土浇筑过程中控制等方面进行探讨。

［关键词］：玻璃纤维筋 防微振台 探讨

一、工程概况及玻璃纤维筋特点

1、工程概况

防微振平台位于框架厂房一层地面以下，底标高-3.5米，顶面标高-1.0米。在平台周边及中部设置玻璃纤维筋，平台与框架柱基周边成隔离状态。玻璃纤维筋整体稳定性主要受纤维筋本身特性、集中荷载作用、大体积混凝土侧压及冲击力作用三个因素的影响，如何解决这些影响是确保安装稳定的关键。

2、玻璃纤维筋特点

①抗拉强度高：GFRP纤维具有很高的抗拉强度，是纤维增强复合材料强度的主要提供者，杆体强度是同等直径螺纹钢筋的两倍。

②抗剪强度小：纤维筋具有较低的抗剪强度，因剪切强度小常被用于地铁施工的超前支护中。

③脆性材料：玻璃纤维筋弹性模量大，是典型的脆性材料，影响了玻璃纤维筋承受集中荷载时的稳定性和抗弯、抗剪承载能力。

3、玻璃纤维筋使用现状

玻璃纤维筋目前主要用于地铁施工的超前支护结构中，在土建方面使用特别少，未形成完整的施工工艺标准，目前国标仅有材料检验标准。

在地铁行业使用时为避免集中荷载作用时不致破坏，多半采用钢筋附加在纤维筋表面来进行起吊或者承受集中荷载。

4、本项目玻璃纤维筋施工难点

①由于防微振台为满足工艺要求，不得掺入含金属成份材料，无法采用常规的与钢筋共同作用的方法来保证整体稳定。

②在防微振台混凝土浇筑过程中，玻璃纤维筋承受的荷载较大。包括大体积混凝土冲击及侧压力、在施工时泵管内混凝土布料的冲击力，人员及设备的自重等荷载。在集中荷载及侧压力作用下需要控制纤维筋的挠度变形及抗弯承载能力。

③纤维筋本身质量较轻难控制：纤维筋质地轻，不得采用其它材料来进行支撑固定，对整体稳定需充分考虑措施。

二、玻璃纤维筋安装稳定性控制思路

1、初步方案的形成

由于防微振台体积大，玻璃纤维筋必须承受荷载，为保证安装的稳定性，结合普通钢筋混凝土结构中马凳筋的设计理念，考虑采用马凳立柱来作为施工支架。因首次施工此类新型产品，为确保施工中的安全质量，由项目经理带队到生产厂家进行调研，并咨询技术专家的意见，参照行业标准JG/T406-2013相关条款，根据纤维筋的力学数值进行理论计算，决定采用短柱型纤维筋支座，每个短柱采用4根U型纤维主筋，另用玻璃纤维箍筋间距200mm来进行支架主筋的固定。支座水平端长度为200mm，竖向长度为双层纤维筋之间的距离2450mm，将纤维支架的规格确定为GFRP20，支架的间距考虑为1500mm。

2、初步方案试验

由于暂无相应的经验数据，为了测试理论值的可靠性，调研组决定在生产厂家制作相应的试件进行现场试验来测试玻璃纤维筋支架的整体稳定性，通过模拟试验理论计算值确定的间距及规格均可以满足施工荷载要求，但是发现支架上部增加竖向荷载后立柱的弹塑后变形较大，整体稳定性欠佳。

3、方案调整讨论并定稿

调研组同时咨询厂家的相关技术人员，结合地铁施工行业中此材料运用于地连墙、桩基、基坑支护工程中的经验，经共同讨论形成最终的玻璃纤维筋施工稳定性控制方案，调整后的支架方案见图示。主要调整的部分为：

①纤维筋支架间距缩小，将支架间距调整为1200mm。

②纤维筋支架水平段长度加长，将弯折水平端长度调整为500mm。

③纤维筋支架水平箍调整为螺旋箍。

④纤维筋支架中部增纵横向水平拉杆加强，减小杆件的长细比来保证整体稳定。

⑤采用同等材料的纤维丝来进行绑扎搭接可以保证安装牢固程度。

修改后的纤维筋支架方案

三、玻璃纤维筋混凝土防微振台施工过程中控制措施

调整方案上报至原设计单位进行评估确认支架方案可行，并下发正式支架施工图。根据施工图纸，由厂家进行了材料的下料翻样，加工成型后运送至现场。在施工现场安装过程中，厂家专业技术人员进行指导。对支架制作安装整体安全稳定控制措施体现以下几点：

1、对玻璃纤维筋现场连接的工艺可靠性控制。对纤维筋在现场的搭接厂家给出的方案有两种即结构胶粘接和纤维丝绑扎连接，考虑到用胶粘接工程量特别大不利于工程进展，现场使用纤维麻丝来进行捆绑连接，同时控制搭接长度，经咨询市政专业工程师将纤维筋搭接长度按照普通钢筋搭接长度的1.3倍来进行控制。要求捆绑时必须牢固，捆绑点应在搭接长度范围内至少有3处。

2、现场安装时严格按照设计方案组织实施。根据方案将所有支架的位置全部在地面进行弹线标识，立柱支架按照定位点进行分布，首先与底层受力纤维筋进行固定，然后在中间连接双向的加强水平杆纤维筋，在安装时控制弯折的水平段伸向四周不同的方向有利于支架的平衡，最后将面层的纤维受力筋与支架顶部用纤维麻丝捆绑牢固，形成整体玻璃纤维网片。控制支柱下端搁置点必须位于垫层表面，四个角部的支点应水平标高一致，避免支架立柱失稳。现场安装控制各个流程，每一流程验收合格方可施工下一流程。

3、安装完成后请专家来现场进行验收，确保施工支架的整体安全。由于尚无完整的验收标准和施工工艺，在施工之前除了请厂家专业技术人员现场指导外，还请市政、材料、土建方面的专家对纤维筋的使用及大体积混凝土施工来现场进行了指导。专家组成员通过查阅相关的技术资料，同时对现场的情况进行实地验收，都认为此方案可以满足大体积混凝土施工中各种附加荷载的作用，整体支架能满足要求。

4. 大体积混凝土浇筑过程的措施：为了尽量减少冲击荷载的作用，在混凝土浇筑过程中采取人员、机具分散布置；泵管布料时适当减缓速度控制冲击力；玻璃纤维筋网片上面铺设模板来减轻集中荷载；混凝土分层浇筑来减轻支架所受的侧压力利于平衡稳定等措施，通过这些措施的合理使用，确保了纤维筋支架的整体稳定，圆满完成了施工任务。

由于大体积混凝土设备平台内不得掺入任何金属成份，常规使用的温度探测器无法使用，经专家建议将周围设置一个等深度的模拟测温体，通过对模拟体的温度测定来推算设备平台的内外温差而采取相应的控制措施，主要是平台表面增减覆盖的遍数及四周用木模板密封来减少内外温差避免表面裂缝。

四、玻璃纤维筋混凝土防微振台的施工成效

通过上述一系列过程控制，玻璃纤维筋支架整体稳定，大体积混凝土表面无任何裂缝出现，施工质量得到了建管部门和业主的肯定和认可。

经国外权威检测机构对该平台的防微振、防声波、防静电功能和检测，全部达到工艺生产的要求。

五、结论

1、本工程所采取的技术措施是行之有效的，产品是成功的，获得了业主的好评。

2、玻璃纤维筋支撑如在双向增设一定数量的交叉支撑效果会更好，值得改进。

参考文献：

（1）《土木工程用玻璃纤维增强筋》（JGT 406-2013），建筑工业行业标准

（2）《玻璃纤维增强筋支护技术规程》（DB11/t1342-2016），北京市地方标准 （3）《玻璃纤维（GFRP)筋在深基坑工程中的应用与计算》（铁道勘察，2012年第1期，朱兆斌） （4）《玻璃纤维筋在地下连续墙中的应用分析》（铁道工程学报，2011年第12期，张宏斌、刘贵茹）

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