含玻璃纤维（GFRP）筋地下连续墙施工监理控制要点

邵 明

（上海市市政工程管理咨询有限公司，上海200093）

0 引言

上海长江隧道工程长兴岛工作井作为大直径盾构（Ф15.43 m）的接收工作井，为了解决盾构接收时工作井内外侧水土体压力差，减小②3层粉砂产生流砂的可能，采用盾构切削洞门地下连续墙及水中接收的方案。为此在洞门区的地下连续墙中应用玻璃纤维（GFRP）筋易切削、强度高的特点，代替钢筋，做成下部为24 m刚度较大的整幅钢筋笼，中间为16 m整体刚度小的玻璃纤维筋笼，上部又为5 m高的钢筋笼的一种特殊笼体，然后灌注混凝土形成含玻璃纤维筋的特殊幅地下连续墙（简称：特殊幅地下连续墙）。在施工过程中监理工程师如果对玻璃纤维筋的特性不了解，对施工过程控制不到位，难以保证特殊幅地下连续墙的施工质量与安全。

首先，在笼体的制作方面，各种筋材之间连接，要保证连接牢固，保证笼体的质量；其次，特殊笼体的吊装，笼体中间存在刚度较低的玻璃纤维筋笼要保证整体吊装的安全，必须考虑附加的吊装桁架的可行性；另外，由于桁架的拆卸，时间较长，整个特殊幅地下连续墙施工中，必须采取措施保证槽段的稳定。为了确保特殊幅地下连续墙质量符合设计要求，同时保证施工过程安全，监理工程师必须全过程对其进行控制。

1 工程特点

为满足盾构水中切削地下连续墙直接进洞的需要，在洞圈范围内设置玻璃纤维（GFRP）筋，该区域要求无任何钢、铁等金属材料。考虑到该工程一共有8幅1.0 m厚度的地下连续墙钢筋笼含有玻璃纤维（GFRP）筋，且位于笼体的中上部，同时由于玻璃纤维（GFRP）筋抗弯折性能差，无法进行焊接等特点，施工技术难度相当大。

作为一种新型材料，与普通钢筋相比，玻璃纤维（GFRP）筋的主要特点：

（1）重量轻，约为钢筋的1/4，便于操作；

（2）比同规格的钢筋抗拉强度高,该工程设计要求玻璃纤维（GFRP）筋极限拉力不小于480 MPa；

（3）有很高的静剪切力，但动剪切力低，所以容易被切割；弹性模量约为钢筋的1/5；

（4）无法进行除切割以外的现场加工，如焊接、弯曲等。

根据玻璃纤维（GFRP）筋的特点，该工程地下连续墙的钢筋笼必须采取整体施工、整体吊装的特点，给含玻璃纤维（GFRP）筋地下连续墙的钢筋笼的吊装造成了难度，吊装施工过程中必须采取一定的措施来提高含玻璃纤维（GFRP）筋部分的钢筋笼的抗弯能力。施工单位在玻璃纤维（GFRP）筋部分采取内部可拆卸型钢桁架固定，来增加该部分的抗弯能力，在钢筋笼的下放过程中逐渐拆除钢桁架的办法来进行施工。

2 监理控制要点与控制措施

2.1 施工准备阶段的监理控制要点与控制措施

2.1.1 技术储备工作

由于玻璃纤维（GFRP）筋是一种新型材料，它的应用技术又涉及到新技术与新工艺。对于监理工程师来说也是首次接触到，所以在施工前，先收集了国内外近似工程的相关资料，有针对性地加强玻璃纤维（GFRP）筋使用方面资料的学习，同时学习有关标准与要求，掌握玻璃纤维（GFRP）筋的特性，作好技术储备。

2.1.2 审核承包商的专项施工方案

重点审查下列内容：玻璃纤维（GFRP）筋吊装方案，玻璃纤维（GFRP）筋之间、玻璃纤维（GFRP）筋与上下段的钢筋连接工艺，安全、质量技术保证措施、进度计划、机械劳动力组织等，要求专项施工方案中应明确吊装施工步序、施工参数及其保障措施。鉴于该方案为新材料、新技术、新工艺应用方案，承包商应组织专家进行评审，并由公司技术负责人审批。监理工程师根据专家意见和类似工程规范要求严格审批后予以实施。

2.1.3 对原材料进行控制

由于玻璃纤维筋是特殊材料，监理工程师与承包商应对玻璃纤维（GFRP）筋材料供应厂家进行比选，并对各个厂家的原材料与卡扣连接件的试验进行了抽样见证试验，原材料试验结果满足设计要求，卡扣连接件的试验可以满足施工的需要后，方允许使用。经加工的材料运抵现场后，监理工程师要对玻璃纤维（GFRP）筋原材料规格、尺寸、数量、质量保证资料的验收。

2.1.4 桁架钢筋笼试吊监理控制

为了保证含玻璃纤维（GFRP）筋的钢筋笼能满足整笼起吊的要求，吊装桁架必须满足：

（1）玻璃纤维（GFRP）筋处的桁架能够顺利取出；

（2）玻璃纤维（GFRP）筋处的桁架能够抵抗较大的弯矩，且变形较小。

为了验证该桁架在施工方面的可操作性，先采用在普通钢筋笼使用可拆卸桁架试验，并进行了三次以上的试验，掌握从吊装到桁架拆除的施工时间，经试验该工程从吊装到桁架拆除的施工时间基本控制在4 h。并请有关试验单位对该桁架及钢筋笼起吊过程中的受力及变形进行模拟分析，对于钢筋笼0°、30°、60°三种工况下进行了应变及变形的实际数据进行采集试验。

根据试验幅钢筋笼吊装搜集的数据来看，钢筋笼虽能顺利入槽但是变形较大，约为15～20 cm，考虑到玻璃纤维筋的钢筋笼整体刚度较差，从安全行动的角度出发，建议在原有四吊点的基础上增加一个吊点，以减小钢筋笼的变形，同时使钢筋笼由水平状态顺利过渡至竖直状态，增加的吊点拟布置在可拆卸桁架与普通钢筋桁架结合部位。试验过程中监理工程师组织人员对桁架钢筋笼试吊过程进行旁站，收集有关施工参数与测量数据，并会同施工单位、建设单位对数据进行汇总分析，根据试验分析结果对桁架连接、吊点设置等督促施工单位采取改进措施。

2.2 施工阶段的监理质量控制要点

2.2.1 地下连续墙成槽施工控制要点

除对常规地下连续墙成槽施工控制要点外还应注意：采用新型桁架后，钢筋笼吊装时间会大幅增加，新型桁架的拆卸会导致钢筋笼吊放时间由原先的40 min延长至4 h。因此保持槽壁在钢筋笼吊放过程中不发生坍方是关键点也是技术难点。针对该工程最容易出现坍塌的②3层粉砂土槽壁稳定进行验算。

不降水条件下的成槽稳定性验算：

降水后的成槽稳定性验算：

式中：Kx——安全系数，Kx大于1为安全；

y——土的容重，该工程②3层粉砂土的容重为18.5 kN/m3；

y1——泥浆容重，该工程泥浆容重取11 kN/m3；

y′——土在地下水条件下的浮重，y′=y-yw=（18.5 kN/m3-10 kN/m3）；

y1′——泥浆土在地下水条件下的浮重，y1′=y1-yw=（11 kN/m3-10 kN/m3）；

φ——土的内摩擦角，该工程取30.5°。

从以上验算结果反应在降水，槽壁稳定性得到很大的提高。为了保证槽壁不坍方，该工程采取降低②3层土地下水位和提高成槽泥浆性能的措施。所以监理的工作重点放在地下连续墙成槽之前进行超前降水效果的监控，以及泥浆性能指标的检查。

2.2.2 玻璃纤维（GFRP）筋钢筋笼的制作控制要点

玻璃纤维（GFRP）筋钢筋笼的监理控制除普通钢筋笼控制要求外还应加强以下控制要点：

（1）考虑到玻璃纤维（GFRP）筋无法焊接的特点，GFRP横向筋与纵向筋之间的连接采用非镀锌铁丝绑扎，GFRP纵向受立筋与钢筋之间连接采用钢丝绳卡件连接。经试验与验算每个接头拟采用2个钢丝绳卡件连接可以满足受力的要求。

（2）玻璃纤维（GFRP）筋绑扎时主要检查玻璃纤维（GFRP）筋的规格、数量、间距是否符合设计要求，绑扎是否牢固。

（3）玻璃纤维（GFRP）筋纵向受立筋与钢筋之间连接，需要检查卡件的数量、间距是否符合要求。对于钢丝绳卡件则须采用扭力扳手抽查卡件紧固是否符合要求。

2.2.3 桁架安装、拆除与玻璃纤维（GFRP）筋钢筋笼的吊装控制要点

虽然桁架安装、拆除事先在普通钢筋笼上已经做过几次试验，但普通钢筋笼与玻璃纤维（GFRP）筋钢筋笼还是有明显的区别，所以在第一幅玻璃纤维（GFRP）筋钢筋笼桁架安装、拆除与玻璃纤维（GFRP）筋钢筋笼吊装时根据需要，也要进行了试吊、试安装、拆卸。试验过程中监理主要应针对玻璃纤维（GFRP）筋钢筋笼与普通钢筋笼的差异部分做重点控制，并对结果进行分析，来保证整个玻璃纤维（GFRP）筋地下连续墙的施工质量。桁架安装、拆除与玻璃纤维（GFRP）筋钢筋笼的吊装施工中主要控制以下内容：

（1）检查桁架安装、固定是否按要求进行，所有连接是否牢固可靠。

（2）检查玻璃纤维（GFRP）筋钢筋笼与桁架吊点的设置是否符合要求，吊点是否牢靠。

（3）检查起吊机械的位置是否妥当，起吊过程是否严格按施工组织设计中的程序进行。

（4）当玻璃纤维（GFRP）筋钢筋笼直立入槽后，逐步拆除型钢桁架，在此过程中应重点检查吊点置换情况是否符合要求，型钢桁架固定钢筋、螺栓是否按程序进行拆卸。

2.2.4 地下连续墙混凝土灌注控制要点

地下连续墙混凝土灌注要注意混凝土导管下放时的定位，防止混凝土导管与玻璃纤维（GFRP）筋发生碰撞。

2.3 安全监理控制要点

玻璃纤维（GFRP）筋钢筋笼的安全监理工作的重点是钢筋笼的吊装，除按普通钢筋笼吊装的要求实施外尚须注意以下几点：

（1）吊装前对玻璃纤维（GFRP）筋钢筋笼吊装方案、起重人员资质进行审查，对吊装设备进行检查。

（2）在钢筋笼起吊前，督促施工单位进行钢筋笼吊装的安全和技术交底，特别将两位吊车起重工之间的配合作为讨论重点。

（3）在钢筋笼起吊前检查吊点和搁置板的焊接情况，确保焊接质量满足起吊要求，且铁丝完全绑扎后方可同意起吊。

（4）起吊前仔细检查吊具、钢丝绳的完好情况，必须符合安全规范要求。对于吊具的检查重点是对滑轮及钢丝绳质量的检查，如发现钢丝绳有小股钢丝断裂或滑轮有裂纹现象，一律不得同意使用。

（5）起吊前必须督促施工单位清除钢筋笼内的杂物，避免在起吊钢筋笼过程中发生高空坠物的事故。

（6）督促起吊过程严格按要求进行，起吊必须服从起重工的指挥，确保钢筋笼平稳、安全起吊。

3 结语

在上海长江隧道工程长兴岛工作井含玻璃纤维（GFRP）筋的施工过程中，监理工程师通过全过程参与控制，确保了所有的8幅特殊幅地下连续墙笼体安全吊装，施工质量全部符合规范要求。

玻璃纤维钢筋笼做为新材料、新技术、新工艺在大型盾构机进洞围护体施工中得到了成功的应用，为国内类似工程施工积累了宝贵的经验。

该工程监理在质量、安全方面的一些控制要点，将利于特殊工程施工的监理控制，可在后续同类工程监理中得以借鉴。目的在于不断提高监理工作质量和水平，为监理行业的规范、发展、提高积累专业资料。