超深超厚地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝施工技術(shù)研究

陳建軍，郭玉達(dá)

（浙江交工地下工程有限公司，浙江 杭州 310053）

0 引言

隨著我國城市化進(jìn)度不斷加深，地面空間日趨緊張，地下空間開發(fā)快速推進(jìn)，并向縱深立體化發(fā)展[1-2]。為實(shí)現(xiàn)超深地下空間開發(fā)利用，涌現(xiàn)出了大量超深基坑工程施工技術(shù)，也對超深基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全和質(zhì)量提出更高的要求[3-4]。超深基坑工程屬于重大分部分項(xiàng)工程，受復(fù)雜水文地質(zhì)條件影響顯著，具有安全儲備較小、工程風(fēng)險(xiǎn)性大的特點(diǎn)。超深基坑工程通常采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，若在地下連續(xù)墻成槽、鋼筋籠吊裝和混凝土澆筑過程中處置不當(dāng)，不僅會對地下連續(xù)墻施工帶來很大的風(fēng)險(xiǎn)隱患，還會對周邊環(huán)境產(chǎn)生較大不利影響的，甚至造成員傷亡和重大經(jīng)濟(jì)損失[5-6]。因此，有必要針對超深超厚地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝施工技術(shù)開展研究。

1 工程概況

中沙島深層空間利用工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)里程范圍為右CK11+790.930—CK11+993.930，基坑長189.5m，寬48～57.2m（不含圍護(hù)墻厚），基坑深度達(dá)31.7～33.7m，基坑總面積為10069.1m2。車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1.5m厚鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，結(jié)構(gòu)內(nèi)襯墻與連續(xù)墻采用復(fù)合墻構(gòu)造形式。中沙島站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1500mm厚地下連續(xù)墻，成槽深度51.8～54.04m，鋼筋籠長50.2～53.0m，分“一”型、“T”型、“扇”型3種槽段類型，其中“一”型槽段72幅，“T”型幅4幅，“扇”型幅7幅，共計(jì)83幅。

2 工藝原理

鋼筋籠起吊、狀態(tài)轉(zhuǎn)換：針對超長、超重鋼筋籠起吊、下放作業(yè)難題，本文提出雙機(jī)抬吊、空中回直的作業(yè)方式，以500t履帶式起重機(jī)作為主吊，300t履帶起重機(jī)作為副吊機(jī)，如圖1、圖2所示。起吊時使吊鉤中心與鋼筋籠重心相重合，以保證起吊平衡。為避免起吊時鋼筋籠產(chǎn)生過大的撓曲變形，均勻設(shè)置28個吊點(diǎn)，其中主吊12個，副吊16個。鋼筋籠吊離地面后，主吊繼續(xù)提升并向副吊方向旋轉(zhuǎn)，使鋼筋籠由水平狀態(tài)轉(zhuǎn)換為豎直狀態(tài)。

圖1 鋼筋籠吊裝站位平面圖

圖2 鋼筋籠入槽前吊機(jī)站位

為防止鋼筋籠在空中翻轉(zhuǎn)角度時發(fā)生變形，針對異形拐角幅鋼筋籠，除設(shè)置縱、橫向起吊桁架、吊點(diǎn)及剪刀撐外，在拐角處增設(shè)鋼筋籠內(nèi)側(cè)斜拉桿和外側(cè)斜拉桿進(jìn)行加強(qiáng)，如圖3所示。斜撐桿采用快拆設(shè)計(jì)，方便安裝及鋼筋籠入槽時拆除。鋼筋籠入槽過程中，需要變換主吊的吊點(diǎn)，采用多道扁擔(dān)梁對鋼筋籠進(jìn)行支撐，扁擔(dān)梁下方設(shè)置壓縮彈簧，避免扁擔(dān)梁與鋼筋籠之間出現(xiàn)脫空、支撐點(diǎn)位不夠?qū)е落摻罨\出現(xiàn)變形的情況。

圖3 轉(zhuǎn)角鋼筋籠吊裝示意圖

3 工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

超深超厚地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝施工工藝流程如圖4所示。

圖4 超深超厚地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝施工工藝流程

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 吊裝準(zhǔn)備

施工前，應(yīng)開展管理人員、現(xiàn)場作業(yè)人員在安全以及技術(shù)方面的教育培訓(xùn)，針對圍護(hù)結(jié)構(gòu)連續(xù)墻施工技術(shù)及安全要求進(jìn)行全面培訓(xùn)。同時配足各道工序施工人數(shù)。做好材料和設(shè)備進(jìn)場檢驗(yàn)，大型設(shè)備（成槽機(jī)、履帶吊等）應(yīng)完善進(jìn)場和備案手續(xù)。

3.2.2 吊裝場地硬化處理

對于施工道路及排水，配合業(yè)主和管線遷改、交通導(dǎo)改單位前期進(jìn)行場地內(nèi)的管線遷改和交通導(dǎo)改，及時進(jìn)行圍檔封閉，確保施工安全。

3.2.3 鋼筋籠綁扎檢驗(yàn)

（1）吊點(diǎn)布置。

①鋼筋籠采用28點(diǎn)吊，為主吊12點(diǎn)，副吊16點(diǎn)，異型槽采用同樣的吊點(diǎn)布置方式，根據(jù)不同的籠寬，合理的安排吊點(diǎn)位置。

②對異形拐角幅鋼筋籠（T型幅鋼筋籠）除設(shè)置縱、橫向起吊桁架、吊點(diǎn)及剪刀撐外，另要增設(shè)鋼筋籠內(nèi)側(cè)斜拉桿和外側(cè)斜拉桿進(jìn)行加強(qiáng)，以防止鋼筋籠在空中翻轉(zhuǎn)角度時發(fā)生變形。

③對于異形鋼筋籠的起吊，應(yīng)合理布置吊點(diǎn)的位置，避免撓度的產(chǎn)生，并在過程中加強(qiáng)焊接質(zhì)量的檢查，避免遺漏焊點(diǎn)。當(dāng)鋼筋籠吊離平臺后，應(yīng)停止起吊，注意觀察是否有異常現(xiàn)象發(fā)生，有則立即采取加固措施。異形幅起吊過程同標(biāo)準(zhǔn)幅，鋼筋籠就位后，邊下放邊切除斜撐桿，確保能夠順利入槽。

（2）吊點(diǎn)做法。

①吊點(diǎn)加強(qiáng)處焊接質(zhì)量必須滿足鋼筋籠起吊要求，如圖5、圖6所示。

圖5 橫向斜撐加強(qiáng)筋（雙向、三級鋼）

圖6 吊點(diǎn)上、下1m范圍內(nèi)加反撐加固

②桁架設(shè)置形式根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。

③縱向桁架筋4m之內(nèi)的放三榀，6m之內(nèi)放四榀，大于7m的放五榀：橫向4m一道。

④橫向、縱向（含吊點(diǎn)）桁架斜撐均采用“W”型規(guī)格為三級鋼筋?32。

3.2.4 雙機(jī)抬吊

（1）鋼筋籠吊放采用雙機(jī)抬吊，空中回直。以500t履帶式起重機(jī)作為主吊，300t履帶起重機(jī)作為副吊機(jī)。起吊時必須使吊鉤中心與鋼筋籠重心相重合，保證起吊平衡。

（2）施工作業(yè)前，在項(xiàng)目部對所有班組作業(yè)人員及管理人員進(jìn)行安全教育培訓(xùn)及安全技術(shù)交底，司機(jī)及司索指揮人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，并持有效證件上崗。

（3）安全員應(yīng)在每次起吊前對吊具進(jìn)行全面檢查，確保所有吊具處于完好狀態(tài)。

（4）鋼筋籠吊裝滑輪組每幅墻吊裝需7組滑輪組。

首先進(jìn)行首節(jié)鋼筋籠的吊裝，主吊和副吊移動至指定位置后，將吊扣安裝固定在鋼筋籠指定的吊點(diǎn)位置。

其次，在吊扣安裝固定后，由專職安全員對吊扣的安裝位置及安裝牢固程度進(jìn)行檢查，檢查合格后，方可開展吊裝作業(yè)。

最后，將鋼筋籠預(yù)吊離地面30～50cm后，持荷3min，并檢查鋼筋籠的穩(wěn)定狀態(tài)以及鋼絲繩的承載能力，待鋼筋籠在空中穩(wěn)定后，進(jìn)行正式的吊裝作業(yè)。

3.2.5 鋼筋籠狀態(tài)轉(zhuǎn)換

預(yù)吊裝完成后，進(jìn)行鋼筋籠的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中，由主吊緩緩將鋼筋籠緩緩吊起，副吊同步緩慢提升鋼筋籠并向主吊旋轉(zhuǎn)靠近。副吊起吊過程中，無須將鋼筋籠過度吊離地面，最大起吊高度控制在3m以內(nèi)即可。

3.2.6 副吊卸扣

鋼筋籠吊離地面一定高度后，主吊向副吊旋轉(zhuǎn)，副吊向主吊旋轉(zhuǎn)并移動靠近，直至鋼筋籠處于垂直狀態(tài)。

鋼筋籠處于垂直狀態(tài)后，緩慢松開副吊的吊繩，避免鋼筋籠出現(xiàn)較大的晃動，然后松開副吊上的吊扣。

副吊卸扣之后，主吊緩慢移動至溝槽附近，并將鋼筋籠于溝槽對齊，開展鋼筋籠下放入槽作業(yè)。

3.2.7 鋼筋籠入槽

（1）通過吊機(jī)將鋼筋籠緩慢下放至溝槽內(nèi)，勻速緩慢下放，下放過程中避免鋼筋籠直接接觸槽壁，并從下至上以此拆除轉(zhuǎn)角處的斜撐固定桿件。

（2）變換吊點(diǎn)的臨時擱置鋼筋籠采用多點(diǎn)彈性扁擔(dān)梁穿過鋼筋籠，確保鋼筋籠有足夠的支撐，避免局部受力過大造成鋼筋籠損傷。

（3）永久擱置鋼筋籠下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高后固定，采用4塊2cm厚200mm×100mm鋼板，滿焊于吊筋，扁擔(dān)采用12號輕型工字鋼，如圖7所示。

圖7 鋼筋籠支撐

4 技術(shù)特點(diǎn)

（1）本技術(shù)采用兩臺大型履帶吊雙機(jī)抬吊，空中回直，通過吊索收放撤副吊，利用主吊行走吊裝鋼筋籠就位方法，解決了狹窄場地條件限制大型構(gòu)件吊裝難題。

（2）采用斜撐桿對異形拐角幅鋼筋籠進(jìn)行支撐固定，斜撐桿采用快拆設(shè)計(jì)，由伸縮桿體和兩端的支撐桿組成，鋼筋籠入槽時，從下至上逐個拆除斜撐桿。

（3）采用彈性扁擔(dān)梁對鋼筋籠進(jìn)行臨時支撐，彈性扁擔(dān)梁下方設(shè)有可調(diào)螺栓及壓縮彈簧，可對扁擔(dān)梁頂部的標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，同時可以向下壓縮，以適應(yīng)支撐點(diǎn)高度的差異，保證臨時擱置的鋼筋籠保持多點(diǎn)同步支撐狀態(tài)。

（4）鋼筋籠單體超長、超重，鋼筋籠通過縱橫向鋼筋焊接桁架連成整體，提升鋼筋籠的整體剛度及抗變形能力。

5 結(jié)語

本文提出的超深超厚地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝施工技術(shù)，采用兩臺大型履帶吊雙機(jī)抬吊，空中回直的方式，解決了狹窄場地條件限制大型構(gòu)件吊裝難題。采用斜撐桿對異形拐角幅鋼筋籠進(jìn)行支撐固定，保證了異形結(jié)構(gòu)鋼筋籠在吊裝過程中的穩(wěn)定性。采用彈性扁擔(dān)梁對鋼筋籠進(jìn)行臨時支撐，以適應(yīng)支撐點(diǎn)高度的差異，保證臨時擱置的鋼筋籠保持多點(diǎn)同步支撐狀態(tài)。綜上所述，該技術(shù)具有顯著的社會效益，值得在同類工程中進(jìn)一步推廣應(yīng)用。