地下連續(xù)墻鋼筋籠起重吊裝施工技術研究

王松

（中鐵二十二局集團第一工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 前言

地下連續(xù)墻結構廣泛應用于地下空間工程支護，其優(yōu)點是可以防滲、截水、施工影響小、剛度較大且施工周期較短。地下連續(xù)墻施工中，鋼筋籠吊裝是重難點之一。鋼筋籠吊裝的計算與分析也是保證施工安全順利完成的關鍵，因此，對地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝施工過程的研究與精細化計算具有重要意義。

很多學者已對地下連續(xù)墻鋼筋籠的吊裝施工進行了相關研究，王志華等用試驗與數(shù)值模擬相結合的方法，明確了超大型地下連續(xù)墻吊裝過程中的不利工況；楊寶珠等利用有限元軟件模擬了鋼筋籠吊裝過程，探究不同橫向桁架設置對變形的影響；周俊等利用有限元軟件模擬鋼筋籠吊裝全過程，研究發(fā)現(xiàn)，鋼筋籠撓度最大的位置在鋼筋籠中部。陳俐光等通過計算確定了鋼筋籠吊點的最佳位置。陳國飛等為保證吊裝過程的安全，對吊裝受力部分進行了數(shù)值分析。

本文以杭州市富陽區(qū)秦望隧道與廣場地下空間地下連續(xù)墻施工為工程背景，對吊裝方法進行研究總結，且針對鋼筋籠吊點布置、吊臂長度進行簡化計算，所用方法，可為類似工程提供借鑒。

2 工程概況

位于浙江省杭州市富陽區(qū)，整個項目研究范圍內(nèi)主線隧道全長4032m，江北接線道路長198.0m，江南接線道路長147.0m，匝道總長1755m。地下連續(xù)墻共256幅，600mm 厚的22 幅，800mm 厚的179 幅，1000mm 厚的35 幅，1200mm 厚的20 幅。地下連續(xù)墻深度為21 ～43m。地下連續(xù)墻墻深為：墻寬為600mm 的墻深21m、墻寬為800mm 的墻深24m、25m、27m，40m、40m、墻寬為1000mm 的墻深42m、42m、42m、墻寬為1200mm 的墻深43m 不等，地下連續(xù)墻鋼筋籠安裝如圖1 所示。

3 施工方案

秦望通道地下連續(xù)墻除600mm 墻接頭為鎖扣管，800mm、1000mm、1200mm 連續(xù)墻接頭均為H 型鋼接頭，1200mm 地下連續(xù)墻成槽深度約為43m，鋼筋籠長度最長為42.43m，鋼筋籠和H 型鋼總重為111.251t；1000mm地下連續(xù)墻成槽深度約為40m，鋼筋籠長度最長為39.43m，鋼筋籠和H 型鋼總重為65.556t，800mm 地下連續(xù)墻成槽深度約為40m，鋼筋籠長度最長為27.43m，鋼筋籠和H 型鋼總重為47.787t，600mm 地下連續(xù)墻成槽深度約為21m，鋼筋籠長度最長為20.43m，鋼筋籠總重為16.689t。地連墻鋼筋籠吊裝放時，主副兩臺履帶吊車協(xié)同作業(yè)進行鋼筋籠安放。

4 鋼筋籠吊裝

4.1 吊裝方法

吊裝開始前進行試吊：試吊前，先檢查各卸扣緊固，各吊點飽滿、焊縫長度也符合標準。疏散周邊工人，在吊車就位后作業(yè)半徑無影響吊裝的機具設備，先起吊30～50cm 靜置，觀察鋼筋籠很平穩(wěn)，無變形、無誤后進行正式吊裝作業(yè)。

鋼筋籠吊裝分為六步：步驟1：主吊機和輔助吊機轉(zhuǎn)移至吊裝位置，吊點單獨安裝。步驟2：檢查兩臺起重機鋼絲繩的安裝情況和受力重心，同時開始提升。步驟3：鋼筋籠吊裝至離地0.3 ～0.5m 后，應檢查鋼筋籠是否穩(wěn)定，并將主吊鉤吊裝。根據(jù)鋼筋籠尾部與地面的距離，隨時命令輔機配合吊鉤。步驟4：鋼筋籠吊裝完畢后，主吊機向左側吊臂吊機方向旋轉(zhuǎn)，輔助吊機向主吊機方向旋轉(zhuǎn)。輔助吊機慢慢向主吊機行走并放下吊鉤，直至鋼筋籠垂直于地面。步驟5：指揮起重行業(yè)拆除輔助起重機吊點對鋼罐籠的束縛，遠離起重作業(yè)范圍。步驟6：指揮主吊籠入槽，吊車平穩(wěn)行走，鋼吊籠拉動牽引繩，下放時不要強行進入槽段內(nèi)。

4.2 吊裝工況

鋼筋籠吊裝過程中主要有四種吊裝工況，每種工況下主、輔吊機受力不同。

（1）工況1。在此工況下，主、輔起重機將吊裝鋼籠平臺上已制作好的鋼籠。此時，鋼筋籠的重量由主起重機和輔助起重機同時承擔，如圖2 所示。

圖2 鋼筋籠吊裝

（2）工況2。在此工況下，主吊機和輔助吊機是不斷變化的。主起重機的受力逐漸增大，而輔助起重機的受力逐漸減小。直到輔助吊機不再受力，鋼籠的重量完全由主吊機承擔。但在實際施工過程中，工況是動態(tài)的。實際的受力情況與起重機的位置、角度和旋轉(zhuǎn)方向密切相關。

（3）工況3。在此工況下，輔助吊機從吊裝過程中脫離，主吊機完全承擔整個鋼筋籠的重量，通過重載人行道將鋼筋籠運至需要沉放鋼筋籠的槽段。在此工況下，由于起重機需要在荷載作用下行走，控制起重機的回轉(zhuǎn)半徑，以保證最大承載力與安全。

（4）工況4。在此工況下，鋼筋籠的全部重量由主吊承擔，此時，部分鋼筋籠已經(jīng)進入槽段內(nèi)，并且泥漿對鋼筋也存在浮力，這里并未計算在內(nèi)。

4.3 1200mm 厚地連墻鋼筋籠吊裝驗算

履帶吊進場時度量履帶的長寬和外觀尺寸、對照吊車銘牌，與自帶說明說符合后準予卸車安裝。安裝大型設備安拆方案配備起重指揮和專業(yè)安裝人員，安裝時，檢查吊車把桿長度是否滿足施工需要，并檢查吊車限位裝置和警示燈是否安裝并有效、吊鉤保護裝置是否安裝。履帶吊安裝完畢后，先檢查吊車的轉(zhuǎn)型、制動、液壓、報警裝置是否有效，檢測線路油路是否有老化現(xiàn)象，檢查隨車駕駛員特種作業(yè)證的真?zhèn)魏褪欠駨蜋z，現(xiàn)場安裝檢測和吊車駕駛員安全培訓未完成前禁止投入使用，如圖3 所示。

圖3 起重臂長示意圖

（1）吊臂長度的確定。寬截面為6m，BC 距離必須大于鋼筋籠寬度的一半3m。為安全起見，BC 距離為3m。 吊索尺寸h1=3m，h0=0.5m， 故：AC=BC·tg75° =11.2m（BC=3m）吊裝鋼絲繩配置為16m，經(jīng)計算垂直起吊后鋼筋籠頂部的鋼絲繩長度為2.5m，即h2=2.5m。AC ＞（b+h0+h1+h2）=8m（滿足要求），其中，b 為起重滑輪組定滑輪到吊鉤中心距離，取2m；h0 為起吊扁擔凈高，0.5m；h1 為扁擔吊索鋼絲繩高度3m；h2為鋼筋籠吊索高度；h3 為鋼筋籠的長度；h4 為起吊時鋼筋籠距地面高度，0.5m。

主吊機起重臂長度L：L=（AC+h3+h4－C）/sin75=52.42（m）（C 為起重臂下軸距地面的高度3.5m）為方便地墻施工，主吊機起重臂長度L 取56m。

（2）吊點位置的確定。鋼筋籠整體吊裝，吊裝鋼※筋籠由2 臺起重設備吊裝。首先，將其從地面水平抬起，然后緩慢平穩(wěn)地放置在垂直狀態(tài)。根據(jù)設計圖紙的技術資料要求，在生產(chǎn)平臺上，采用不同型號的螺紋鋼連接加工成網(wǎng)狀鋼筋籠結構。如果吊點位置的計算不準確，鋼筋籠會產(chǎn)生較大的變形，使焊縫開裂，整體結構散架，無法吊裝，所以吊點位置的確定是吊裝過程中的關鍵步驟，以重量最大的NN-109 型鋼筋籠為例做以下闡述。根據(jù)彎矩平衡定律，正負彎矩相等時所受彎矩變形最小的原理，彎矩圖如圖4 所示。

圖4 鋼筋籠縱向彎矩計算圖

計算過程如下：

由+M=-M，+M=1/2qL12，得到-M=1/8qL22-1/2qL12，其 中，2L1+3L2=42.43m，L1=4.05m，L2=11.26m。通過計算發(fā)現(xiàn)B、C、D、E 四個點在此時彎矩最小，B、C 兩點的中心為主要吊裝位置，D、E 兩點的中心為輔助吊裝位置，根據(jù)技術資料和以往的實際吊裝經(jīng)驗，B 點可以移動到A 點。

4.4 監(jiān)測方案

因基坑開挖最大深度為22.4m，開挖深度大，在基坑施工過程中，將不可避免地對周邊地層產(chǎn)生擾動，對基坑周邊建筑物造成影響。通過開展實時監(jiān)測工作，將基坑圍護結構及周邊土體的變形，及時地反饋給設計和施工方，使之能夠迅速調(diào)整、優(yōu)化施工方法，對可能出現(xiàn)的險情及時報警，以便于建設方和施工方采取補救措施，從而確保本工程施工和周邊建筑物的安全。

“智管云”通過大量摸索，把“互聯(lián)網(wǎng)+”引入地下工程建設，借力“智管云”和“可視化交底”信息技術，將可能存在的安全隱患更直觀地呈現(xiàn)在人們的面前。現(xiàn)場安裝多個攝像頭，覆蓋每個角落。這些攝像頭集視頻監(jiān)控于一體，無死角，全覆蓋。打開手機APP，現(xiàn)場安全生產(chǎn)和文明施工的實時狀態(tài)一目了然。這種監(jiān)測方案可以更好地保證施工安全，采用“移動實時管安全”的方法，實時傳輸隱患，優(yōu)化無紙化傳輸流程，將“互聯(lián)網(wǎng)+施工安全管理”智能一體化的理念變成現(xiàn)實。

5 結語

（1）本文通過簡述地下連續(xù)墻鋼筋籠動態(tài)吊裝的施工方案，根據(jù)工程情況，研究了其吊裝方法和對4 種吊裝工況的討論。

（2）對1200mm 厚地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝時吊臂長度、吊點位置的確定進行了計算，并確定了最佳長度和吊裝位置。

（3）采用“智管云”軟件應用進行監(jiān)測，提高了項目本質(zhì)安全管理水平，增強了安全風險分級管控，優(yōu)化了隱患排查治理辦法。