地鐵施工中的地下連續墻鋼筋籠吊裝技術

方 佳

(中鐵十八局集團第四工程有限公司,天津 300350)

大量工程實例表明，在地鐵工程施工中，應用地下連續墻鋼筋籠吊裝施工技術，不但能很大程度上提高地鐵工程施工的質量，而且也是保證施工人員和施工設備安全的主要途徑。但我國對此方面的研究還有待進一步深入。因此，本文基于工程實例，對地鐵施工中的地下連續墻鋼筋籠吊裝技術做了如下分析。

一、案例分析

翠湖站是昆明地鐵5號線中的一個車站，為地下三層島式站臺車站，翠湖站的東側為省財政廳，西側為第二中學生華山校區，西南側為五華區政府。

該地鐵車站起止里程為右KD6+764.728～DK6+925.528，有效站臺里程為右DK6+839.828。車站內部總建筑結構為17011.82m2，總長度為160.8m，標準段外包寬度為22.7m，基坑深度在28.69～32.05m，敷土層厚度為3.44m，在車站內部設置了4個出入口。圍護結構采用1.2m厚的連續墻+內支撐，如圖1所示。

主體基坑圍護結構采用1200mm厚地下連續墻的結構形式，墻深32.32m～47.6m，共70幅地下墻，接頭形式為H型鋼接頭，其中最重一幅鋼筋籠為53噸。

圖1 圍護結構示意圖

二、地下連續墻鋼筋籠吊裝施工的重難點

（一）吊物難以固定，存在偏心現象

在進行鋼筋籠吊裝起吊時，主副吊機吊鉤同時起吊，因此，鋼筋籠在加工時還要充分考慮起吊的分布情況，確保吊物不會因為不牢固、偏心等因素的影響，導致鋼筋籠在起吊時發生搖擺。就該工程而言，經過全方位計算，符合安全施工標準要求。現場監理人員要加強現場監督工作，發現捆綁不滿足的情況，要及時制止，避免對下方人員和設備造成傷害。

（二）鋼筋籠散架

通常情況下，鋼筋籠由鋼筋焊接而成，當焊接質量不達標時，就會造成鋼筋籠散架。因此，要對鋼筋籠焊接質量進行全方位檢查，在轉角處設置角撐。在吊放鋼筋籠時，專職安全員、督查人員要全部到場，對鋼筋籠的吊放環境、吊點質量、料索情況等進行全面檢查，全部滿足設計標準后，才能開始吊放作業。

（三）鋼筋籠受側向荷載作用

鋼筋籠在起吊時，經常會發生臂桿和行走方向不一致的情況，吊裝行進時，鋼筋籠距離地面太高，且行走過快，在進行制動時，在慣性的作用下，會促使鋼筋籠受到側向荷載作用而發生傾翻事故，大大增加了地下連續墻鋼筋籠吊裝的難度。

（四）鋼筋籠在風載荷作用下吊裝

當風速達到4級以上，要根據風速、起重機狀態、工作環境等情況等綜合情況進行合理調整，并采取相應的措施，降低風載荷對鋼筋籠吊裝的影響。

三、地鐵施工中的地下連續墻鋼筋籠吊裝技術應用

（一）地下連續墻鋼筋籠吊裝流程

地下連續墻鋼筋籠吊裝技術在地鐵工程施工中的應用流程：槽段、鋼筋籠驗收→試吊→主副吊將鋼筋籠抬升→主副吊配合使鋼筋籠垂直于地面→副吊卸力→主吊將鋼筋籠移動至主槽段邊緣→鋼筋籠下放→吊裝完成。

地下連續墻鋼筋籠吊裝過程具有極強的綜合性和系統性。主要涉及到以下幾個方面：

第一，地下連續墻成槽工藝。采用專業的成槽機進行開挖，通過計算機技術和相應的控制軟件，對成槽的類型和誤差進行嚴格控制。標準槽段采用成槽機施工，異性槽段嚴格按照分幅分段進行開挖成型。在挖槽前要合理調整槽機的位置，在進行挖槽時要尊重穩、準、輕放、慢提的原則，確保成槽的垂直度在1/300以下。轉角幅的特殊處理，在維護結構轉角處處理時，為確保成槽質量和尺寸能達到設計標準，還要對成槽段進行科學合理的調整。比如：在進行導墻施工時，可以把槽段向為側樣延伸約500～600mm，具體槽段如圖2所示：

圖2 轉角處特殊處理示意圖

第二，槽段和鋼筋籠驗收。當槽段和鋼筋籠施工質量均滿足具體要求后，即可把吊機轉移到起吊位置，并嚴格控制吊車的作業半徑，檢查卡環、鋼絲繩等起吊工具是否存在裂縫或者斷絲的情況。

第三，試吊。在進行試吊時，必須確保主吊和副吊同時把鋼筋籠緩慢抬離0.5～1.0m，然后對鋼筋籠的變形系數進行監測，確定鋼筋籠的變形系數在允許范圍后，才能進行下一道工序。

第四，鋼筋籠入槽。當鋼筋籠吊運到安放鋼筋籠的位置時，卸除掉副力及其吊具。通過主吊把鋼筋籠移置到槽段邊緣處，根據設計要求把鋼筋籠緩慢放入槽段中。在具體安裝時還要格外注意割除混凝土導管位置鋼筋。在安裝過程中如果遇到阻力，嚴禁強行夯擊入槽，要把鋼筋籠稍做提升，然后緩慢下放，當鋼筋籠安放到設計位置后，再利用槽鋼制作的扁擔擱置在導墻上。

（二）做好施工前的準備工作

在施工前要和地質勘察單位取得聯系，進一步確認周期地質情況和地形環境，確認這些因素是否會對鋼筋籠吊裝產生不利影響。如果存在，則要采取相應的措施進行處理，并檢查履帶起重機、索具等是否存在缺陷，并編制《監督檢查報告書》，確認所有的工具都達到具體要求標準后才能開始施工。進行鋼筋籠吊裝工序交底，由技術人員對鋼筋籠的結構形式、尺寸、單體重量等指標，向作業人員進行書面技術交底。開始吊裝前，還要對鋼筋籠吊點、鋼絲繩、卸扣、焊縫等受力構件進行專業檢查，確保其達到吊裝標準和規范后才能開始吊裝。

（三）鋼筋籠吊裝驗算

該地鐵工程鋼筋籠吊裝示意圖如圖3所示。

根據施工的最大要求，鋼筋籠的長度為47.5m，寬度為5.8m，重量為53t，在吊裝時由于存在焊接接頭、扁擔、索具等，因此，在進行鋼筋籠吊裝驗算時，鋼筋籠的重量要按照57.5t進行計算。圖3中，在h2鋼絲繩的高度為3.5m，h1的高度也要為3.5m，吊機吊鉤卷上允許高度l0為3.5m，扁擔的高度h0為1.0m，扁擔長度為4m，機高2.54m，吊裝余裕高度h4為1.0m。則扁擔到吊臂的距離L=l0+h1+h0=3.5+3.5+1=8.0m＞7.5m（2tan75°），在鋼筋吊裝時，扁擔不會和吊臂發生碰撞。而鋼筋籠回轉距離吊臂的距離為：l0+h1+h2+h0=3.5+3.5+3.5+1=11.5＞10.8（5.8/2Xtan75°），因此，在鋼筋籠吊裝時，鋼筋籠不會和吊臂發生碰撞，滿足具體要求。

圖3 鋼筋籠吊裝示意圖

（四）吊環驗算

在主吊點上，全荷載吊環鋼筋樣驗算的公式為：Ag=KXG（n×2×Rg）×sinα。其中Ag為吊點的鋼筋單位為（mm2），K值取 1.5，G重量單位為（kg）=55000kg，α為角度=90°，n為吊點系數，根據以往的經驗可取值為4,Rg為鋼筋承受重量=270N/mm2。主吊點取40mm,幅吊點取40mm,其中40mm＞22.5mm，可充分滿足具體要求。

（五）鋼絲繩驗算

主吊鋼絲繩驗算，由于在吊裝過程中，鋼絲繩在鋼筋籠豎立起來時承受的力最大，吊重：Q1=Q+G吊=55t+4.0 t=59t；鋼絲繩直徑：56.0mm，[T]=32.78t；鋼絲繩：T=Q1/4cos400=19.25t＜ [T]，滿足要求。

副吊鋼絲繩驗算：副吊扁擔上部鋼絲繩驗算通過鋼筋籠在起吊過程中的受力分析，知副吊最大作用力為11.76t。鋼絲繩直徑：47.5mm，[T]=23.51 t鋼絲繩：T=Q1/4cos400=3.83 t＜ [T]，滿足要求。

（六）地基承載力驗算

該地鐵工程地基承載力狀態如圖4所示。

根據該工程地基受力情況和實際施工經驗，地基所承受的最大壓力為主吊下放整幅連續墻時的壓力。此時，鋼筋籠的最大重量為57.5t，吊車自重約為358t，索具重量為2.5t。此時，靠近導墻處履帶壓力為：Rmax=[320×3.625+1.1×57.5×（8.485+3.625+3.625）]/（3.625+3.625）=330.27t。履帶的長度為9.18m，寬度為1.2，則履帶承壓的最大面積為：9.18×1.2=11.016m2，P=Rmax/S=330.27/11.016×10=299.8Kpa。在施工前需要對吊車行進區域做0.3～0.5m混凝土硬化，然后在混凝土中綁扎12mm鋼筋，控制間距在10cm×10cm之間，即可充分滿足該地鐵工程鋼筋籠吊裝施工要求。

綜上所述，本文結合工程實例，深入分析了地鐵施工中的地下連續墻鋼筋籠吊裝技術，在地鐵連續墻施工中鋼筋籠吊裝施工方法有很多，主要的目的是確保鋼筋籠安裝能滿足具體施工設計要求。傳統鋼筋籠吊裝比較重視吊點的布置和機械選型，而忽略了吊點質量的增加，經常發生安全事故。本文在介紹鋼筋籠吊裝重難點的基礎上，通過鋼筋籠吊裝驗算、鋼絲繩驗算、地基承載力驗算，深入分析了地鐵連續墻施工中鋼筋籠吊裝的技術要點，事實證明該項施工技術具有安全、可靠、縮短后續工序銜接時間等優點，值得大力推廣應用。

圖4 地基承載力示意圖

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