地下連續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

地下連續墻結構廣泛應用于地下空間工程支護，其優點是可以防滲、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值模擬相結合的方法，明確了超大型地下連續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，研究發現，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值分析。

本文以杭州市富陽區秦望隧道與廣場地下空間地下連續墻施工為工程背景，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，整個項目研究范圍內主線隧道全長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。地下連續墻深度為21 ～43m。地下連續墻墻深為：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，地下連續墻鋼筋籠安裝如圖1 所示。

3 施工方案

秦望通道地下連續墻除600mm 墻接頭為鎖扣管，800mm、1000mm、1200mm 連續墻接頭均為H 型鋼接頭，1200mm 地下連續墻成槽深度約為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同作業進行鋼筋籠安放。

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，無變形、無誤后進行正式吊裝作業。

鋼筋籠吊裝分為六步：步驟1：主吊機和輔助吊機轉移至吊裝位置，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定，并將主吊鉤吊裝。根據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，輔助吊機向主吊機方向旋轉。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：指揮起重行業拆除輔助起重機吊點對鋼罐籠的束縛，遠離起重作業范圍。步驟6：指揮主吊籠入槽，吊車平穩行走，鋼吊籠拉動牽引繩，下放時不要強行進入槽段內。

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，工況是動態的。實際的受力情況與起重機的位置、角度和旋轉方向密切相關。

（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，部分鋼筋籠已經進入槽段內，并且泥漿對鋼筋也存在浮力，這里并未計算在內。

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象，檢查隨車駕駛員特種作業證的真偽和是否復檢，現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，然后緩慢平穩地放置在垂直狀態。根據設計圖紙的技術資料要求，在生產平臺上，采用不同型號的螺紋鋼連接加工成網狀鋼筋籠結構。如果吊點位置的計算不準確，鋼筋籠會產生較大的變形，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。通過計算發現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，根據技術資料和以往的實際吊裝經驗，B 點可以移動到A 點。

4.4 監測方案

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生擾動，對基坑周邊建筑物造成影響。通過開展實時監測工作，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，使之能夠迅速調整、優化施工方法，對可能出現的險情及時報警，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“互聯網+”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在人們的面前。現場安裝多個攝像頭，覆蓋每個角落。這些攝像頭集視頻監控于一體，無死角，全覆蓋。打開手機APP，現場安全生產和文明施工的實時狀態一目了然。這種監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，優化無紙化傳輸流程，將“互聯網+施工安全管理”智能一體化的理念變成現實。

5 結語

（1）本文通過簡述地下連續墻鋼筋籠動態吊裝的施工方案，根據工程情況，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”軟件應用進行監測，提高了項目本質安全管理水平，增強了安全風險分級管控，優化了隱患排查治理辦法。