异型超深地连墙钢筋笼吊装技术研究

异型超深地连墙钢筋笼吊装技术研究

1周梦钿2鲁元水

身份证号码：330683199605055022   身份证号码：362326198712012115

摘要:结合基坑支护工程地下连续墙施工实践，对异型超深地连墙钢筋笼吊装方案设计进行了理论的探讨，分别阐述了在吊装设备的选型、吊装工况的计算、吊点的计算和布置等方面内容，确保吊装过程中施工安全，可供参考。

关键词:吊装加固;钢丝绳;强度检验

1工程概况

项目基坑支护工程采用1000mm和1200mm厚地下连续墙，接头采用工字形型钢接头，槽段形式有“一”形、“L”形和“∏”形，其中局部ZH1~ZH4槽段地下连续墙承担传递竖向荷载结构，其余槽段地下连续墙不承担传递竖向荷载结构，仅作为基坑围护墙和地下室结构外墙，作为永久结构使用。在ZH1~ZH4这4幅槽段中，ZH1槽段是本工程较深槽段且形状为“∏”形，属于异型深槽段，槽段深度为65.77m，钢筋笼长度为66.42m。

1.1 地连墙槽壁加固

在地连墙施工前，拆除并回填地下停车场，在粉砂层和地下停车场回填区域内拟采用双重管高压旋喷桩对地连墙进行槽壁加固，地连墙外侧拟采用三重管高压旋喷桩加固，防止地连墙阳角处渗漏水。三重管法增大水泥浆喷射距离，提高土体切削能力，加快废土的排除。三重管高压旋喷桩施工前，应确定水泥浆配合比、喷射压力、喷浆量等技术参数。双重管高压旋喷桩施工工艺流程先钻后喷，下钻喷射，再提升搅拌，保证每米桩浆液的含量和质量。双重管高压旋喷桩使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基得到加固。

1.2地连墙导墙施工

地连墙导墙起成槽导向、槽段分幅定位和承担临时施工荷载等作用[5]。导墙采用钢筋混凝土结构，翼墙厚30cm，侧墙厚20cm，配筋Φ12@200mm、Φ14@150mm，导墙净宽1550mm；内外导墙的净距比地下连续墙厚度加大5cm，导墙垂直度控制在≤3/1000内，以保证连续墙成墙垂直度及墙体变形满足要求。施工工艺流程：平整场地→测量定位→挖槽→绑扎钢筋→支模板→浇注混凝土→拆模并设置木横撑→导墙回填黏土压实。导墙拆模后，为保证导墙间距和稳定，导墙沟内用8cm×8cm方木加设三道支撑，支撑在竖向设上下两道，纵向按间隔2m设置，同时禁止机械等设备在导墙周围碾压。

1.3地连墙接头及成槽

鉴于场地内地下水埋设较浅，具微承压性，采用增加首开幅的方式，达到防止漏水的效果。(1)按槽段划分，分幅采用成槽机成槽施工，遇到岩层时采用徐工-XTC80/55双轮铣槽机，直至设计槽底标高为止。标准槽段(4m)采用成槽机+铣槽机开挖成槽，异型槽段严格按分幅分段进行开挖成型。(2)根据槽段位置调整成槽机(铣槽机)，成槽机(铣槽机)的主钢丝绳必须与槽段的中心重合。挖完槽后用超声波测壁仪进行检测，确保成槽垂直度≤1/300。(3)在围护结构转角处，槽段向外侧外延500mm。(4)挖槽时，不断向槽内注入新鲜泥浆，保持泥浆面在导墙顶面以下0.3m，且高出地下水位0.5m。(5)修理平整铣槽凹凸面，保证槽段横向有良好的直线性。沿槽长方向套挖的同时，把铣槽机刀头下放到槽段设计深度上挖除槽底沉渣。成槽施工过程中，若发现槽内泥浆液面降低或浓渡变稀，要立即查明是否因为地下水流入或泥浆随地下水流走所致，应不断补充比重1.3以上的泥浆，同时回填槽段直到泥浆液面稳定，再重新成槽，适当提高泥浆比重，且注意观察泥浆液面变化。

2吊装说明

本文主要以ZH1槽段(“∏”形)为背景作为钢筋笼吊装设计计算及应用。受场地大小条件制约，减少吊装风险，将ZH1槽段钢筋笼制作形式予以调整，由原来的“∏”形分解为两个“L”形，并分上下两节制作4次吊装入槽。根据该槽段设计，选取单节单次吊装最重钢筋笼作为本方案验算条件，单节单次吊装最重地墙钢筋笼为“L”形，钢筋笼宽度3.2m，厚度1.08m，长度为42.65m，钢筋笼最大重量55.0t。采用主吊为300t履带吊，副吊为150t履带吊2台起重设备。根据设计和施工要求，沿钢筋笼纵向布置桁架筋，并在吊点处设置横向桁架，使钢筋笼起吊时横向均匀受力，同时使纵向保持良好的抗弯刚度。钢筋笼的起吊均采用10点双机抬吊起吊方式，其中主吊为4点，副吊吊点设6点。

3钢筋笼吊装加固

为防止钢筋笼在起吊过程中产生不可复原的变形，钢筋笼制作时设置纵、横向桁架，桁架筋均采用Φ28钢筋“X”形布置。对设置在钢筋笼上榀的所有吊点均需设置“几”字形加强筋，加强筋采用Φ32钢筋;对于钢筋笼顶下榀的主吊吊点及所有搁置点均采用“Π”形钢筋进行加强;并对所有吊点上部的一根水平筋进行加粗，采用HRB400Φ32钢筋。

4吊机高度计算

选择计算主吊机垂直高度时，不仅要考虑主吊臂架最大仰角78°和钢筋笼的最大尺寸、重量，而且要考虑钢筋笼吊起后能旋转180°，不碰撞主吊臂架，即满足BC距离＞钢筋笼1/2宽度的条件。

4.1钢筋笼吊机选型计算

1)钢筋笼长度h3=42.65m。2)扁担下钢丝绳长度h2=5m计。3)扁担至吊钩的距离h1约2.5m，吊机吊钩至吊机顶b约4m。4)扁担高度h0约1m，离地面高度h4取0.5m。5)保证钢筋笼旋转不碰撞吊机的最小高度hmin=BC×tan78°=3.25×tan78°=15.3m。因为hmin＞(h0+h1+h2+b)=(1+2.5+5+4)=12.5m，所以吊机起重高度≥hmin+h3+h4=15.3m+42m+0.5m=58m。6)机高按3m计。7)吊臂长度L≥(60－3)/sin78°=56m。主吊选用300t履带式起重机:主臂长度66m，角度78°，回转半径12m，额定起重量112t。副吊选用150t履带式起重机:主臂长度46m，角度76°，回转半径12m，额定起重量49.8t。

4.2钢筋笼吊装起重量计算

按最重钢筋笼重量计算:钢筋笼总重:W总=550kN;吊装索具重:扁担及钢丝绳25kN、吊钩5kN;配置SCC3200型履带吊作为主吊，QUY150型履带吊作为副吊。1)主吊300t履带吊。(1)吊车不行走状况下吊装钢筋笼。钢筋笼竖立时，300t履带吊车把杆接66m，当把杆起到78°时最大起重量:P1=1100kN。W总+索具吊钩=550+25+5=580kN(其中ZH型槽段两节钢筋笼对接竖立时最大重量为620kN);即P1＞W总+索具吊钩，满足要求。(2)吊车行走状况下吊装钢筋笼。吊车行走允许起重量:P2=1100×0.7=770kN。W总+索具吊钩=550+25+5=580kN(其中ZH型槽段两节钢筋笼对接竖立时最大重量为620kN);即P2＞W总+索具吊钩，满足要求。2)副吊QUY150t履带吊。根据本工程吊点布置情况，双机抬吊时，通过吊点布置，副吊承受钢筋笼重的70%，即W'总=550×0.65=35.75kN。150t履带吊车把杆接46m，当把杆起到76°，回转半径为12m时，其最大起重量:P3=498kN;即P3＞W'总+索具吊钩(357.5+25+5=387.5kN)，满足要求。

5钢丝绳强度验算

钢丝绳采用6×37S+IWR钢芯钢丝绳，公称抗拉强度为1700MPa，钢丝绳安全系数K取6，换算系数，a=0.82。

5.1主吊扁担上部钢丝绳验算

钢丝绳在钢筋笼竖立起来时受力最大(以单节最重，即42.35m钢筋笼计算)。吊重:钢筋笼重量55t，扁担及索具共重3t，总重58t。单根钢丝绳最大受力T1=580/2×2sin60°=167.4kN＜[Fg]=181.7kN。故钢丝绳直径选用双股46mm，单根长度约为5~8m。主吊卸扣1选择500kN＞167.4×2=334.8kN，满足要求。

5.2主吊扁担下部钢丝绳验算

钢丝绳在钢筋笼竖立起来时受力最大。吊重:钢筋笼重量55t，扁担及索具共重3t，总重58t。单根钢丝绳最大受力T1=580/4=145kN＜[Fg]=151.7kN，故钢丝绳直径选用42mm，单根长度约为18m。主吊卸扣2选择250kN＞145kN，满足要求。

5.3副吊扁担上部钢丝绳验算

通过受力分析及经验，钢筋笼平放起吊时副吊受力最大，根据吊点布置位置换算出副吊作用力为55×0.65=35.75t，副扁担及重量索具共重3t。吊重荷载:35.75+3.0=38.75t。单根钢丝绳最大受力T=38.75/(2×2×sin60°)=111.9＜[Fg]=138kN，故钢丝绳直径选用双股40mm，单根长度约为5~8m。副吊扁担上卸扣选择250kN＞112×2=224kN，满足要求。

5.4 副吊扁担下部钢丝绳验算

根据受力分析2×Tb×sin45°+2×Tb=(W总＇+3)/2得:Tb=56.8kN，故副吊下方钢丝绳选用30mm，单根长度40m，[Fg]=77.49kN＞Tb满足要求。副吊扁担下卸扣选择100kN＞56.8kN，满足要求。

6 吊点强度计算

6.1 主吊吊点强度计算

吊环筋抗拉强度容许值:[fv]=3.14×162×2×210/9800=34.45t。主吊吊点所承受的最大拉力是钢筋笼拼装后拎直时4个吊点受力时，吊点钢筋所受最大拉力为55t÷4=13.75t。安全系数取1.8时，fv=13.75t＜[fv]/2=19.14t，满足需要。

6.2 副吊吊点强度计算

起吊时10个吊点同时受力，在起吊、翻转的整个过程中，副吊6个吊点所承受的重量约为钢筋笼的重量约为38t(＜主吊55t)，副吊吊点设置同主吊吊设点设置，故每个吊点所承受的作用力满足需要。

结束语

根据本文所述的“∏”形槽段钢筋笼吊装技术研究，成功地实现了本工程两幅“∏”形槽段钢筋笼的顺利吊装，特别是在吊装和入槽过程中，钢筋笼结构的稳定确保了吊装施工安全，钢筋笼入槽过程也特别顺利，这对于以后类似工程具有很好的借鉴作用。

参考文献:

[1]车国喜.超深地连墙钢筋笼吊装方案设计与应用[J].中华民居，2013，6(7):32－34.

[2]张宏斌.地下连续墙施工中钢筋笼吊装技术[J].隧道建设，2010，30(S1):46－50.