地鐵施工中的地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝技術(shù)

方 佳

(中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司,天津 300350)

大量工程實(shí)例表明，在地鐵工程施工中，應(yīng)用地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝施工技術(shù)，不但能很大程度上提高地鐵工程施工的質(zhì)量，而且也是保證施工人員和施工設(shè)備安全的主要途徑。但我國(guó)對(duì)此方面的研究還有待進(jìn)一步深入。因此，本文基于工程實(shí)例，對(duì)地鐵施工中的地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝技術(shù)做了如下分析。

一、案例分析

翠湖站是昆明地鐵5號(hào)線中的一個(gè)車站，為地下三層島式站臺(tái)車站，翠湖站的東側(cè)為省財(cái)政廳，西側(cè)為第二中學(xué)生華山校區(qū)，西南側(cè)為五華區(qū)政府。

該地鐵車站起止里程為右KD6+764.728～DK6+925.528，有效站臺(tái)里程為右DK6+839.828。車站內(nèi)部總建筑結(jié)構(gòu)為17011.82m2，總長(zhǎng)度為160.8m，標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)部設(shè)置了4個(gè)出入口。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1.2m厚的連續(xù)墻+內(nèi)支撐，如圖1所示。

主體基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1200mm厚地下連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)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(hù)結(jié)構(gòu)示意圖

二、地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝施工的重難點(diǎn)

（一）吊物難以固定，存在偏心現(xiàn)象

在進(jìn)行鋼筋籠吊裝起吊時(shí)，主副吊機(jī)吊鉤同時(shí)起吊，因此，鋼筋籠在加工時(shí)還要充分考慮起吊的分布情況，確保吊物不會(huì)因?yàn)椴焕喂?、偏心等因素的影響，?dǎo)致鋼筋籠在起吊時(shí)發(fā)生搖擺。就該工程而言，經(jīng)過(guò)全方位計(jì)算，符合安全施工標(biāo)準(zhǔn)要求?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督工作，發(fā)現(xiàn)捆綁不滿足的情況，要及時(shí)制止，避免對(duì)下方人員和設(shè)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(dāng)焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)時(shí)，就會(huì)造成鋼筋籠散架。因此，要對(duì)鋼筋籠焊接質(zhì)量進(jìn)行全方位檢查，在轉(zhuǎn)角處設(shè)置角撐。在吊放鋼筋籠時(shí)，專職安全員、督查人員要全部到場(chǎng)，對(duì)鋼筋籠的吊放環(huán)境、吊點(diǎn)質(zhì)量、料索情況等進(jìn)行全面檢查，全部滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，才能開始吊放作業(yè)。

（三）鋼筋籠受側(cè)向荷載作用

鋼筋籠在起吊時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生臂桿和行走方向不一致的情況，吊裝行進(jìn)時(shí)，鋼筋籠距離地面太高，且行走過(guò)快，在進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，在慣性的作用下，會(huì)促使鋼筋籠受到側(cè)向荷載作用而發(fā)生傾翻事故，大大增加了地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝的難度。

（四）鋼筋籠在風(fēng)載荷作用下吊裝

當(dāng)風(fēng)速達(dá)到4級(jí)以上，要根據(jù)風(fēng)速、起重機(jī)狀態(tài)、工作環(huán)境等情況等綜合情況進(jìn)行合理調(diào)整，并采取相應(yīng)的措施，降低風(fēng)載荷對(duì)鋼筋籠吊裝的影響。

三、地鐵施工中的地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝技術(shù)應(yīng)用

（一）地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝流程

地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝技術(shù)在地鐵工程施工中的應(yīng)用流程：槽段、鋼筋籠驗(yàn)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(dòng)至主槽段邊緣→鋼筋籠下放→吊裝完成。

地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝過(guò)程具有極強(qiáng)的綜合性和系統(tǒng)性。主要涉及到以下幾個(gè)方面：

第一，地下連續(xù)墻成槽工藝。采用專業(yè)的成槽機(jī)進(jìn)行開挖，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)和相應(yīng)的控制軟件，對(duì)成槽的類型和誤差進(jìn)行嚴(yán)格控制。標(biāo)準(zhǔn)槽段采用成槽機(jī)施工，異性槽段嚴(yán)格按照分幅分段進(jìn)行開挖成型。在挖槽前要合理調(diào)整槽機(jī)的位置，在進(jìn)行挖槽時(shí)要尊重穩(wěn)、準(zhǔn)、輕放、慢提的原則，確保成槽的垂直度在1/300以下。轉(zhuǎn)角幅的特殊處理，在維護(hù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角處處理時(shí)，為確保成槽質(zhì)量和尺寸能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，還要對(duì)成槽段進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整。比如：在進(jìn)行導(dǎo)墻施工時(shí)，可以把槽段向?yàn)閭?cè)樣延伸約500～600mm，具體槽段如圖2所示：

圖2 轉(zhuǎn)角處特殊處理示意圖

第二，槽段和鋼筋籠驗(yàn)收。當(dāng)槽段和鋼筋籠施工質(zhì)量均滿足具體要求后，即可把吊機(jī)轉(zhuǎn)移到起吊位置，并嚴(yán)格控制吊車的作業(yè)半徑，檢查卡環(huán)、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(jìn)行試吊時(shí)，必須確保主吊和副吊同時(shí)把鋼筋籠緩慢抬離0.5～1.0m，然后對(duì)鋼筋籠的變形系數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確定鋼筋籠的變形系數(shù)在允許范圍后，才能進(jìn)行下一道工序。

第四，鋼筋籠入槽。當(dāng)鋼筋籠吊運(yùn)到安放鋼筋籠的位置時(shí)，卸除掉副力及其吊具。通過(guò)主吊把鋼筋籠移置到槽段邊緣處，根據(jù)設(shè)計(jì)要求把鋼筋籠緩慢放入槽段中。在具體安裝時(shí)還要格外注意割除混凝土導(dǎo)管位置鋼筋。在安裝過(guò)程中如果遇到阻力，嚴(yán)禁強(qiáng)行夯擊入槽，要把鋼筋籠稍做提升，然后緩慢下放，當(dāng)鋼筋籠安放到設(shè)計(jì)位置后，再利用槽鋼制作的扁擔(dān)擱置在導(dǎo)墻上。

（二）做好施工前的準(zhǔn)備工作

在施工前要和地質(zhì)勘察單位取得聯(lián)系，進(jìn)一步確認(rèn)周期地質(zhì)情況和地形環(huán)境，確認(rèn)這些因素是否會(huì)對(duì)鋼筋籠吊裝產(chǎn)生不利影響。如果存在，則要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，并檢查履帶起重機(jī)、索具等是否存在缺陷，并編制《監(jiān)督檢查報(bào)告書》，確認(rèn)所有的工具都達(dá)到具體要求標(biāo)準(zhǔn)后才能開始施工。進(jìn)行鋼筋籠吊裝工序交底，由技術(shù)人員對(duì)鋼筋籠的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、單體重量等指標(biāo)，向作業(yè)人員進(jìn)行書面技術(shù)交底。開始吊裝前，還要對(duì)鋼筋籠吊點(diǎn)、鋼絲繩、卸扣、焊縫等受力構(gòu)件進(jìn)行專業(yè)檢查，確保其達(dá)到吊裝標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范后才能開始吊裝。

（三）鋼筋籠吊裝驗(yàn)算

該地鐵工程鋼筋籠吊裝示意圖如圖3所示。

根據(jù)施工的最大要求，鋼筋籠的長(zhǎng)度為47.5m，寬度為5.8m，重量為53t，在吊裝時(shí)由于存在焊接接頭、扁擔(dān)、索具等，因此，在進(jìn)行鋼筋籠吊裝驗(yàn)算時(shí)，鋼筋籠的重量要按照57.5t進(jìn)行計(jì)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(jī)吊鉤卷上允許高度l0為3.5m，扁擔(dān)的高度h0為1.0m，扁擔(dān)長(zhǎng)度為4m，機(jī)高2.54m，吊裝余裕高度h4為1.0m。則扁擔(dān)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(shí)，扁擔(dān)不會(huì)和吊臂發(fā)生碰撞。而鋼筋籠回轉(zhuǎn)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(shí)，鋼筋籠不會(huì)和吊臂發(fā)生碰撞，滿足具體要求。

圖3 鋼筋籠吊裝示意圖

（四）吊環(huán)驗(yàn)算

在主吊點(diǎn)上，全荷載吊環(huán)鋼筋樣驗(yàn)算的公式為：Ag=KXG（n×2×Rg）×sinα。其中Ag為吊點(diǎn)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(diǎn)系數(shù)，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)可取值為4,Rg為鋼筋承受重量=270N/mm2。主吊點(diǎn)取40mm,幅吊點(diǎn)取40mm,其中40mm＞22.5mm，可充分滿足具體要求。

（五）鋼絲繩驗(yàn)算

主吊鋼絲繩驗(yàn)算，由于在吊裝過(guò)程中，鋼絲繩在鋼筋籠豎立起來(lái)時(shí)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(yàn)算：副吊扁擔(dān)上部鋼絲繩驗(yàn)算通過(guò)鋼筋籠在起吊過(guò)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(yàn)算

該地鐵工程地基承載力狀態(tài)如圖4所示。

根據(jù)該工程地基受力情況和實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，地基所承受的最大壓力為主吊下放整幅連續(xù)墻時(shí)的壓力。此時(shí)，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(shí)，靠近導(dǎo)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(zhǎng)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(duì)吊車行進(jìn)區(qū)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(jié)合工程實(shí)例，深入分析了地鐵施工中的地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝技術(shù)，在地鐵連續(xù)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(shè)計(jì)要求。傳統(tǒng)鋼筋籠吊裝比較重視吊點(diǎn)的布置和機(jī)械選型，而忽略了吊點(diǎn)質(zhì)量的增加，經(jīng)常發(fā)生安全事故。本文在介紹鋼筋籠吊裝重難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)鋼筋籠吊裝驗(yàn)算、鋼絲繩驗(yàn)算、地基承載力驗(yàn)算，深入分析了地鐵連續(xù)墻施工中鋼筋籠吊裝的技術(shù)要點(diǎn)，事實(shí)證明該項(xiàng)施工技術(shù)具有安全、可靠、縮短后續(xù)工序銜接時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，值得大力推廣應(yīng)用。

圖4 地基承載力示意圖

參考文獻(xiàn)：

[1]毛千明.地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝施工技術(shù)[J].工程技術(shù)研究,2016（8）:88-89.

[2]馬勝利.拱北隧道工作井超深地下連續(xù)墻特重型鋼筋籠吊裝施工技術(shù)[J].鐵道建筑,2016（4）:84-86.

[3]黃晨光,陳江偉,鄭承紅,余正祥.武漢綠地中心工程地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝技術(shù)[J].施工技術(shù),2015,44（4）:21-22，25.

[4]張革軍.超深超重地下連續(xù)墻鋼筋籠整體吊裝技術(shù)[J].市政技術(shù),2014,32(S1):145-147.

[5]趙超,余劍鋒.超深地下連續(xù)墻L型鋼筋籠吊裝技術(shù)[J].廣東土木與建筑,2014,21（2）:42-44，51.