超深地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝技術研究

葉茂森

(中鐵十八局集團第五工程有限公司，天津 300450)

1 工程概況

珠江三角洲水資源配置工程土建施工A5標段為輸水干線鯉魚洲取水口至高新沙水庫段的一部分，該標段包括總長約5.64km的雙線輸水隧洞。盾構段設置2座工作井，分別為LG09號工作井、LG09號-1工作井，工作井平面布置為圓形，外徑為35.9m，深度最大為71m。工作井基坑采用地下連續(xù)墻垂直支護，墻厚1.2m。單個工作井共分成24幅槽，鋼筋籠最長為68.82m，最大整體重量76t。

2 施工工藝

由于此工程地下連續(xù)墻單幅尺寸較大，使得鋼筋籠的吊裝難度大，并且對鋼筋籠的焊接質量要求高。為保證鋼筋籠的整體性和剛度，鋼筋籠分兩節(jié)進行拼裝，單節(jié)長度約35m，逐節(jié)吊裝入槽。鋼筋籠的加工在預先設置好的加工平臺上進行，在分段處設置螺紋套筒連接。單節(jié)鋼筋籠使用兩臺履帶吊配合起吊，在空中調直后入槽，后續(xù)將上下兩節(jié)鋼筋籠對接后再整體將鋼筋籠下放至設計標高。這樣不僅有利于施工質量的提升，還能在很大程度上確保施工安全。鋼筋籠在制作場地的起吊、轉運采用280t和150t履帶吊，其中280t履帶吊作為主吊負責鋼筋籠的運送和下放，150t履帶吊作為副吊配合主吊進行鋼筋籠空中調直[1]。

3 施工內容

3.1 鋼筋籠加工

鋼筋籠根據(jù)地下連續(xù)墻墻體配筋圖和單元槽段的劃分在指定的加工平臺上制作，先將縱筋焊接在鋪設好的橫筋上，再焊接底層保護墊塊，然后按照圖紙進行中間桁架的焊接，之后焊接上層縱筋和橫筋，最后焊接拉筋、鎖邊筋、吊筋、焊接預埋件及保護墊塊。由于大多數(shù)鋼筋籠是焊接而成的，一旦焊接質量不過關就會導致鋼筋籠散架。因此,需要全方位地檢查鋼筋籠的焊接情況，設置專職人員在現(xiàn)場對鋼筋籠的吊放環(huán)境、吊點質量進行全方位的檢查，確保其能夠滿足設計標準后再進行作業(yè)。

3.2 鋼筋籠吊裝

3.2.1 吊點設置

鋼筋籠最重76t，最長68.82m。單節(jié)最長37.5m，最重45t。根據(jù)鋼筋籠在吊裝過程中的受力分析[2]，將鋼筋籠主吊吊點布置在下層鋼筋籠1.45m處及上層鋼筋籠1.45m、10.45m處(吊點1、2、3)，每道各設置4個吊點；將副吊吊點布置在上層鋼筋籠19.45m、27.45m、35.45m處(吊點4、5、6)，每道各設置4個吊點(見圖1)。

圖1 鋼筋籠吊點布置(單位：m)

3.2.2 吊裝方法

在對鋼筋籠焊接及安全性能等檢驗合格后才能夠起吊。先將280t、150t吊機轉移到起吊位置，安裝下部鋼筋籠吊點的卸扣。然后對鋼筋籠進行試吊，將鋼筋籠平吊至距地面0.3m，并懸空約5～10min，檢驗鋼筋籠及吊點的焊接質量(見圖2)。試吊無異常后開始起吊鋼筋籠[3]，主副吊車把桿調至額定起重角度，待鋼筋籠平穩(wěn)后，主吊機緩慢提升吊鉤，副吊隨著鋼筋籠豎起程度，緩慢向前行走，保證滑輪重心與起吊鋼絲繩下鋼筋籠的重心重合，確保鋼筋籠在起吊過程中保持動態(tài)平衡(見圖3)。待鋼筋籠垂直于地面時，副吊松鉤，并遠離起吊作業(yè)范圍(見圖4)[4]。

圖2 鋼筋籠平吊示意圖

圖3 雙機抬吊鋼筋籠轉化示意圖

圖4 主吊完全吊起鋼筋籠示意圖

鋼筋籠豎起后，由主吊單機吊裝鋼筋籠，吊機走行平穩(wěn)，鋼筋籠上拉牽引繩，緩慢行走到孔口預定位置，然后指揮280t吊機吊籠入槽、定位，下放時不得強行入槽。下部鋼筋籠下放至第二、三排吊點時，用特制工字鋼扁擔擔穩(wěn)后，拆除卸扣與預留的鋼絲繩連接，吊車將鋼絲繩拉直后將鋼筋籠提起，拆下扁擔下放鋼筋籠。下放至第一排吊點，再次擱置工字鋼扁擔，拆除主吊卸扣，移機至上部鋼筋籠處，并按之前相同步驟將上部鋼筋籠移至下部鋼筋籠上方。鋼筋工人對接鋼筋籠，加固完成后，吊車將鋼絲繩拉直后將鋼筋籠提起，拆下扁擔下放鋼筋籠。下放至上部鋼筋籠第一排吊點，再次擱置工字鋼扁擔。拆除卸扣換至吊環(huán)后，將鋼筋籠吊起拔出工字鋼扁擔。鋼筋籠下放至設計標高后，用工字鋼扁擔擱置好鋼筋籠，拆除卸扣鋼絲繩，吊裝完成。分節(jié)布置見圖5。

圖5 分節(jié)鋼筋籠下放示意圖

3.2.3 吊裝加固

考慮到鋼筋籠起吊的剛度和強度，需對鋼筋籠進行加固[5]，包括骨架加固、吊點加強以及鋼筋籠的對接。

a.骨架加固。為確保鋼筋籠不發(fā)生變形，鋼筋籠籠口和吊點位置水平鋼筋應做加強，鋼筋規(guī)格不小于φ32，且應設置橫向加強桁架。每節(jié)鋼筋籠籠口位置設置一塊100mm(寬)×20mm(厚)環(huán)形鋼板對鋼筋籠進行加強，防止鋼筋籠籠口變形，確保鋼筋籠的剛度。在每榀縱向桁架筋上通長布置2φ32HRB400抗拉鋼筋，間距為8m。地下連續(xù)墻的主筋與水平筋單面焊成鋼筋籠骨架(見圖6)。

圖6 鋼筋籠整體骨架示意圖

b.吊點加強。考慮鋼筋籠水平吊點加強需要在吊點位置處增加2根φ32HRB400的加強筋與縱向鋼筋焊接，焊接采用雙面搭接焊，焊縫長度為20cm,焊縫滿足規(guī)范要求[6]。同時在縱向桁架筋幫焊一根φ32HRB400、長200mm支撐短筋，作為吊點加強，吊點詳圖見圖7；考慮鋼筋籠垂直時的吊點加強，在第一排水平筋位置處用通長鋼板作為垂直時鋼筋籠吊點，此吊點位于籠頂下1.45m處(見圖8)。

圖7 水平吊點加固吊點詳圖

圖8 鋼筋籠頂?shù)觞c平面位置

c.鋼筋籠對接。鋼筋籠采用接駁器對接的型式入槽，相鄰接頭50%錯開，錯開長度35d，為1.12m(見圖9)。對接時先將鋼筋籠四周有限位標志的縱向主筋接駁器擰緊，然后指揮主吊車再次提起鋼筋籠，使上下段鋼筋籠保持垂直，接著擰緊其余縱向主筋的接駁器。

圖9 鋼筋籠對接示意圖

4 施工技術要點

a.嚴格按設計要求制作加工。鋼筋籠制作前應檢查對照單元槽段的實際寬度和鋼筋籠的設計尺寸，確認無誤后再進行制作。制作鋼筋籠時要嚴格按照設計圖要求進行焊接，保證焊接焊縫的長度、質量滿足要求。吊攀、吊點加強處滿焊，吊環(huán)焊接采用雙面滿焊，尤其是對桁架焊縫，加強焊接質量的把控，達到雙面焊縫長度不小于5倍鋼筋直徑、焊縫寬度不小于0.6倍鋼筋直徑、焊縫高度不小于0.35倍鋼筋直徑的規(guī)范要求效果。

b.采用有效措施糾偏鋼筋籠。為了進行鋼筋籠吊裝時的糾偏工作，可以在籠上設置2～3個小吊錘，并在離鋼筋籠底約2m處設置2～3根糾偏繩，待鋼筋籠豎起后通過吊錘觀測鋼筋籠的垂直度，若有偏差，則通過糾偏繩及時調整。若鋼筋籠垂直度偏差超過預期，為防止糾偏后鋼筋籠再次傾斜，則考慮在籠頂增設一吊點，通過手拉葫蘆與吊鉤相連，施加一定預拉力，以確保糾偏效果。

c.嚴格控制吊車行走平穩(wěn)。鋼筋籠抬吊或單吊時，遵循同步、協(xié)調、平穩(wěn)的原則進行，減少起吊過程中水平荷載的影響。吊車行走過程中，距離地連墻槽口邊線不小于3m，避免因吊車行走對導墻造成破壞。

d.保證鋼筋籠標高安裝質量。在鋼筋籠下放到位后，為確保支撐加密區(qū)域的標高，應用水準儀測量鋼筋籠的籠頂標高，以減小吊筋拉長效應對鋼筋籠標高的影響。后續(xù)可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況將籠頂標高調整至設計標高。

e.確保異形鋼筋籠吊裝平衡。在進行異形鋼筋籠的吊裝時，要特別注意吊點的分布，避免鋼筋籠起吊時受到偏心從而出現(xiàn)搖晃。在鋼筋籠剛剛吊起時應在空中懸停20min，期間觀察是否有異常現(xiàn)象發(fā)生，若有應及時采取電焊加固等措施[7]。

5 結 語

珠江三角洲水資源配置工程土建施工A5標段盾構工作井的開挖深度大，使得地下連續(xù)墻施工時單幅鋼筋籠尺寸和重量較大，吊裝困難。本工程采取分段吊裝、雙機抬吊技術，通過嚴格控制鋼筋籠加工質量并進行骨架加固，增強了鋼筋籠的整體剛度，根據(jù)計算結果布設吊點位置，確保鋼筋籠吊裝過程的安全性和穩(wěn)定性，保證了施工質量，同時，也為超長超重地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝提供了借鑒經(jīng)驗。