超深地下連續(xù)墻鋼筋籠的分節(jié)吊裝技術(shù)

劉東超 趙亞軍 王彥明 劉 偉

中建一局集團(tuán)第五建筑有限公司 北京 100024

隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，大型地下工程日益增多，周邊環(huán)境也越來(lái)越復(fù)雜，這使得施工技術(shù)的難度不斷增大，保障基坑安全也面臨越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。大型深基坑工程中越來(lái)越廣泛地采用地下連續(xù)墻（以下簡(jiǎn)稱“地連墻”）作為豎向圍護(hù)結(jié)構(gòu)，且越建越深，如何減小超長(zhǎng)超重鋼筋籠的吊裝風(fēng)險(xiǎn)，是目前亟須解決的技術(shù)難題[1]。采用超長(zhǎng)鋼筋籠分節(jié)吊裝的方法，在實(shí)際工程中可以提高起吊效率和施工安全系數(shù)，降低鋼筋籠在吊裝過(guò)程中失穩(wěn)、變形的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)鋼筋籠安裝質(zhì)量也有較大保證，且產(chǎn)生了一定的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 工程概況

某地鐵工程項(xiàng)目位于城區(qū)中心，鄰近城市主干道，東側(cè)為居民區(qū)，西鄰商業(yè)綜合體，環(huán)境復(fù)雜，作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高。本站基坑采用明挖法施工，復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式為1 000 mm厚地連墻＋內(nèi)支撐。地連墻共63幅，最深處64.3 m，主鋼筋籠最長(zhǎng)56 m，需入巖。地連墻穿越雜填土、淤泥、淤泥夾砂、中細(xì)砂、粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂、淤泥質(zhì)土、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖等地層。

2 技術(shù)難點(diǎn)及原理

2.1 周邊環(huán)境復(fù)雜

本工程地下分布了較多管線，管線埋深較淺，距離基坑較近，前期遷改工作復(fù)雜，且周邊居民較多，文明施工程度要求高。施工中有大量泥土外運(yùn)，環(huán)境保護(hù)要求較高，給地連墻工程施工帶來(lái)一定難度。

2.2 技術(shù)問題復(fù)雜

復(fù)雜的周邊環(huán)境和水文地質(zhì)條件給施工帶來(lái)極大的困難，為了突破復(fù)雜地質(zhì)條件的束縛，采用組合機(jī)械分節(jié)吊裝工藝進(jìn)行超長(zhǎng)鋼筋籠吊裝，減小鋼筋籠易失穩(wěn)、變形大的風(fēng)險(xiǎn)。

主、副鋼筋籠采用焊接接頭，節(jié)約對(duì)接時(shí)間，減少吊裝時(shí)間，并且采用分節(jié)吊裝，減小了起重機(jī)械主臂的抬升角度和高度，提高機(jī)械操作安全性，增加了吊裝成功的概率，可節(jié)約施工工期。

2.3 吊裝原理

鋼筋籠吊放采用雙機(jī)抬吊，空中回直。分2次起吊，首先起吊副鋼筋籠（籠長(zhǎng)短，質(zhì)量輕），然后起吊主鋼筋籠（籠長(zhǎng)長(zhǎng)，質(zhì)量大）。副鋼筋籠入槽后使用扁擔(dān)卡住鋼筋籠，然后起吊主鋼筋籠對(duì)接，主、副鋼筋籠采用焊接接頭對(duì)接，完成后繼續(xù)下籠；鋼筋籠起吊時(shí)必須使吊鉤中心與鋼筋籠重心相重合，保證起吊平衡。超長(zhǎng)鋼筋籠分節(jié)吊裝，降低鋼筋籠因變形大而出現(xiàn)卡槽的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)減輕組合機(jī)械負(fù)擔(dān)，提高鋼筋籠入槽的安全穩(wěn)定性，有效保證地連墻開挖后的墻體質(zhì)量。

3 鋼筋籠分節(jié)吊裝操作要點(diǎn)

3.1 吊裝前準(zhǔn)備

檢查機(jī)具（主要為主、副吊機(jī)）和人員是否到位，組織落實(shí)吊裝人員，吊裝由有經(jīng)驗(yàn)的專人負(fù)責(zé)指揮，司機(jī)及技工需持有特種作業(yè)上崗證；通過(guò)交底使操作人員對(duì)吊裝施工有全面、深刻的了解，溝通好聯(lián)絡(luò)方式及手勢(shì)；吊裝時(shí)要保證有充足的光線，盡量在白日進(jìn)行施工；在鋼筋籠吊裝前，由吊裝人員對(duì)吊具進(jìn)行安全可靠性檢查；吊裝前在籠尾位置拴一根20 m長(zhǎng)纜風(fēng)繩，起吊后由司索工根據(jù)起吊環(huán)境、鋼筋籠狀態(tài)牽引纜風(fēng)繩的另一頭，保證鋼筋籠平穩(wěn)起吊。

3.2 主、副鋼筋籠設(shè)計(jì)與加工

3.2.1 主、副鋼筋籠設(shè)計(jì)

為保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性，主鋼筋籠長(zhǎng)度包括基坑深度加嵌固深度，副鋼筋籠長(zhǎng)度為隔水墻深度，為滿足隔水要求，地連墻需入巖，形成密閉止水帷幕。

3.2.2 主、副鋼筋籠加工

接頭工字鋼根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用10 mm厚Q235鋼板加工焊接。底面筋焊接時(shí)，采用掛線方法確?？v向、橫向鋼筋的平整與順直。先橫向再縱向，橫向與縱向鋼筋必須點(diǎn)焊合格?？v向鋼筋采用直螺紋套筒連接，套筒進(jìn)場(chǎng)須驗(yàn)收、送檢。套筒安裝完畢后，對(duì)其扭力值進(jìn)行檢測(cè)。套筒每端外露絲扣不超過(guò)1.5扣。橫向鋼筋必須與工字鋼雙面焊接，保證受力。

為保證鋼筋籠吊裝穩(wěn)定性，在原設(shè)計(jì)4道縱向桁架筋基礎(chǔ)上增加1道桁架筋。焊接時(shí)將縱向桁架立起放置在預(yù)先標(biāo)記位置，并與主筋滿焊連接牢固。橫向桁架鋼筋必須與工字鋼焊接固定，同時(shí)要與橫向加強(qiáng)筋單面焊接。迎面鋼筋焊接方法及質(zhì)量控制同底面筋焊接。

拉筋按照設(shè)計(jì)間距嚴(yán)格布設(shè)，與底面筋和迎面筋點(diǎn)焊。地連墻外側(cè)面兩側(cè)設(shè)置X形剪力筋且點(diǎn)焊牢固，可保證地連墻鋼筋籠的整體穩(wěn)定性。

為防止鋼筋籠吊裝過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大變形，鋼筋籠主吊吊點(diǎn)橫向4排、縱向4列，副吊吊點(diǎn)橫向3排、縱向4列。為保證吊點(diǎn)強(qiáng)度，需在吊點(diǎn)兩側(cè)橫向焊接2道吊點(diǎn)加強(qiáng)筋。焊接時(shí)注意調(diào)整焊接電流，吊點(diǎn)加強(qiáng)筋需與主筋雙面滿焊（圖1）。

圖1 吊點(diǎn)加強(qiáng)

3.3 副鋼筋籠入槽

將鋼絲繩卸扣安裝至焊接好的副鋼筋籠吊點(diǎn)位置，使用180 t的履帶吊主、副鉤單機(jī)抬吊。然后旋轉(zhuǎn)履帶吊，使鋼筋籠對(duì)準(zhǔn)槽口，緩慢入槽，使用2根2 m長(zhǎng)14 b#槽鋼距離鋼筋籠邊緣2 m，對(duì)稱穿過(guò)鋼筋籠并擱置于導(dǎo)墻面以上；通過(guò)增減槽鋼底部高度，使鋼筋籠平穩(wěn)，做好與主鋼筋籠對(duì)接準(zhǔn)備（圖2、圖3）。

圖2 副鋼筋籠下槽示意

圖3 槽鋼卡放細(xì)部

3.4 主鋼筋籠吊裝

1）主、副吊機(jī)就位，由起重工安裝卸扣。

2）檢查2臺(tái)起重機(jī)械的鋼絲繩安全情況及受力重心，確認(rèn)后同時(shí)起吊（圖4）。

圖4 組合機(jī)械吊裝示意

3）鋼筋籠起吊至離地面0.3～0.5 m后，檢查鋼筋籠平穩(wěn)狀態(tài)，隨后抬升主吊，根據(jù)鋼筋籠籠底與地面的距離，實(shí)時(shí)指揮副機(jī)配合起鉤（圖5）。

圖5 組合機(jī)械吊裝示意

4）鋼筋籠被吊起后，主吊吊機(jī)側(cè)向旋轉(zhuǎn)、副吊吊機(jī)原地順轉(zhuǎn)至合適位置，使鋼筋籠與地面垂直（圖6）。

5）起重工卸除鋼筋籠上副吊吊機(jī)起吊點(diǎn)的卸扣，然后轉(zhuǎn)移至起吊作業(yè)范圍外安全位置。

6）指揮人員指揮主吊吊機(jī)，將吊籠移動(dòng)至槽口正上方，做好與副鋼筋籠定位、焊接的準(zhǔn)備，吊機(jī)走行時(shí)要保持平穩(wěn)，鋼筋籠上設(shè)置牽引繩。

3.5 主、副鋼筋籠對(duì)接

1）待主鋼筋籠被吊至槽段上方時(shí)，將副鋼筋籠預(yù)留出的鋼筋與主鋼筋籠采用焊接方式連接。

2）焊接時(shí)，鋼筋籠正反兩側(cè)各由1名工人操作，既有充足作業(yè)空間，又減少了焊接時(shí)間，加快入槽，減少吊裝風(fēng)險(xiǎn)。

3）主鋼筋籠主筋間距300 mm，副鋼筋籠主筋間距600 mm，副鋼筋籠鋼筋與主鋼筋籠鋼筋間隔焊接，搭接長(zhǎng)度1.5 m（圖7）。

圖6 組合機(jī)械吊裝示意

圖7 鋼筋籠主鋼筋籠定位、焊接

3.6 鋼筋籠整體入槽

1）主、副鋼筋籠焊接完成、抽出槽鋼并調(diào)整鋼筋籠整體垂直度后，指揮長(zhǎng)指揮主吊機(jī)緩慢將鋼筋籠下放入槽，副扁擔(dān)隨著鋼筋籠下放，最終將落在導(dǎo)墻上。當(dāng)鋼筋籠整體下放至副吊吊點(diǎn)位置，停止下放，由起重工卸除吊鉤，取下副扁擔(dān)；卸下的吊裝工具由副吊轉(zhuǎn)移至吊具存放處以備下次使用。

2）當(dāng)鋼筋籠下放至籠頂以下第2、3道吊點(diǎn)附近時(shí)，暫停下放，插入槽鋼，卡住鋼筋籠，確定不下滑后，吊裝人員卸除卡扣，然后主吊提升鋼筋籠，直至提起鋼筋籠至導(dǎo)墻上10～20 cm，抽出扁擔(dān)，再繼續(xù)下放。

3）當(dāng)鋼筋籠下放至倒換吊環(huán)位置處時(shí)，由吊裝人員上前將2 m長(zhǎng)14 b#槽鋼插入倒換吊環(huán)中，并將鋼筋籠擱置在導(dǎo)墻上。待鋼筋籠平衡后，指揮長(zhǎng)指揮吊機(jī)松開鋼絲繩，起重工卸除主吊環(huán)處鋼絲繩，將其安裝于吊筋上。安裝完成后，吊機(jī)再次吊起鋼筋籠并下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置。最終，將2根槽鋼插入吊環(huán)，以控制鋼筋籠標(biāo)高。

4 結(jié)語(yǔ)

本文介紹的地連墻鋼筋籠吊裝技術(shù)適用于超長(zhǎng)、超重地連墻鋼筋籠的吊裝施工，其他工程鋼筋籠可參考施工。相比于一次性吊裝，分節(jié)吊裝提高了吊裝效率，在機(jī)具租賃、人工數(shù)量上存在優(yōu)勢(shì)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，鋼筋籠分節(jié)吊裝減少了吊裝風(fēng)險(xiǎn)，保證施工安全，在縮短工期的前提下保證了質(zhì)量，大大減少了施工對(duì)社會(huì)造成的不利影響。