超长超重地下连续墙钢筋笼吊装施工技术探讨

2021-04-02张鹤曹庆鑫肖明武

城市建设理论研究（电子版） 2021年28期

张鹤曹庆鑫肖明武

中建宏达建筑有限公司上海 200333

上海市普陀区真如社区W060802单元E03-03地块，主要建筑功能为办公和商业。工程建设用地面积41862m2，总建筑面积429891.29m2，其中地上305651.85m2、地下124239.44m2，地下3~4层。拟建场地西侧紧邻轨道交通11号线，场地中部被轨道交通14号线穿过。

1 工程概况

本工程基坑南侧为在建南郑路，市政管廊基础埋深约5.5m；基坑北侧为铜川路，道路与基坑间为真如港和绿化；基坑西侧为曹杨路，西北角距地铁11号线真如站2号出入口约6m；地铁14号线区间轨道贯穿本项目地块(地铁未启用)，轨道顶部埋深约14.5m，轨道距基坑水平距离约22m。工程±0.00相当于绝对标高+4.8m。场地标高均-1.10m,场地内较为平整。地下障碍物在施工三轴水泥槽壁加固桩时已经清理完毕。因此地下连续墙施工不必考虑障碍物清理。

2 地下连续墙

本工程地下连续墙厚度分为1200mm、1000mm两种，分A区和B区。常规为“一”字型槽段，局部位置设置“L”型。接头形式有十字钢板型及圆形锁口管型两种，其中A区1200mm、1000mm厚度，十字钢板接头地墙共63幅，其余1200mm、1000mm厚度，圆形锁口管接头地墙共88幅。B区1000mm厚度，十字钢板接头地墙共50幅，其余1000mm厚度，圆形锁口管接头地墙共23幅。A区地下连续墙槽段型号有：A1a、A1b、A2、B1、B2、B3a、B3b、C、D共9类，B区地下连续墙槽段型号有：B1、B3a、B3b共3类。选取十字钢板接头钢筋笼长度最长、重量最重的钢筋笼为A1a型地墙钢筋笼进行计算，该型钢筋笼长度44.0m、宽度6m，重达59.12t，拟采用整体起吊的方式一次吊装入槽，主吊选用300T履带吊、副吊选用180T履带吊、零星材料吊装选用100T履带吊。

3 主要设备配备及钢筋笼吊装概况

根据钢筋笼长度及吨位，具体将本工程钢筋笼吊装分为以下三种概况：

第一种：A1a、A1b、B1、B2型钢筋笼最长、最重是A1a型，长度44.0m，最重59.12T。钢筋笼吊点设置主吊4吊、副吊10点进行吊装。

第二种：A2、B3a、B3b型钢筋笼参数A2笼长38.5m，最重40.77T，B3b笼长39.5m，最重38.6T。综合参数选取笼长39.5m，笼重40.77T作为计算参数。钢筋笼吊点设置主吊4吊、副吊8点进行吊装。

第三种：C、D型钢筋笼参数D型笼长30.5m，最重34.07T。钢筋笼吊点设置主吊4吊、副吊6点进行吊装。

本文主要是针对第一种超长超重（44.4m长，59.12t重）地下连续墙钢筋笼吊装施工进行畅述。

4 吊装说明

4.1 吊装方式及机械选型

本工程十字钢板接头钢筋笼长度最长、重量最重的钢筋笼为A1a型地墙钢筋笼（首开幅），该型钢筋笼长度44.0m、宽度6m，重达59.12t，拟采用整体起吊的方式一次吊装入槽。

在钢筋笼吊放时，每节采用两台大型起重设备分别作为主吊（300T）、副吊（180T），同时作业，先将钢筋笼水平吊起，再在空中通过吊索收放，使钢筋笼沿纵向保持竖直后，撤出副吊，利用主吊吊装钢筋笼入槽。

4.2 桁架构造

本工程地下连续墙钢筋笼桁架利用通长的主筋（水平分布筋）作为弦杆和桁架立筋构成。

2榀吊点纵向桁架用Φ32（HRB400）钢筋代替原主筋作为纵向桁架主筋，桁架立筋采用Φ25（HRB400）钢筋（吊点桁架双拼，保证起吊安全）。根据地墙钢筋笼分幅宽度，宽度≥5m的设置5榀纵向桁架，宽度＜5m大于4m的设置4榀纵向桁架，宽度＜4m的设置3榀纵向桁架。制作时，吊点部位纵向桁架立筋采用“X”形布置，非吊点部位纵向桁架立筋采用“W”形布置。桁架立筋与桁架主筋之间采用焊接。

横向桁架用Φ32（HRB400）钢筋代替原位水平筋作为横向桁架主筋，桁架立筋采用Φ32（HRB400）钢筋，采用“X”形布置。横向桁架间距≤4m。桁架立筋与桁架主筋之间采用焊接。

4.3 吊点构造

为保证钢筋笼安全起吊，钢筋笼施工时需对吊点进行加强。

钢筋笼吊装作业中，主吊四个吊点均采用φ40制作吊点与钢筋笼焊接牢固作为吊点进行起吊，吊环及笼头撑筋采用φ40圆钢制作，副吊吊点采用φ28圆钢制作，通过单边焊的形式和钢筋笼主筋连接，设置在钢筋笼的吊点均需设置“几”字形加强筋；钢筋笼主吊吊点及所有搁置点采用“Π”形圆钢进行加强，采用HPB300φ40钢筋，搁置点烧焊在主吊点下方30cm左右的钢笼两侧，用于其下穿过钢扁担后临时搁住钢筋笼[1]。

5 重型道路及导墙

5.1 重型道路

本工程由于钢筋笼重量较大、长度较长，故施工时十字钢板接头地墙钢筋笼吊装均采用300T履带吊作为主吊，180T履带吊作为副吊。

本工程场地上已有置换一层50cm厚度的三轴水泥土，由于本工程施工采用的大型机械较多、荷载较大，为确保行驶安全，在基坑地墙内侧13m范围内，在原路面上再浇筑一层35cm厚度的钢筋混凝土作为大型机械行驶的重型道路。

重型道路的钢筋混凝土采用C30标号混凝土，浇筑厚度30cm，采用上层φ16（HRB400）钢筋单层双向的形式布置，钢筋间距200mm。

5.2 导墙

导墙是对成槽设备进行导向的重要措施，其完成质量的好坏直接影响地下连续墙的轴线和标高。导墙也是存储泥浆稳定液位，维护上部土体稳定，防止土体坍落的重要措施。

导墙形式常用的有“┐┌”“］［”几种，根据本工程地墙实际情况，本工程地墙导墙采用“┐┌”型结构。本工程地墙厚度有1200mm、1000mm二种规格，导墙间距取地墙设计厚度加50mm。

本工程在地墙内外两侧均设置槽壁加固（中隔墙D型除外），槽壁加固采用Ф850@600三轴水泥土搅拌桩，范围为地面至地面以下25m，普片开挖面以下约17.3~19.0m。

导墙在槽壁加固完成后进行施工，导墙底部坐落在槽壁加固顶端，与槽壁加固土体整体受力[2]。

本工程地墙的导墙肋板厚度为300mm，竖向侧墙及横向肋板均采用双层双向φ14@150、φ20@150配筋，导墙与地墙重型道路相连。混凝土标号为C30。

6 吊机配备

6.1 吊装计算取值

表1 A1a型地墙钢筋笼吊车配备参数表

6.2 吊机高度计算

6.2.1 吊机高度计算

A1a型地墙钢筋笼吊装高度验算

为保证钢筋笼吊装安全，拟采用双机抬吊法施工，吊装高度计算图见下图：

图1 吊装示意图

扁担至吊钩的距离 h1 约 4m；扁担下钢丝绳长度h2=4.5m；钢筋笼长度 h3=44.0m；扁担高度 h0 约 0.9m；笼底离地面高度 h4 约 0.5m；机高按2m计。经验算，主吊选用300T履带吊，主臂长度66m，回转半径12m，额定起重量102T，满足要求。

6.2.2 吊装起重量计算

a 钢筋笼吊装起重量计算

本工程最重钢筋笼为A1a型槽段钢筋笼，重量为59.12T。行走状态下起吊的最重钢筋笼为整体起吊的钢筋笼59.12T，180T副吊不行走状态下起吊的最重钢筋笼均为59.12T。

吊装索具重：扁担、钢丝绳及吊钩约5t；

配置300t履带吊作为主吊，180t型履带吊作为副吊。

b 主吊300t履带吊

(1) 吊车不行走状况下吊装钢筋笼

300t履带吊最大起重量：P1=102×0.8=81.6t；

W总+索具吊钩=59.12+5=64.12t

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

300t吊车允许起重量：P2=102×0.7=71.4t

W总+索具吊钩=59.12+5=64.12t

即P2>W总+索具吊钩，满足要求。

c 副吊180t履带吊

(1) 吊车不行走状况下吊装钢筋笼

180t履带吊最大起重量：P3=74.0×0.8=59.2t；

W总’+索具吊钩=41.38+5/2=43.88t

P3＞ W总’+索具吊钩，满足要求。

(2) 吊车行走状况下吊装钢筋笼

180t吊车允许起重量：P2=74.0×0.7=51.8t

W总’+索具吊钩=41.38+5/2=43.88t

即P2>W总+索具吊钩，满足要求。

6.3 吊点布置

6.3.1 十字钢板地墙吊点布置

按照设计图纸，地墙钢筋笼分成以下几种形式：“一”型、“L”型。

A1a、A1b、B1、B2型地下连续墙钢筋笼的起吊采用14点双机抬吊起吊方式，其中主吊为4点，副吊吊点设10点；

图2 14点吊“一”字型钢筋笼起吊示意图

表2 吊点距离表

本工程最重的钢筋笼为A1a型槽段钢筋笼，为确保钢筋笼刚度，本工程利用有限元方式对A1a型钢筋笼进行了验算，验算情况如下：

图3 A1a型钢筋笼进行了验算

6.3.2 锁口管地墙吊点布置

A2、B3a、B3b型地下连续墙钢筋笼的起吊采用12点双机抬吊起吊方式，其中主吊为4点，副吊吊点设8点.

C、D型地下连续墙钢筋笼的起吊采用10点双机抬吊起吊方式，其中主吊为4点，副吊吊点设6点。

7 吊装计算

7.1 钢丝绳强度验算

本次吊装施工计划选用 6×37+1 钢芯钢丝绳，公称强度为 1700N/mm2，破断拉力换算系数取 0.82，钢丝绳安全系数K 取 8，钢丝绳允许拉力[Fg]=0.82×Fg/8。主吊钢丝绳单根长度约为9.3m，直径选用52mm；主吊扁担下钢丝绳单根长度约为17m，直径选用52mm；副吊钢丝绳单根长度约7m，直径选用43mm；副吊扁担下钢丝绳单根长度约为121m，直径选用43mm。以上经验算，均满足吊装要求。