城市地铁竖井地下连续墙钢筋笼吊装专项方案

摘要 本文以北京某地铁线盾构施工盾构竖井地下连续墙钢筋笼吊装施工为例，阐述了城市地铁竖井地下连续墙钢筋笼吊装作业的机械设备选型、吊装方式、安全核算、吊装注意措施等，具有一定的现实意义。

关键词 连续墙 钢筋笼吊装 方案

中图分类号：TU476+.3文献标识码： A 文章编号：

1、施工概况

该盾构井基坑围护结构采用厚1200mm的地下连续墙，连续墙墙高38.49m，其中“Z”型槽段和“L”槽段均为2幅，“T”型槽段1幅、标准槽段计13幅， 共有6m和7m、7.3m三种标准槽段，共计18个槽段。钢筋笼主筋采用HRB400钢筋间距14cm两根1束布置，其中迎坑面采用Φ36钢筋，迎土面采用Φ28钢筋，先施工槽段上设置止水“H”型钢，“H”型钢采用δ14mm厚钢板焊接而成。最重为“Z”型槽段，由于“Z”型槽段采用子母扣分成两幅“L”型槽段，分次吊装钢筋笼，故最重的为7.3m标准槽段，7.3m标准槽段总重量达77.19t。

该盾构井槽段划分

2.钢筋笼加固

为了满足钢筋笼吊装要求，保证钢筋笼在起吊过程中整体稳定性，钢筋笼内设置四道纵向桁架筋和八道水平桁架筋，钢筋笼上部第一根水平筋改为φ36钢筋，每排水平吊点处增加一根φ36水平筋，主吊点用φ36mm圆钢加固，平面用φ20钢筋作剪刀撑，以增加钢筋笼整体刚度。

3 机械设备选型

根据钢筋重量以及履带吊车性能表查询，钢筋笼吊装主吊采用300t履带吊，副吊使用150t履带吊。作业工况见表4.1.1、4.1.2，主要施工机索具配备见表4.1.3。吊车吊钩吊索具配置见附件。

表3.1300吨吊车作业工况

注：起吊重量＝本体重量＋索具重量＋吊钩重量，300吨吊车的吊钩重量2吨，吊装索具重量2吨。

表3.2150吨吊车作业工况

注：溜尾力＝溜尾重量＋索具重量＋吊钩重量，150吨吊车的吊钩具重量1.0吨,索具重0.5吨。

4、起重吊装技术方案

4.1起重吊装方式

钢筋笼起吊是将钢筋笼由水平状态转成垂直状态的过程，由1台300T及1台150T吊车完成。步骤如下：

钢筋笼制作前要根据钢筋笼的大小计算出钢筋笼的重心（特别是“L”形槽幅），确定出吊点位置，以保证在起吊时吊点重心与钢筋笼的重心在同一铅垂线上。吊放采用双机抬吊，空中回直，其中以300T 履带吊作为主机，150T吊机作副机。起吊时必须使吊钩中心与钢筋笼形心相重合，保证起吊平衡。主吊车通过横担、滑轮、钢丝绳两点吊于钢筋笼顶端。副吊通过横担、滑轮组、钢丝绳6点吊于钢筋笼中、下部。主、副吊同时将钢筋笼水平起吊离开平台后，主吊逐步上升，副吊在上升的同时，向主吊运动，使钢筋笼由水平状态逐渐转成垂直状态。待主吊承受全部重量后，卸去副吊。然后由主吊运输至施工槽段，将钢筋笼下放至槽段内。起吊过程中，要注意辨别钢筋笼的开挖面及迎土面。如主吊车在基坑迎土面一侧，应使钢筋笼迎土面朝向主吊车，反之，则钢筋笼开挖面朝向主吊车，钢筋笼吊装见图4.2.1：双机抬地下连续墙钢筋笼吊装示意图。

图4.1 双机吊装地下连续墙钢筋笼示意图

图4.2 双机吊装地下连续墙钢筋笼吊点示意图

4.2 300t履带吊起重高度的确定

在选择主吊机型号时，需要考虑主吊机臂架最大仰角78°和钢筋笼的最大尺寸、重量，且不碰撞主吊臂架（见图4.3）。

因：

E—起重机臂杆铰轴至地面的垂直距离（2.5m）

L—起重机臂长（m）

CB=12m

AB=CB*ctg78°=2.55m;

AB最小间距满足要求；

H=55.3m-12m=43.3m

300t履带吊车起升高度43.3m＞38.5m，

满足施工要求。

5安全系数核算

5.1 主副吊机起吊能力检算

⑴ 主吊车300吨吊车：

81.2t＜151t起重半径R=10m，满足要求。

负载系数f=81.2t/151t=0.54≯0.8,满足要求。

⑵ 150吨吊车：

150吨臂杆接36m，其最大起重能力达到69.2吨，150吨吊车作为副吊，在起吊钢筋笼过程中所承担最大的重量为钢筋笼重量的60％，即81.2×60％＝48.72t＜69.2t起重半径R=10m，满足要求。

负载系数f=48.72t/69.2t=0.70≯0.8,满足要求。

5.2 钢丝绳受力检算

钢丝绳采用6×37+FC，公称强度为1700MPa，安全系数K取5。

则吊装索具采用直径52mm、公称抗拉强度为1670MPa的不旋转钢丝绳，其最小破断拉力为1330kN，取其不均匀系数为0.85，安全系数为5，则单根钢丝绳容许拉力为：

Φ52mm钢丝绳：所受最大容许力为0.85×1330/5 = 226.1kN

Φ43mm钢丝绳：所受最大容许力为1185×0.85/6=158KN

Φ32.5mm钢丝绳：所受最大容许力为666.5 KN *0.8/6=88.9KN

⑴ 主吊钢丝绳受力计算：

主吊在钢筋笼竖立时受力最大，受力812KN。

扁担上部四股钢丝绳股组成的滑轮组Φ52mm钢丝绳受力：T=812KN/(2根 *2)=203KN＜226.1KN 满足要求。

扁担下部Φ43mm钢丝绳受力：T=812KN/(4根 *2)=101.5KN＜158KN满足要求。

⑵ 副吊钢丝绳受力计算：

副吊钢丝绳在钢筋笼抬起时最大受力。

吊重按钢筋笼全重的60%，48.72t计算。

扁担上部Φ43mm钢丝绳受力：T=487.2KN/(2根 *2)=121.8KN＜158KN满足要求。

扁担下部Φ32.5mm钢丝绳受力：T=487.2KN /(4根 *2)=30.42KN＜88.9KN满足要求。

5.3 吊点位置计算

⑴ “一”字型吊点

根据弯矩平衡定律，正负弯矩相等时所受弯矩变形最小的原理，计算如下（如图5.1）。

图4.6.1 钢筋笼弯矩计算图

+M=—M

其中：+M=1/2qL12 q—均布载荷

-M=1/8 qL22－1/2 qL12M—弯矩

故： L2= L1

又：2L1+3L2=38.49

L1=38.49/（2+6）=3.67

L1=3.67L2=10.38

因此选取B、C、D、E四点起吊时弯矩最小，实际吊装过程中考虑到吊点距离过大,特别是副吊间距较大,而钢筋笼自身较重,故对加2排吊点,吊点按下图布置.减少钢筋笼变形.

图5.2钢筋笼吊装吊点图

在起吊过程中，1、2为主吊位置，3、4为副吊位置。

6 吊装工艺

⑴ 设置吊点：根据钢筋笼长度及重量，设置四道吊点，300吨吊车吊钩控制第1、2道吊点， 150吨吊车控制第3~6道吊点，设置具体见图4.6.2。

吊点处利用直径40的光圆钢筋制作（Q235）U型环焊在钢筋笼上，吊点横向位置选择在设置有纵向钢筋的地方，焊缝长度400mm，焊缝高度15mm。另采用[型直径40的（Q235）光圆钢筋在吊点处进行加固，将顶面和底面的对应主筋拉接上。

第一道吊点位置利用2个卸扣将钢丝绳卡在钢筋笼底面设置的U型环上，第二、三、四道吊点位置利用2个卸扣将钢丝绳卡在钢筋笼顶面设置的U型环上。

（2）设置吊耳：采用双层吊耳，用直径400的（Q235）光圆钢筋焊制，吊耳的长度根据钢筋笼设计顶标高、导墙实际标高、支撑钢筋笼用钢轨的宽度和高度进行确定。吊耳钢筋与钢筋笼主筋双面焊接，搭接长度为10d。吊耳的加固：采用双道直径400的（Q235）光圆钢筋加固，增加抗剪强度。

（3）设置倒绳位置：第一道设在第1道吊点下40cm处，第二道设在第2道吊点下40cm处，均采用U型环（钢筋笼顶底面对应）焊制，用于300吨吊车倒绳；

（4）安放主副吊：300吨吊车吊钩控制第1、2道吊点， 150吨吊车吊钩控制3、4道吊点。

（5）钢筋笼平起和竖直吊起：钢筋笼在加工台上加工完成，两台吊车站好位置并安装钢丝绳，同时钢筋笼一端应系以塑料制长绳，以控制钢筋笼吊起后不会在空中旋转或甩动触及车辆房屋机械。

（6）吊装入槽：钢筋笼入槽后，下放到第2道吊点位置时，穿杠倒绳，由300吨大钩吊钢筋笼第1道吊点处的4个点并继续下放，下放到第1道吊点位置时，穿杠倒绳，由300吨大钩吊钢筋笼顶部4个吊耳处，下放到位并用钢轨支撑在导墙上。

7吊装注意事项

⑴ 根据现场实际情况， 300吨吊车、150吨吊车站位处的地基采用30cm厚钢筋混凝土进行地面硬化，保证地基承载力足够；

⑵ 施工中所用的索具不得有断丝、表面锈蚀、划痕等缺陷，不得超负荷使用；

⑶ 钢丝绳在捆绑和与结构的锐角接触的地方要用胶皮或木片进行保护；

⑷ 吊装前应仔细检查钢筋笼加固处质量是否过关；上下层钢筋使用Φ36形圆钢链接，且固定于水平、纵向桁架上。

⑸ 吊点必须经过加固处理；

⑹ 坠落物：在钢筋笼起吊之前，对笼内进行清理。在起吊前，将所有人员撤离钢筋笼将要经过的范围，以防坠物伤人，扶笼人员采用绳锁牵拉钢筋笼，不得靠近。

⑺ 作业时应设立警戒线，关键位置设专人看守，非工作人员严禁进入吊装区域；

⑻ 吊装作业时，被吊物件旋转半径和吊车配重旋转范围内严禁有人员和车辆停留；

⑼ 必须有专业持证起重工指挥；指挥应配合使用声音信号和手势信号、旗语等；钢筋笼吊装时，以主机起重指挥为主，副机起重指挥配合主机起重指挥，确保钢筋笼在吊装过程中合理受力。

⑽ 吊车在吊装过程中要注意观察钢筋笼吊点处是否有变形发生；

⑾ 有异常情况应立即停止吊装；

⑿ 设备吊装时风力不得大于6级；

⒀ 未尽事宜，应遵守《起重工操作规程》和其他相关技术规范中的有关规定执行。