超深地下连续墙钢筋笼吊装技术研究

叶茂森

(中铁十八局集团第五工程有限公司，天津 300450)

1 工程概况

珠江三角洲水资源配置工程土建施工A5标段为输水干线鲤鱼洲取水口至高新沙水库段的一部分，该标段包括总长约5.64km的双线输水隧洞。盾构段设置2座工作井，分别为LG09号工作井、LG09号-1工作井，工作井平面布置为圆形，外径为35.9m，深度最大为71m。工作井基坑采用地下连续墙垂直支护，墙厚1.2m。单个工作井共分成24幅槽，钢筋笼最长为68.82m，最大整体重量76t。

2 施工工艺

由于此工程地下连续墙单幅尺寸较大，使得钢筋笼的吊装难度大，并且对钢筋笼的焊接质量要求高。为保证钢筋笼的整体性和刚度，钢筋笼分两节进行拼装，单节长度约35m，逐节吊装入槽。钢筋笼的加工在预先设置好的加工平台上进行，在分段处设置螺纹套筒连接。单节钢筋笼使用两台履带吊配合起吊，在空中调直后入槽，后续将上下两节钢筋笼对接后再整体将钢筋笼下放至设计标高。这样不仅有利于施工质量的提升，还能在很大程度上确保施工安全。钢筋笼在制作场地的起吊、转运采用280t和150t履带吊，其中280t履带吊作为主吊负责钢筋笼的运送和下放，150t履带吊作为副吊配合主吊进行钢筋笼空中调直[1]。

3 施工内容

3.1 钢筋笼加工

钢筋笼根据地下连续墙墙体配筋图和单元槽段的划分在指定的加工平台上制作，先将纵筋焊接在铺设好的横筋上，再焊接底层保护垫块，然后按照图纸进行中间桁架的焊接，之后焊接上层纵筋和横筋，最后焊接拉筋、锁边筋、吊筋、焊接预埋件及保护垫块。由于大多数钢筋笼是焊接而成的，一旦焊接质量不过关就会导致钢筋笼散架。因此,需要全方位地检查钢筋笼的焊接情况，设置专职人员在现场对钢筋笼的吊放环境、吊点质量进行全方位的检查，确保其能够满足设计标准后再进行作业。

3.2 钢筋笼吊装

3.2.1 吊点设置

钢筋笼最重76t，最长68.82m。单节最长37.5m，最重45t。根据钢筋笼在吊装过程中的受力分析[2]，将钢筋笼主吊吊点布置在下层钢筋笼1.45m处及上层钢筋笼1.45m、10.45m处(吊点1、2、3)，每道各设置4个吊点；将副吊吊点布置在上层钢筋笼19.45m、27.45m、35.45m处(吊点4、5、6)，每道各设置4个吊点(见图1)。

图1 钢筋笼吊点布置(单位：m)

3.2.2 吊装方法

在对钢筋笼焊接及安全性能等检验合格后才能够起吊。先将280t、150t吊机转移到起吊位置，安装下部钢筋笼吊点的卸扣。然后对钢筋笼进行试吊，将钢筋笼平吊至距地面0.3m，并悬空约5～10min，检验钢筋笼及吊点的焊接质量(见图2)。试吊无异常后开始起吊钢筋笼[3]，主副吊车把杆调至额定起重角度，待钢筋笼平稳后，主吊机缓慢提升吊钩，副吊随着钢筋笼竖起程度，缓慢向前行走，保证滑轮重心与起吊钢丝绳下钢筋笼的重心重合，确保钢筋笼在起吊过程中保持动态平衡(见图3)。待钢筋笼垂直于地面时，副吊松钩，并远离起吊作业范围(见图4)[4]。

图2 钢筋笼平吊示意图

图3 双机抬吊钢筋笼转化示意图

图4 主吊完全吊起钢筋笼示意图

钢筋笼竖起后，由主吊单机吊装钢筋笼，吊机走行平稳，钢筋笼上拉牵引绳，缓慢行走到孔口预定位置，然后指挥280t吊机吊笼入槽、定位，下放时不得强行入槽。下部钢筋笼下放至第二、三排吊点时，用特制工字钢扁担担稳后，拆除卸扣与预留的钢丝绳连接，吊车将钢丝绳拉直后将钢筋笼提起，拆下扁担下放钢筋笼。下放至第一排吊点，再次搁置工字钢扁担，拆除主吊卸扣，移机至上部钢筋笼处，并按之前相同步骤将上部钢筋笼移至下部钢筋笼上方。钢筋工人对接钢筋笼，加固完成后，吊车将钢丝绳拉直后将钢筋笼提起，拆下扁担下放钢筋笼。下放至上部钢筋笼第一排吊点，再次搁置工字钢扁担。拆除卸扣换至吊环后，将钢筋笼吊起拔出工字钢扁担。钢筋笼下放至设计标高后，用工字钢扁担搁置好钢筋笼，拆除卸扣钢丝绳，吊装完成。分节布置见图5。

图5 分节钢筋笼下放示意图

3.2.3 吊装加固

考虑到钢筋笼起吊的刚度和强度，需对钢筋笼进行加固[5]，包括骨架加固、吊点加强以及钢筋笼的对接。

a.骨架加固。为确保钢筋笼不发生变形，钢筋笼笼口和吊点位置水平钢筋应做加强，钢筋规格不小于φ32，且应设置横向加强桁架。每节钢筋笼笼口位置设置一块100mm(宽)×20mm(厚)环形钢板对钢筋笼进行加强，防止钢筋笼笼口变形，确保钢筋笼的刚度。在每榀纵向桁架筋上通长布置2φ32HRB400抗拉钢筋，间距为8m。地下连续墙的主筋与水平筋单面焊成钢筋笼骨架(见图6)。

图6 钢筋笼整体骨架示意图

b.吊点加强。考虑钢筋笼水平吊点加强需要在吊点位置处增加2根φ32HRB400的加强筋与纵向钢筋焊接，焊接采用双面搭接焊，焊缝长度为20cm,焊缝满足规范要求[6]。同时在纵向桁架筋帮焊一根φ32HRB400、长200mm支撑短筋，作为吊点加强，吊点详图见图7；考虑钢筋笼垂直时的吊点加强，在第一排水平筋位置处用通长钢板作为垂直时钢筋笼吊点，此吊点位于笼顶下1.45m处(见图8)。

图7 水平吊点加固吊点详图

图8 钢筋笼顶吊点平面位置

c.钢筋笼对接。钢筋笼采用接驳器对接的型式入槽，相邻接头50%错开，错开长度35d，为1.12m(见图9)。对接时先将钢筋笼四周有限位标志的纵向主筋接驳器拧紧，然后指挥主吊车再次提起钢筋笼，使上下段钢筋笼保持垂直，接着拧紧其余纵向主筋的接驳器。

图9 钢筋笼对接示意图

4 施工技术要点

a.严格按设计要求制作加工。钢筋笼制作前应检查对照单元槽段的实际宽度和钢筋笼的设计尺寸，确认无误后再进行制作。制作钢筋笼时要严格按照设计图要求进行焊接，保证焊接焊缝的长度、质量满足要求。吊攀、吊点加强处满焊，吊环焊接采用双面满焊，尤其是对桁架焊缝，加强焊接质量的把控，达到双面焊缝长度不小于5倍钢筋直径、焊缝宽度不小于0.6倍钢筋直径、焊缝高度不小于0.35倍钢筋直径的规范要求效果。

b.采用有效措施纠偏钢筋笼。为了进行钢筋笼吊装时的纠偏工作，可以在笼上设置2～3个小吊锤，并在离钢筋笼底约2m处设置2～3根纠偏绳，待钢筋笼竖起后通过吊锤观测钢筋笼的垂直度，若有偏差，则通过纠偏绳及时调整。若钢筋笼垂直度偏差超过预期，为防止纠偏后钢筋笼再次倾斜，则考虑在笼顶增设一吊点，通过手拉葫芦与吊钩相连，施加一定预拉力，以确保纠偏效果。

c.严格控制吊车行走平稳。钢筋笼抬吊或单吊时，遵循同步、协调、平稳的原则进行，减少起吊过程中水平荷载的影响。吊车行走过程中，距离地连墙槽口边线不小于3m，避免因吊车行走对导墙造成破坏。

d.保证钢筋笼标高安装质量。在钢筋笼下放到位后，为确保支撑加密区域的标高，应用水准仪测量钢筋笼的笼顶标高，以减小吊筋拉长效应对钢筋笼标高的影响。后续可以根据现场实际情况将笼顶标高调整至设计标高。

e.确保异形钢筋笼吊装平衡。在进行异形钢筋笼的吊装时，要特别注意吊点的分布，避免钢筋笼起吊时受到偏心从而出现摇晃。在钢筋笼刚刚吊起时应在空中悬停20min，期间观察是否有异常现象发生，若有应及时采取电焊加固等措施[7]。

5 结 语

珠江三角洲水资源配置工程土建施工A5标段盾构工作井的开挖深度大，使得地下连续墙施工时单幅钢筋笼尺寸和重量较大，吊装困难。本工程采取分段吊装、双机抬吊技术，通过严格控制钢筋笼加工质量并进行骨架加固，增强了钢筋笼的整体刚度，根据计算结果布设吊点位置，确保钢筋笼吊装过程的安全性和稳定性，保证了施工质量，同时，也为超长超重地下连续墙钢筋笼吊装提供了借鉴经验。