超深地連墻鋼筋籠吊裝施工方案設(shè)計.doc

超深地連墻鋼筋籠吊裝施工方案設(shè)計 李檉 段浩中煤邯鄲中原建設(shè)監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司摘要：地鐵工程由于埋深較大，地連墻鋼筋籠一般均重量較大且形狀各異，吊裝工程本身即為危險性較大工程，因此如何設(shè)計和選擇吊裝方案是地連墻施工的關(guān)鍵點和難點。在吊裝方案設(shè)計時，必須保證吊裝安全以及在施工場地內(nèi)的可實施性。本文通過工程實例簡單介紹了超深地連墻的吊裝方案設(shè)計和施工過程控制，以便同行借鑒。關(guān)鍵詞：地鐵 地連墻 鋼筋籠 吊裝 控制一、工程概況：天津地鐵某站為兩條地鐵線路的換乘車站；車站工程圍護結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐的支護形式。地連墻厚 1.0m，幅標準寬度設(shè)為6m，端頭井段地連墻深度達到45.91m, 鋼筋籠長度為43.51m，鋼筋籠（首開幅）自重57.2噸，包含吊索吊具共計60噸，順開幅鋼筋籠自重51.2噸，包含吊索吊具共計54噸。 鋼筋籠形狀包括一字型、L型和Z型。施工場地位于原紅旗路上，紅旗路路面下為40cm灰土和18cm瀝青混凝土，地基基礎(chǔ)較好。二、吊裝方案設(shè)計應(yīng)考慮的基本問題：（1）起重機工作部位的地基承載力是否滿足起重機、鋼筋籠以及吊裝時產(chǎn)生的動載荷的要求，是否需要地基加固處理；（2）吊裝過程應(yīng)考慮起吊、移動等帶來的沖擊載荷或動載荷、風(fēng)載荷對吊裝安全系數(shù)的影響；在風(fēng)力達到何級別時應(yīng)停止吊裝施工；（3）吊裝站位應(yīng)考慮對成槽槽壁土體帶來的側(cè)向壓力影響，避免塌槽；起重機站位對鋼筋籠入槽偏差要求帶來的影響；（4）應(yīng)通過計算明確各種型號不同形狀鋼筋籠的重心位置，選擇吊裝點布置位置；鋼筋籠的在吊裝時的變形量，變形量應(yīng)在許可彈性變形范圍內(nèi)，非彈性變形必須采取措施加以控制。應(yīng)考慮吊裝過程中最不利變形和施工工藝變形對鋼筋籠破壞的影響；（5）核算鋼筋籠制作剛度，剛度不足時應(yīng)在鋼筋籠上增加骨架支撐已保證鋼筋籠吊裝時剛度需求，控制其變更形量；應(yīng)重點核算吊裝點位置的變形許可量，各種型號的鋼筋籠吊裝點布置位置、形式、加固方式必須明確。應(yīng)詳細設(shè)計吊裝接點大樣和吊裝接點的施工工藝。（6）鋼筋籠吊運的詳細點位，以及在有限施工場地空間內(nèi)起重機吊起鋼筋籠時移動空間的要求及布置、調(diào)整。（7）鋼筋籠考慮詳細起吊包括起吊步驟、遞奪、脫鉤、穩(wěn)籠、到位的過程以及主鉤下籠時如何穩(wěn)籠、順籠、穩(wěn)籠、定籠的詳細過程和控制措施。施工過程中雖考慮到以上問題但限于經(jīng)驗和理論計算上的模擬性應(yīng)在施工開始時對各種型號的鋼筋籠進行試吊。通過試吊采集數(shù)據(jù)調(diào)整鋼筋籠吊點布置、吊裝過程和加工工藝。三、吊車選型及吊裝索具的選擇：1)、吊車的選型本工程擬選用250噸和100噸履帶式起重機各一臺，實施雙機抬吊吊裝鋼筋籠。吊裝施工參數(shù)以工程最大鋼筋籠為基礎(chǔ)計算。雙機抬吊的時吊車需側(cè)向站位，根據(jù)吊車尺寸、籠幅寬度、工作安全空間需求，選副吊（100T）的回旋半徑為9m進行計算。當鋼筋籠入槽過程中為控制側(cè)壓力，吊車距槽邊最小距離為5m，選主吊（250T）的回旋半徑為14m。查有關(guān)手冊可知250T履帶吊車主吊臂長度57米，回轉(zhuǎn)半徑14米時最大起重量為67.2T；100T履帶吊車主吊臂長度36米，回轉(zhuǎn)半徑9米時最大起重量為50T。設(shè)主吊的荷載為T1，副吊的荷載為T2，主吊作用點與鋼筋籠重心距為L1，副吊作用點與鋼筋籠重心距為L2，鋼筋籠自重為G。（1）根據(jù)桿件的平衡條件得出： G=T1+T2；（2）各力矩平衡：T1*L1=T2*L2；（3）在起吊與地面成角時，1*L1*COS=T2*L2*COS；（4） T2= (L1/(L1+L2)*G 圖1 水平狀態(tài)受力圖 圖2與水平成角狀態(tài)受力圖在鋼筋籠的起吊過程中，主吊受力作用點向籠頭方向移動：L1=17.06 21.56米。副吊受力作用點一直不變：L2=15.94米。由公式（3）可知L1變大T2越大， L1=21.56米時副吊荷載最大。根據(jù)公式（4）計算得出此時：T2=34.50噸?？紤]各項安全系數(shù)，則100T吊車的起重吊裝的能力為：T2=50/k2/k1 =50/1.2/1.1=37.8t T2=34.5t（其中k1為風(fēng)力安全系數(shù)1.1，k2為荷載安全系數(shù)1.2）。通過同樣步驟可以推算出250T主吊最大受力在垂直狀態(tài)下受力最大為：T1=60.00噸；T1 T1.2、鋼絲繩扣的選擇： 鋼絲繩計算時按最大吊裝重量為60噸進行驗算。鋼絲繩的安全荷載P可由下式計算：P=Sb/K（Sb破斷拉力，Sb=a*Pg；Pg破斷力總和）。鋼絲繩取單繩穿繞通過計算選鋼絲繩為637+1,32mm,抗拉強度為1400*10KN的鋼絲繩，其破斷拉力總和為Pg =548.5KN。查表得a=0.85 K=5.5；P=0.85*548.5/5.5=84.76KN。計算荷載P=（PK1K2）/（4COS）=44.81KN。 PP滿足安全要求。鋼絲繩扣安全系數(shù)核算：受力60t，使用一對57mm637FC的鋼絲繩扣、一彎兩股/根，鋼絲繩扣的破斷拉力為164.5噸，則其安全系數(shù)為：k164.54/6010.975。3、主吊最終吊點吊環(huán)驗算：吊環(huán)采用級鋼筋制作，嚴禁使用冷加工鋼筋；每個吊環(huán)按2個截面計算；計算時考慮副吊撤離后主吊單獨承重，構(gòu)件上個吊環(huán)同時處于工作狀態(tài)。吊環(huán)計算：A9800Gn.f0=9800*608235312.76 mm2。（A、吊環(huán)截面積mm2；G、構(gòu)件重量t；n、吊環(huán)截面?zhèn)€數(shù)；f0鋼筋屈服點；9800-t換成N）。計算鋼筋直徑為：d=19.96mm；安全系數(shù)取1.5，d=19.96*1.529.94mm 取32mm.4、吊車站位處道路承載力的計算：吊車站位地基為路面，路面為三層瀝青混凝土路面，基層為石灰穩(wěn)定土，查公路基層規(guī)范可知，石灰土的抗壓強度為0.50.7Mpa。250t吊車的自重250t，履帶觸地面積224160cm2。通過計算可以得出承載力滿足要求。5、主吊起重高度H及起重半徑R的計算：選用的吊車臂長為57m，當起重中回旋半徑為14m時： 起重仰角為77.8；假設(shè)吊車起重臂支點到地面的距離h3與墻體底端的距離相等則：吊車的計算起吊高度H=57*sin-（k/2+c）*arctg-h3=49.4m45m。（h3起重臂支點離地面高度（2.5m）；k鋼筋籠寬度；c籠子靠臂桿一側(cè)的邊到臂桿的凈距離；e起重臂與安裝構(gòu)件的間隙）。四、吊裝方法及保證措施：1、鋼筋籠設(shè)置六道吊點，250噸吊車控制第1、2、3道吊點，吊點1布置在網(wǎng)片下層，2、3號在上層；100噸吊車控制第4、5、6道吊點，吊點布置在上層。鋼筋籠橫向吊點設(shè)置在0.25L處，（L為鋼筋籠寬度）。考慮到主吊、副吊承擔(dān)鋼筋籠重量的分配，縱向主吊吊點設(shè)在距頂端0m+9m+9.5m，副吊吊點設(shè)置在距離底端4m+6m+6m的位置。2、吊點采用32的光圓鋼筋制作U型環(huán)焊在鋼筋籠上。吊點加固的U形鋼筋與下層主筋焊接。第一道吊點用2個卸扣將鋼絲繩卡在鋼筋籠底面設(shè)置的U型環(huán)上，其余個道吊點位置利用2個卸扣將鋼絲繩卡在鋼筋籠頂面設(shè)置的U型環(huán)上。吊耳部位采用32雙層鋼筋焊制，長度根據(jù)鋼筋籠設(shè)計頂標高、導(dǎo)墻實際標高、支撐鋼筋籠用鋼軌的寬度和高度進行確定。吊耳與鋼筋籠主筋焊接加固。圖3 吊點、吊索、卸扣、滑輪布設(shè)圖3、倒繩位置：倒繩一端為卸扣，一端為卡環(huán)，卸扣端與籠子端頭的下4.5m處的縱橫桁架交接處連接，卡環(huán)端與主繩、副繩連接，并分別在第2、3道吊點下40cm處布置支撐鋼筋籠的U型環(huán)（鋼筋籠頂?shù)酌鎸?yīng)），用于250噸吊車倒繩。4、安放主副鉤：主鉤控制的吊點中， 1號吊點與2、3號吊點分別在定滑輪兩側(cè)，通過設(shè)置動滑輪連接；副鉤控制的吊點，雙環(huán)主滑輪分別分出鋼絲繩與4、6吊點連接，主滑輪的另一環(huán)通過在在下端設(shè)置動滑輪直接與5吊點連接。5、吊裝過程控制：（1）吊車按照鋼筋籠吊裝現(xiàn)場布置及站位圖站位；掛吊裝索具，同時核算作業(yè)半徑無誤；起吊前應(yīng)設(shè)置防晃繩。100噸吊車先起鉤當荷載達到20噸時，250噸吊車和100噸吊車同時起鉤。（2）當鋼筋籠離地面約0.5米時停止起鉤，檢查吊車和鋼筋籠、吊裝索具和吊點位置及驗證有關(guān)施工參數(shù)，通過滑輪調(diào)整繩子的長度，調(diào)整鋼筋籠的水平度。（3）確認正常后，250噸吊車繼續(xù)起鉤，起吊過程中保持作業(yè)半徑和主臂不動；100噸吊車隨著250噸吊車的起鉤過程起鉤并移動，在鋼筋籠與地面的夾角達到80前100噸吊車的荷載應(yīng)基本保持不變；當鋼筋籠逐漸立直時100噸吊車的荷載可以緩慢降低。當鋼筋籠接近立直狀態(tài)時100噸吊車協(xié)助主吊將籠子穩(wěn)住不動后，并將荷載降低到零并摘鉤。（4）副鉤脫離后，鋼筋籠由250t吊車吊起并緩慢移動到目標槽段，在移動過程中通過晃繩控制晃動（5）移到目標槽段后通過人工微調(diào)以保準確入槽；鋼筋籠在入槽過程中一共需要三次倒繩。第一次，下放到第3道吊點位置時，穿杠倒繩，摘除第三道吊點的卸扣，將繩子末端和倒繩的末端用銷扣連接，通過第1道吊點和倒繩的4個點并繼續(xù)下放。第二次，下放到第2道吊點位置時，穿杠倒繩，拆除主吊次繩及2、3號吊點之間