超深地連墻鋼筋籠吊裝施工方案設計.doc

超深地連墻鋼筋籠吊裝施工方案設計 李檉 段浩中煤邯鄲中原建設監(jiān)理咨詢有限責任公司摘要：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，因此如何設計和選擇吊裝方案是地連墻施工的關鍵點和難點。在吊裝方案設計時，必須保證吊裝安全以及在施工場地內的可實施性。本文通過工程實例簡單介紹了超深地連墻的吊裝方案設計和施工過程控制，以便同行借鑒。關鍵詞：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；車站工程圍護結構采用地下連續(xù)墻加內支撐的支護形式。地連墻厚 1.0m，幅標準寬度設為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，地基基礎較好。二、吊裝方案設計應考慮的基本問題：（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生的動載荷的要求，是否需要地基加固處理；（2）吊裝過程應考慮起吊、移動等帶來的沖擊載荷或動載荷、風載荷對吊裝安全系數的影響；在風力達到何級別時應停止吊裝施工；（3）吊裝站位應考慮對成槽槽壁土體帶來的側向壓力影響，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，變形量應在許可彈性變形范圍內，非彈性變形必須采取措施加以控制。應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。應詳細設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起重機吊起鋼筋籠時移動空間的要求及布置、調整。（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驗和理論計算上的模擬性應在施工開始時對各種型號的鋼筋籠進行試吊。通過試吊采集數據調整鋼筋籠吊點布置、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。吊裝施工參數以工程最大鋼筋籠為基礎計算。雙機抬吊的時吊車需側向站位，根據吊車尺寸、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。查有關手冊可知250T履帶吊車主吊臂長度57米，回轉半徑14米時最大起重量為67.2T；100T履帶吊車主吊臂長度36米，回轉半徑9米時最大起重量為50T。設主吊的荷載為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。根據公式（4）計算得出此時：T2=34.50噸?？紤]各項安全系數，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為風力安全系數1.1，k2為荷載安全系數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、構件重量t；n、吊環(huán)截面?zhèn)€數；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籠子靠臂桿一側的邊到臂桿的凈距離；e起重臂與安裝構件的間隙）。四、吊裝方法及保證措施：1、鋼筋籠設置六道吊點，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。鋼筋籠橫向吊點設置在0.25L處，（L為鋼筋籠寬度）?？紤]到主吊、副吊承擔鋼筋籠重量的分配，縱向主吊吊點設在距頂端0m+9m+9.5m，副吊吊點設置在距離底端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置的U型環(huán)上。吊耳部位采用32雙層鋼筋焊制，長度根據鋼筋籠設計頂標高、導墻實際標高、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)（鋼筋籠頂底面對應），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，通過設置動滑輪連接；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；起吊前應設置防晃繩。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施工參數，通過滑輪調整繩子的長度，調整鋼筋籠的水平度。（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