地鐵中間風(fēng)井地連墻鋼筋籠吊裝技術(shù)研究

王 坤

(中鐵十四局集團(tuán)隧道工程有限公司，山東 濟(jì)南 250000)

?

地鐵中間風(fēng)井地連墻鋼筋籠吊裝技術(shù)研究

王 坤

(中鐵十四局集團(tuán)隧道工程有限公司，山東 濟(jì)南 250000)

以蘭州市軌道交通1號(hào)線中間風(fēng)井為例，結(jié)合其地下連續(xù)墻鋼筋籠的吊裝方案，分析了鋼筋籠吊裝前的準(zhǔn)備工作、機(jī)械選用及施工流程，確定了吊點(diǎn)的位置，提出了鋼筋籠吊裝加固措施及單側(cè)型鋼防止扭轉(zhuǎn)措施和鋼筋籠入槽精度控制措施，對(duì)今后類似工程具有積極的借鑒意義。

地下連續(xù)墻,鋼筋籠,吊裝方案,精度控制

0 引言

隨著21世紀(jì)城市化步伐的快進(jìn)，城市空間變得越來(lái)越緊張，因此地下空間的開(kāi)發(fā)與利用逐漸成為人們所關(guān)注的熱點(diǎn)。尤其是地下軌道交通的迅速發(fā)展，更是對(duì)將地下空間的利用推向一個(gè)新高潮。隨之而來(lái)的地下連續(xù)墻作為一種深基礎(chǔ)工程，由于其可以起到支護(hù)、承重和防滲三合一的功效，應(yīng)用前景越來(lái)越普遍。而地下連續(xù)墻鋼筋籠的主要特點(diǎn)第一就是重量大，第二就是尺寸大，其次就是容易變形。由于吊裝時(shí)，除了考慮吊裝設(shè)備的性能，如起吊能量和作業(yè)半徑需要考慮以外，還要考慮作業(yè)時(shí)候的穩(wěn)定性以及如何控制好鋼筋籠的變形。綜合考慮以上各方面可以看出鋼筋籠的吊裝是地下連續(xù)墻工程施工過(guò)程中控制性步驟，對(duì)其進(jìn)行吊裝專項(xiàng)方案論證是必須的。

1 工程概況

中間風(fēng)井屬于蘭州市軌道交通1號(hào)線一期工程，位于七里河斷陷盆地巨厚狀強(qiáng)透水砂卵石地層中，中心里程為YDK10+909.000=ZDK10+912.541，平面尺寸為33.4 m×20.4 m(含圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度，長(zhǎng)×寬)，風(fēng)井開(kāi)挖深度約45.5 m。風(fēng)井圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1 200 mm厚鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，主體為現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱型框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)外設(shè)置全包防水層，明挖逆作法施工。

地連墻設(shè)計(jì)厚度為1.2 m，分為兩種幅寬形式：第一種為“一”形結(jié)構(gòu)，幅寬4 m，共22幅；第二種為L(zhǎng)形結(jié)構(gòu)，幅寬3.7 m，共4幅；相鄰墻幅之間采用型鋼接頭。地連墻采用水下C40混凝土澆筑，抗?jié)B等級(jí)為P12，鋼筋保護(hù)層厚度內(nèi)外側(cè)均為70 mm，設(shè)計(jì)地連墻鋼筋籠長(zhǎng)度為57.17 m，A-1單幅墻鋼筋籠重為51.731 t，A-2單幅墻鋼筋籠重為50.316 t。

2 吊裝前準(zhǔn)備工作

由于鋼筋籠整體長(zhǎng)度較長(zhǎng)，且施工范圍緊鄰深安大橋新建環(huán)形匝道，綜合考慮施工工況、設(shè)備選擇以及該處地層及場(chǎng)地情況，鋼筋籠擬采用整體加工、整體吊裝，施工前應(yīng)做好以下準(zhǔn)備工作。

2.1 施工場(chǎng)地準(zhǔn)備

1)為了便于鋼筋籠的存放、加工、拼裝、加工設(shè)備布置，在位于基坑?xùn)|側(cè)區(qū)域修建硬化的混凝土平臺(tái)。采用15 cm C20混凝土硬化。平臺(tái)的長(zhǎng)、寬依據(jù)本工程最大鋼筋籠設(shè)計(jì)尺寸修筑，尺寸為60 m×12 m；場(chǎng)地東側(cè)緊鄰板房處設(shè)置膨潤(rùn)土泥漿池；場(chǎng)地南側(cè)設(shè)置型鋼接頭堆放區(qū)。

2)履帶吊行走道路，將圍繞風(fēng)井基坑進(jìn)行硬化，硬化道路寬度為12 m，采用30 cm厚C25混凝土澆筑，內(nèi)配雙層φ14@200鋼筋網(wǎng)。

3)吊車沿場(chǎng)施工硬化便道行走，吊車行走及停滯位置，距地連墻槽壁距離不小于2.5 m。

2.2 加工制作鋼筋籠

鋼筋籠的加工必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，為了滿足設(shè)計(jì)要求，在加工完成后還需要針對(duì)一些鋼筋籠的重點(diǎn)部位進(jìn)行檢查，主要包括：

1)梅花筋和支撐筋等不得布置在指定的導(dǎo)管位置處，要給導(dǎo)管留出合適的空間。

2)焊接時(shí)，針對(duì)位于主吊環(huán)位置處兩根主筋與分布筋交叉的位置要采取雙面焊接的方法。吊環(huán)與桁架筋之間應(yīng)雙面滿焊，焊縫長(zhǎng)度不得小于5d，焊縫的有效厚度不應(yīng)小于主筋的30%；焊縫寬度b不應(yīng)小于主筋直徑的80%。

3)吊環(huán)、吊點(diǎn)位置上下1 m范圍內(nèi)，分布筋與主筋應(yīng)該100%雙面點(diǎn)焊，鋼筋籠周邊分布筋與主筋100%雙面點(diǎn)焊，其余部位50%電焊。

4)在鋼筋籠加工時(shí)應(yīng)保持一定順序，首先需要制作的是桁架筋，且在上下主筋之間要滿焊桁架筋，同時(shí)主筋與分布筋的布置一定要保持間距均勻。

3 選用吊裝機(jī)械及工藝流程

本工程鋼筋籠的吊裝方法有以下3個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，第一為整體吊裝，第二為整體回直，除此以外還要一次入槽。吊裝方案一定要可靠有效。參考以往同行的施工經(jīng)驗(yàn)，準(zhǔn)備采取的吊裝方案為雙機(jī)抬吊吊裝、整體回直入槽。

3.1 選用機(jī)械

根據(jù)設(shè)計(jì)要求制作網(wǎng)狀的鋼筋籠構(gòu)件。本設(shè)計(jì)鋼筋籠為長(zhǎng)方體，最大尺寸為57.2 m×4 m×1.06 m，最大重量約60 t(首開(kāi)幅)。考慮到鋼筋籠長(zhǎng)，重量大的特點(diǎn)，主吊擬選用400 t履帶吊，主吊配84 m長(zhǎng)大臂(超起主臂)，考慮工作半徑22 m。副吊擬采用200 t履帶吊。副吊配54 m長(zhǎng)大臂，考慮工作半徑14 m。雙機(jī)抬吊系數(shù)(K)計(jì)算如下：

1)N主機(jī)=98 t，N索=3 t，Q吊重=36 t，安全系數(shù)取1.1(鋼筋籠起吊過(guò)程中承擔(dān)最大重量約為鋼筋籠總重量的60%)，則：

K主=1.1×(36+3)/98=0.44。

2)N副機(jī)=59.3 t，N索=3 t，Q吊重=24 t；安全系數(shù)取1.1(鋼筋籠起吊過(guò)程中承擔(dān)最大重量約為鋼筋籠總重量的60%)，則：

K副=1.1×(24+3)/56=0.50。

抬吊系數(shù)K主,K副均小于1，滿足起重吊裝要求。

吊機(jī)進(jìn)場(chǎng)后不能馬上進(jìn)行作業(yè)，必須先行進(jìn)行試吊試驗(yàn)，然后根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果對(duì)上述主要參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直到滿足施工起吊要求。

3.2 鋼筋籠吊裝工藝及流程

鋼筋籠吊裝施工步驟主要包括以下6項(xiàng)：

1)指揮兩個(gè)型號(hào)吊機(jī)就位，然后安裝各個(gè)吊點(diǎn)處的卸扣。

2)對(duì)兩臺(tái)吊機(jī)進(jìn)行鋼絲繩的安裝情況檢查和受力重心檢查，滿足要求后開(kāi)始同時(shí)平吊(見(jiàn)圖1)。

3)主吊吊鉤提起，副吊提離地面50 cm向主吊緩慢移動(dòng)(見(jiàn)圖2)。

4)主吊吊鉤繼續(xù)提升，副吊保持離地距離向主吊緩慢移動(dòng)(見(jiàn)圖3)。

5)下節(jié)鋼筋籠達(dá)到垂直狀態(tài)后，需靜停5 min，待鋼筋籠完全靜止后，指揮起重工卸除副吊扁擔(dān)，然后遠(yuǎn)離起吊作業(yè)范圍。主吊單獨(dú)承重緩慢移動(dòng)運(yùn)送到地連墻槽孔，下節(jié)鋼筋籠在下放過(guò)程中拆除副吊鋼絲繩(見(jiàn)圖4，圖5)。

6)指揮400 t主吊機(jī)吊籠入槽，然后進(jìn)行定位。鋼筋籠上應(yīng)拉牽引繩以便調(diào)整方位，下放時(shí)禁止強(qiáng)行入槽。

4 確定吊點(diǎn)位置

4.1 縱向吊點(diǎn)選擇

縱向吊點(diǎn)位置的選擇關(guān)系到鋼筋籠的撓曲變形，如果撓曲變形太大則會(huì)使得焊縫開(kāi)裂，以至整體結(jié)構(gòu)散架，進(jìn)而無(wú)法進(jìn)行起吊。鋼筋籠長(zhǎng)度57.17 m，按照設(shè)計(jì)長(zhǎng)度確定鋼筋籠吊點(diǎn)布置形式，如圖6所示。

4.2 橫向吊點(diǎn)選擇

直墻型鋼筋籠橫向吊點(diǎn)選擇與縱向吊點(diǎn)選擇相同，在實(shí)際吊裝中，根據(jù)地下連續(xù)墻施工工況及鋼筋籠桁架筋設(shè)置情況，將橫向吊點(diǎn)位置調(diào)整后如圖7所示。

4.3 “L”形槽段鋼筋籠吊點(diǎn)選擇

“L”形槽段鋼筋籠縱向吊點(diǎn)位置的選擇與直墻形槽段鋼筋籠選擇相同，僅橫向吊點(diǎn)的選擇與直墻型有差別，“L”形槽段鋼筋籠橫向選用兩點(diǎn)起吊，吊點(diǎn)位置的設(shè)置沿鋼筋籠長(zhǎng)度方向與“一”字形槽段相同。

5 鋼筋籠吊裝加固措施及單側(cè)型鋼防止扭轉(zhuǎn)措施

本工程鋼筋籠采用整幅成型起吊入槽，考慮到鋼筋籠起吊時(shí)的剛度和強(qiáng)度，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，每幅連續(xù)墻設(shè)置4榀Φ28豎向鋼筋桁架，水平桁架采用Φ25，豎向設(shè)置12道，具體設(shè)置位置可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。鋼筋吊點(diǎn)處用φ32吊環(huán)，吊點(diǎn)加強(qiáng)鋼筋采用1Φ28。墻頂?shù)醵捎忙?2鋼筋，雙面滿焊，吊筋采用φ32鋼筋，轉(zhuǎn)角槽段增加1道Φ25@200,2道Φ28@4 000支撐，鋼筋籠最上部第一根水平筋改為2根Φ28加強(qiáng)鋼筋，定位墊塊橫向間隔1.8 m、豎向間隔3 m。鋼筋籠制作完成后，采用Φ18剪刀撐加固，吊點(diǎn)處橫向加強(qiáng)筋，采用2Φ28鋼筋。在吊裝單側(cè)型鋼鋼筋籠時(shí)，適當(dāng)調(diào)正橫向吊點(diǎn)位置保證鋼筋籠重心在鋼筋籠中間，同時(shí)在吊裝時(shí)吊車行走要平穩(wěn)，并在鋼筋籠下方掛拉牽引繩。

6 鋼筋籠入槽精度控制措施

6.1 鋼筋籠加工精度的控制

1)鋼筋嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙翻樣。2)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，正確布置鋼筋、鋼筋連接器，并焊接牢固。3)鋼筋籠制作前應(yīng)當(dāng)核對(duì)檢查單元槽段實(shí)際寬度與成型鋼筋尺寸，確保無(wú)差異后進(jìn)行制作。

6.2 鋼筋籠定位平面位置控制措施

對(duì)于H型鋼接頭的鋼筋籠，利用導(dǎo)墻上放樣的分幅線控制鋼筋籠寬度方向偏差，沿分幅線設(shè)置型鋼臨時(shí)固定，限制鋼筋籠沿地墻長(zhǎng)度方向的移動(dòng)。當(dāng)鋼筋籠橫向偏差過(guò)大時(shí)，將鋼筋籠向上吊起10 m左右，重新下放并定位。

鋼筋籠設(shè)計(jì)保護(hù)層為70 mm，在鋼筋籠迎土面和背土面均按設(shè)計(jì)要求設(shè)置鋼板保護(hù)層墊塊，通過(guò)保護(hù)層墊塊控制鋼筋籠在寬度方向位于槽段的中心。

6.3 地下連續(xù)墻鋼筋籠的標(biāo)高控制措施

鋼筋籠吊筋加工前對(duì)槽段導(dǎo)墻吊點(diǎn)位置的標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè)，并結(jié)合固定鋼筋籠用的擱置型鋼初步確定吊筋長(zhǎng)度。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)制定完整的地連墻吊裝方案并進(jìn)行專家論證，最后順利按時(shí)完成了連續(xù)墻鋼筋籠的吊裝，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。該工程地下連續(xù)墻鋼筋籠的順利吊裝，驗(yàn)證了理論計(jì)算及其施工方案的正確性，積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，為該類工程施工提供了一定的經(jīng)驗(yàn)。

[1] 江正榮，朱國(guó)梁.簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)[M].第3版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005：641-720.

[2] 郭迎波.淺述某工程超深地連墻施工技術(shù)難點(diǎn)及對(duì)策[J].山西建筑,2011，37(25):88-89.

[3] 欒衛(wèi)江.地下連續(xù)墻關(guān)鍵施工技術(shù)[J].中國(guó)房地產(chǎn)業(yè),2011(3):123.

[4] 趙 亮,李亞超.某高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)要點(diǎn)[J].山西建筑,2010,36(16):134-135．

Study on steel cage hoisting technologies of ventilating shaft diaphragm in the middle of the subway

Wang Kun

(China Railway 14th Bureau Group Tunnel Engineering Co., Ltd, Jinan 250000, China)

Taking central ventilating shaft of Lanzhou rail transit line No.1 as an example, combining with its continuous underground wall steel cage hoisting scheme, the thesis analyzes steel cage hoisting preparation, machinery selection and construction procedures, determines hoisting point location, and puts forward steel cage hoisting reinforcement measures and single steel reinforced torsion preventing measures and steel cage accuracy control measures, which has positive meaning for guiding similar engineering in future.

continuous underground wall, steel cage, hoisting scheme, accuracy control

1009-6825(2017)12-0174-03

2017-02-16

王 坤(1989- )，男，助理工程師

U455.4

A