超深地下連續(xù)墻分節(jié)吊裝質(zhì)量控制

王亞鵬 劉 賀 王揚(yáng)帆 陳道政

（1 中鐵北京工程局集團(tuán)城市軌道交通工程有限公司；2 合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院）

1 概述

地下連續(xù)墻作為截水防滲、承受分布荷載作用以及防土體傾覆的地下建筑結(jié)構(gòu)，越來越廣泛地應(yīng)用于隧道地鐵等地下工程。同時地下連續(xù)墻施工過程中所遇到的重難點(diǎn)問題也越來越多，其中超長鋼筋籠分節(jié)吊裝質(zhì)量控制就是地下連續(xù)墻施工的重點(diǎn)。對每一個吊裝環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格控制，比如吊點(diǎn)設(shè)置、吊點(diǎn)部位補(bǔ)強(qiáng)措施、鋼筋籠連接質(zhì)量等。南京地鐵7 號線雨潤路站東側(cè)地下連續(xù)墻（58 幅）鋼筋籠吊裝受高壓線影響，需分11 節(jié)吊裝，現(xiàn)場10 次連接。本文以此為工程實例，對超深地下連續(xù)墻鋼筋籠分節(jié)吊裝的施工工藝進(jìn)行詳細(xì)總結(jié)。

2 工程簡介

2.1 工程概況

南京在建7 號線地鐵第5 座車站雨潤路站，車站布置方向為沿泰山路南北向布置，地處雨潤路和嘉陵江東街中間，盾構(gòu)接收井位于車站的南端，盾構(gòu)始發(fā)井位于車站北端。此站臺結(jié)構(gòu)布置形式為單柱雙跨箱型結(jié)構(gòu)，部分區(qū)域為雙柱三跨布置，設(shè)計柱距均為9m。雨潤路站為地下兩層廣島式站臺，其中負(fù)一層為站廳，負(fù)二層為站臺，有效站臺寬為11m，車站外包總長276.4m，車站頂板覆土厚度為1.7m，標(biāo)準(zhǔn)段的底板埋深為15.161m。混凝土連續(xù)墻為此車站的主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計的墻寬度為0.8m，深度為63m，其中東側(cè)及南北側(cè)部分地下連續(xù)墻（58 幅）的鋼筋籠吊裝受高壓線影響，高壓線與地面凈空21m～26m，水平投影距端頭井水平距離0.5m，與標(biāo)準(zhǔn)段距離是2.3m～2.7m，經(jīng)驗算需分11 節(jié)吊裝，現(xiàn)場10 次連接，地下連續(xù)墻與高壓線關(guān)系圖見圖1。

圖1

2.2 工程難點(diǎn)

按JGJ46—2005《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》要求，臨近220V 高壓線距離6m 范圍內(nèi)禁止吊裝作業(yè)。目前車站東側(cè)及南北側(cè)部分連續(xù)墻施工與高壓線水平距離過近，而吊裝施工與高壓線凈空距離要求又限制了吊裝作業(yè)的高度。經(jīng)與建設(shè)單位與供電單位協(xié)商，由于高壓線路改移手續(xù)繁瑣且耗時耗財，無法保障項目施工總體進(jìn)度要求，因此決定采用分節(jié)吊裝鋼筋籠的技術(shù)手段完成施工，故如何在限高條件下完成超長鋼筋籠的分節(jié)吊裝且保障其吊裝安全及鋼筋連接質(zhì)量是本工程的重點(diǎn)。

3 鋼筋籠分節(jié)吊裝施工工藝

3.1 吊裝前鋼筋籠的加工

3.1.1 鋼筋籠的分節(jié)長度控制

應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場高壓線限高的高度來確定鋼筋籠分籠長度，以防止鋼筋籠分節(jié)長度過大無法滿足現(xiàn)場施工要求，或因分節(jié)長度過小，影響鋼筋籠連接整體性以及吊裝作業(yè)的效率問題。鋼筋籠分節(jié)長度計算示意圖見圖2、圖3。

圖2 鋼筋籠分節(jié)尺寸計算詳圖

圖3 吊裝限高示意圖

3.1.2 鋼筋籠加固措施

在鋼筋籠吊裝過程中處理不當(dāng)極易破壞其整體剛度而變形散架，甚至?xí)蛊湓诘跹b時失穩(wěn)傾覆，因此需要對鋼筋籠進(jìn)行加固以增強(qiáng)其整體剛度。常見措施是增設(shè)鋼筋籠的支撐結(jié)構(gòu)來確保其吊裝時的幾何穩(wěn)定性。支撐結(jié)構(gòu)的布置一般利用附加的加固鋼筋增設(shè)縱、橫向桁架。對于每一幅鋼筋籠的加固，首先確保其在豎直方向上設(shè)置四至五榀縱向桁架，且桁架布置方向應(yīng)與鋼筋籠的主筋方向一致；同時為均衡鋼筋籠縱橫向平面剛度，沿著橫向的方向也應(yīng)按要求每隔3m 的間距分別設(shè)置橫向桁架及剪刀筋，如圖4 所示。為了確保鋼筋籠厚度滿足設(shè)計要求，縱向、橫向桁架的加工制作需要在籠體加工前完成，且桁架的制作需要放在專用的加工平臺加工，以防止每幅桁架的平直度、高度不同而影響鋼筋籠加工的效率及質(zhì)量。

圖4 縱向桁架示意圖

3.1.3 鋼筋籠的加工

鋼筋籠的加工制作應(yīng)采用整體加工成型的方法，且必須要配備專用的加工平臺進(jìn)行加工，加工時保證工作臺面的水平，以防止鋼筋籠的垂直度不能滿足規(guī)范設(shè)計要求；同時加工臺面應(yīng)標(biāo)記出四個角點(diǎn)的位置，保障其垂直角度為直角，以便加工時每根鋼筋能夠準(zhǔn)確地定位安放。鋼筋籠起加固作用的縱向、橫向桁架與籠體的水平筋采用點(diǎn)焊連接，防止因連接質(zhì)量問題而影響籠體整體剛度，對于其他的交叉點(diǎn)點(diǎn)焊50%即可。

同時，鋼筋籠加工過程中需要考慮水下灌注混凝土的施工問題，應(yīng)提前在鋼筋籠籠體上預(yù)留出灌注導(dǎo)管的位置；加工時應(yīng)注意主筋與橫向鋼筋的相對位置關(guān)系，將橫向鋼筋放在主筋外側(cè)，防止橫向鋼筋影響混凝土灌注導(dǎo)管的插入；對預(yù)留口附近區(qū)域應(yīng)增設(shè)相應(yīng)的箍筋和連接筋進(jìn)行加固，防止預(yù)留口處籠體整體連接性能破壞。

鋼筋籠加工過程中技術(shù)人員加強(qiáng)過程中鋼筋安裝、焊接質(zhì)量、機(jī)械連接質(zhì)量控制，重點(diǎn)是桁架筋焊接、分布筋與型鋼接頭焊接，現(xiàn)場焊接完成后技術(shù)員對每個焊接頭進(jìn)行檢查并記錄，檢查包括焊接長度、焊縫高度、焊接寬度，焊接檢查未合格前禁止進(jìn)行吊裝。

3.2 吊點(diǎn)驗算

超深地下連續(xù)墻的鋼筋籠尺寸及自重很大，若吊點(diǎn)設(shè)置不合理很容易使鋼筋籠在吊裝時受損變形甚至解體散架，因此，吊點(diǎn)設(shè)置的合理性是保障吊裝施工質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。

3.2.1 鋼筋籠縱向吊點(diǎn)設(shè)置

本次工程采用雙平吊施工，縱向吊點(diǎn)設(shè)置兩個。鋼筋籠被吊起時，會在吊點(diǎn)處產(chǎn)生負(fù)彎矩同時在兩相鄰吊點(diǎn)跨中長度處產(chǎn)生最大正彎矩（圖5），正彎矩或負(fù)彎矩過大均會使鋼筋籠發(fā)生受損變形甚至破壞解體。因此縱向吊點(diǎn)的設(shè)置原則，是應(yīng)使鋼筋籠吊起時所承受的正負(fù)彎矩值相等，在這種情況下能有效地減小鋼筋籠所承受的受彎變形的影響。

圖5 鋼筋籠雙平吊時彎矩圖

3.2.2 鋼筋籠橫向吊點(diǎn)設(shè)置

橫向吊點(diǎn)應(yīng)考慮現(xiàn)場施工條件以及在工程中鋼筋籠具體的鋼筋分布情況及各種預(yù)留口、預(yù)埋件位置等因素來進(jìn)行合理布設(shè)，一般情況下按鋼筋籠寬度L，橫向等距兩點(diǎn)布置以增強(qiáng)吊裝時的橫向穩(wěn)定性；吊點(diǎn)應(yīng)設(shè)置于桁架主筋處并對吊點(diǎn)處鋼筋進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)，防止鋼筋籠受力鋼筋在吊裝過程中產(chǎn)生過大變形。

3.2.3 L 型幅、Z 型幅吊點(diǎn)設(shè)置

異型幅鋼筋籠因其形心重心不位于同一條豎直線上而導(dǎo)致其吊起時在空中幾何穩(wěn)定性較差，吊點(diǎn)設(shè)置不合理極易引起鋼筋籠的翻轉(zhuǎn)，因此吊運(yùn)異型幅鋼筋籠前需要在設(shè)置基本加固措施（布設(shè)縱向桁架、橫向桁架、剪刀撐）之外，另外布置斜撐支桿來增強(qiáng)其整體穩(wěn)定性能；同時斜撐支桿屬于吊裝安全的保障措施，并不屬于原鋼筋籠骨架傳力構(gòu)件，因此需要在鋼筋籠入槽時進(jìn)行割除。

在L 型鋼筋籠回直后，鋼筋籠全部重量集中于側(cè)面四個吊點(diǎn)，為了保障L 型鋼筋籠兩面四吊點(diǎn)的受力平衡，應(yīng)將鋼筋籠籠頭吊點(diǎn)設(shè)置在籠體迎土面，即圖6 中的3、4 號吊點(diǎn)；其余吊點(diǎn)設(shè)置在開挖面上，即圖6 中1、2 號吊點(diǎn)。L 型幅鋼筋籠縱向吊點(diǎn)設(shè)置與一字性幅鋼筋籠相同，按照正負(fù)彎矩相等原則設(shè)置兩道吊點(diǎn)，橫向每道均布兩個吊點(diǎn)。

圖6 “L”型鋼筋籠吊點(diǎn)布置

同理“Z”字幅鋼筋籠也需進(jìn)行長度調(diào)整，使得異型幅地連墻接近“一”字幅進(jìn)行吊裝，“Z”字幅鋼筋籠平均分成2 節(jié)“L”型鋼筋籠進(jìn)行吊裝，確保吊裝過程平穩(wěn)，避免鋼筋在吊裝過程中因重心變化發(fā)生翻轉(zhuǎn)；支撐斜桿的布設(shè)及拆除原則同L 型幅鋼筋籠。

鋼筋籠的各吊點(diǎn)均應(yīng)設(shè)置在桁架主筋上，且鋼筋籠的籠頂處每個吊點(diǎn)宜用兩根U 型鋼筋進(jìn)行加固，鋼筋直徑尺寸根據(jù)現(xiàn)場工程鋼筋籠尺寸決定，同時還應(yīng)增加“[”型桁架筋進(jìn)行加固；對于鋼筋籠其余吊點(diǎn)處的加固，均采用倒U 型的吊耳(圖7)，其上端均與主筋焊接牢固，單面焊接長度不應(yīng)小于10 倍的主筋直徑。

圖7 吊點(diǎn)處吊耳加工圖

3.3 鋼筋籠吊裝過程控制

3.3.1 鋼筋籠吊裝流程圖

由于受高壓線限高的影響，鋼筋籠按設(shè)計要求分節(jié)后通過雙機(jī)抬吊的方式進(jìn)行吊裝作業(yè)，具體施工流程如下：

成槽作業(yè)→鋼筋籠制作驗收→試吊至離地0.5m→檢查鋼筋籠變形情況→主吊提升至鋼筋籠垂直于地面→副吊松鉤→主吊運(yùn)輸至槽段→下放第一節(jié)鋼筋籠→吊運(yùn)下一節(jié)鋼筋籠至槽段→孔口連接鋼筋并對焊型鋼→至全部鋼筋籠對接到位。

3.3.2 吊運(yùn)技術(shù)要點(diǎn)

在起吊前需檢查鋼筋籠各吊點(diǎn)的加固措施是否安設(shè)到位以及鋼絲吊繩是否按要求配備，確保吊鉤合力重心與鋼筋籠的重心位于同一條豎直線上，以防止鋼筋籠在吊裝過程中發(fā)生翻轉(zhuǎn)傾覆。

在首節(jié)鋼筋起吊離地0.5m 后，檢查鋼筋籠是否出現(xiàn)過大的變形及損傷，確定其整體穩(wěn)定后再由副吊配合主吊進(jìn)行鋼筋籠的吊裝回直，起吊時主副吊機(jī)均衡起吊，緩慢前進(jìn)，減小沖擊力。首節(jié)鋼筋籠下放到位后，用鐵扁擔(dān)架設(shè)在槽段口，墊平，等待下一節(jié)鋼筋籠起吊到位后進(jìn)行對接。兩節(jié)鋼筋籠通過套筒對接成功后，鋼筋籠整體上提，撤出扁擔(dān)，再整體下放入槽。

3.3.3 鋼筋籠的下放入槽

鋼筋籠下放后需要判斷其預(yù)埋件的位置是否處于預(yù)定地點(diǎn)，實際工程中通過控制其吊裝時的鋼筋籠的籠頂標(biāo)高來確定。每節(jié)鋼筋籠籠頭設(shè)置U 型吊環(huán)，鋼筋籠下放至吊點(diǎn)位置時鋼扁擔(dān)穿過吊點(diǎn)放置在導(dǎo)墻頂面，通過水準(zhǔn)儀來判斷調(diào)整鋼筋籠的籠頂面標(biāo)高，用以保證鋼筋籠對接垂直度符合設(shè)計要求以及預(yù)埋件的準(zhǔn)確安放。

鋼筋籠吊裝進(jìn)入槽段時，需要先行確定其內(nèi)外側(cè)的兩個方向是否擺正，在吊放受阻時不能強(qiáng)行繼續(xù)吊放作業(yè)，以防止鋼筋籠因外力而產(chǎn)生變形甚至解體。入槽遇到困難時，需根據(jù)實際情況進(jìn)行處理。因槽段施工質(zhì)量原因而導(dǎo)致的鋼筋籠無法入槽，如連續(xù)墻槽段的槽壁垂直度出現(xiàn)偏差傾斜、槽壁粗糙不平整、槽段底部淤泥沉渣未及時清理等情況，應(yīng)停止吊裝作業(yè)并重新修整槽壁至其達(dá)到垂直度、平整度等施工質(zhì)量要求，及時清除底部沉渣雜物后再重新吊裝；因鋼筋籠自身原因而導(dǎo)致其無法入槽，如鋼筋連接不牢固、籠體局部變形等因素，應(yīng)停止吊裝重新進(jìn)行鋼筋籠籠體及連接結(jié)點(diǎn)的加固，保證其滿足設(shè)計的強(qiáng)度及變形要求。

3.3.4 吊裝鋼筋籠對接垂直度控制

由于受限高影響，較其他工程情況而言鋼筋籠分節(jié)段數(shù)多，因此必須要保障鋼筋籠下放對接的垂直度符合要求，否則會導(dǎo)致鋼筋籠傳力不均勻從而引起連接處籠體鋼筋損傷甚至屈服。鋼筋籠對接垂直度的控制是鋼筋籠順利下放的必要保障，因此在吊裝對接鋼筋籠過程中，可設(shè)置全站儀進(jìn)行測量和校核垂直度，以保障對接質(zhì)量要求。

3.3.5 吊裝過程中鋼筋籠的連接

吊裝過程中鋼筋籠主筋原則上應(yīng)選用螺紋套筒連接，個別有偏差而使螺紋套筒無法連接時選擇同直徑的鋼筋進(jìn)行幫焊連接。選用套筒連接時，應(yīng)確保其鋼筋的尺寸和與其連接的套筒尺寸相同；其次在連接時應(yīng)確保套筒兩端鋼筋擰進(jìn)的長度相等，防止出現(xiàn)某一端擰進(jìn)尺寸過短而無法保障套筒連接質(zhì)量的情況發(fā)生；最后在套筒連接完成后進(jìn)行扭矩檢查，防止出現(xiàn)部分連接點(diǎn)漏擰的情況。

3.3.6 對鋼筋籠無法下放到位的應(yīng)對措施

在鋼筋籠下放受阻時不能強(qiáng)行吊放，以免損傷籠體，此時應(yīng)先行吊起鋼筋籠，先測量鋼筋籠已吊入的槽段深度，判斷分析下吊受阻的具體位置，根據(jù)實際情況分析原因，妥善處理后再重新吊放。

⑴在槽段大面積塌方而導(dǎo)致的吊放受阻，應(yīng)用黏性土回填該槽段待其密實后再重新成槽；

⑵對于小面積的塌孔或者出現(xiàn)縮孔的現(xiàn)象，需要利用修槽機(jī)修整后再重新吊裝；

⑶若前一幅連續(xù)墻混凝土澆筑發(fā)生繞管現(xiàn)象，而導(dǎo)致無法進(jìn)行吊裝施工，可采用成槽機(jī)的抓斗向下沖抓的方法來處理部分的繞管混凝土，然后再重新進(jìn)行吊裝；

⑷如果鋼筋籠因槽底沉渣渣過厚或下放過程出現(xiàn)塌孔導(dǎo)致鋼筋籠無法下放到位，采取重新提起鋼筋籠清孔的措施處理，因受高壓線限高影響，鋼筋籠按入槽分節(jié)提出槽口割斷，分節(jié)鋼筋籠提出后報廢處理。

4 結(jié)語

本文結(jié)合南京地鐵7 號線地下連續(xù)墻的施工，探討總結(jié)了在限高條件下的超長鋼筋籠分節(jié)吊裝技術(shù)的相關(guān)問題，主要介紹了吊裝前鋼筋籠的加固加工，包括縱向吊點(diǎn)、橫向吊點(diǎn)、異型幅吊點(diǎn)等在內(nèi)的吊點(diǎn)設(shè)置與設(shè)計問題，以及吊裝過程中的質(zhì)量保障措施等。目前由于尚未有文章詳細(xì)總結(jié)鋼筋籠吊裝施工的經(jīng)驗，故本文以此工程為契機(jī)，望形成一套較為完備的連續(xù)墻鋼筋籠吊裝施工的技術(shù)資料，以供日后類似工程參考借鑒，從而提高鋼筋籠吊裝質(zhì)量以及吊裝效率。