超深地连墙钢筋笼吊装施工方案设计.doc

超深地连墙钢筋笼吊装施工方案设计 李柽 段浩中煤邯郸中原建设监理咨询有限责任公司摘要：地铁工程由于埋深较大，地连墙钢筋笼一般均重量较大且形状各异，吊装工程本身即为危险性较大工程，因此如何设计和选择吊装方案是地连墙施工的关键点和难点。在吊装方案设计时，必须保证吊装安全以及在施工场地内的可实施性。本文通过工程实例简单介绍了超深地连墙的吊装方案设计和施工过程控制，以便同行借鉴。关键词：地铁 地连墙 钢筋笼 吊装 控制一、工程概况：天津地铁某站为两条地铁线路的换乘车站；车站工程围护结构采用地下连续墙加内支撑的支护形式。地连墙厚 1.0m，幅标准宽度设为6m，端头井段地连墙深度达到45.91m, 钢筋笼长度为43.51m，钢筋笼（首开幅）自重57.2吨，包含吊索吊具共计60吨，顺开幅钢筋笼自重51.2吨，包含吊索吊具共计54吨。 钢筋笼形状包括一字型、L型和Z型。施工场地位于原红旗路上，红旗路路面下为40cm灰土和18cm沥青混凝土，地基基础较好。二、吊装方案设计应考虑的基本问题：（1）起重机工作部位的地基承载力是否满足起重机、钢筋笼以及吊装时产生的动载荷的要求，是否需要地基加固处理；（2）吊装过程应考虑起吊、移动等带来的冲击载荷或动载荷、风载荷对吊装安全系数的影响；在风力达到何级别时应停止吊装施工；（3）吊装站位应考虑对成槽槽壁土体带来的侧向压力影响，避免塌槽；起重机站位对钢筋笼入槽偏差要求带来的影响；（4）应通过计算明确各种型号不同形状钢筋笼的重心位置，选择吊装点布置位置；钢筋笼的在吊装时的变形量，变形量应在许可弹性变形范围内，非弹性变形必须采取措施加以控制。应考虑吊装过程中最不利变形和施工工艺变形对钢筋笼破坏的影响；（5）核算钢筋笼制作刚度，刚度不足时应在钢筋笼上增加骨架支撑已保证钢筋笼吊装时刚度需求，控制其变更形量；应重点核算吊装点位置的变形许可量，各种型号的钢筋笼吊装点布置位置、形式、加固方式必须明确。应详细设计吊装接点大样和吊装接点的施工工艺。（6）钢筋笼吊运的详细点位，以及在有限施工场地空间内起重机吊起钢筋笼时移动空间的要求及布置、调整。（7）钢筋笼考虑详细起吊包括起吊步骤、递夺、脱钩、稳笼、到位的过程以及主钩下笼时如何稳笼、顺笼、稳笼、定笼的详细过程和控制措施。施工过程中虽考虑到以上问题但限于经验和理论计算上的模拟性应在施工开始时对各种型号的钢筋笼进行试吊。通过试吊采集数据调整钢筋笼吊点布置、吊装过程和加工工艺。三、吊车选型及吊装索具的选择：1)、吊车的选型本工程拟选用250吨和100吨履带式起重机各一台，实施双机抬吊吊装钢筋笼。吊装施工参数以工程最大钢筋笼为基础计算。双机抬吊的时吊车需侧向站位，根据吊车尺寸、笼幅宽度、工作安全空间需求，选副吊（100T）的回旋半径为9m进行计算。当钢筋笼入槽过程中为控制侧压力，吊车距槽边最小距离为5m，选主吊（250T）的回旋半径为14m。查有关手册可知250T履带吊车主吊臂长度57米，回转半径14米时最大起重量为67.2T；100T履带吊车主吊臂长度36米，回转半径9米时最大起重量为50T。设主吊的荷载为T1，副吊的荷载为T2，主吊作用点与钢筋笼重心距为L1，副吊作用点与钢筋笼重心距为L2，钢筋笼自重为G。（1）根据杆件的平衡条件得出： G=T1+T2；（2）各力矩平衡：T1*L1=T2*L2；（3）在起吊与地面成角时，1*L1*COS=T2*L2*COS；（4） T2= (L1/(L1+L2)*G 图1 水平状态受力图 图2与水平成角状态受力图在钢筋笼的起吊过程中，主吊受力作用点向笼头方向移动：L1=17.06 21.56米。副吊受力作用点一直不变：L2=15.94米。由公式（3）可知L1变大T2越大， L1=21.56米时副吊荷载最大。根据公式（4）计算得出此时：T2=34.50吨。考虑各项安全系数，则100T吊车的起重吊装的能力为：T2=50/k2/k1 =50/1.2/1.1=37.8t T2=34.5t（其中k1为风力安全系数1.1，k2为荷载安全系数1.2）。通过同样步骤可以推算出250T主吊最大受力在垂直状态下受力最大为：T1=60.00吨；T1 T1.2、钢丝绳扣的选择： 钢丝绳计算时按最大吊装重量为60吨进行验算。钢丝绳的安全荷载P可由下式计算：P=Sb/K（Sb破断拉力，Sb=a*Pg；Pg破断力总和）。钢丝绳取单绳穿绕通过计算选钢丝绳为637+1,32mm,抗拉强度为1400*10KN的钢丝绳，其破断拉力总和为Pg =548.5KN。查表得a=0.85 K=5.5；P=0.85*548.5/5.5=84.76KN。计算荷载P=（PK1K2）/（4COS）=44.81KN。 PP满足安全要求。钢丝绳扣安全系数核算：受力60t，使用一对57mm637FC的钢丝绳扣、一弯两股/根，钢丝绳扣的破断拉力为164.5吨，则其安全系数为：k164.54/6010.975。3、主吊最终吊点吊环验算：吊环采用级钢筋制作，严禁使用冷加工钢筋；每个吊环按2个截面计算；计算时考虑副吊撤离后主吊单独承重，构件上个吊环同时处于工作状态。吊环计算：A9800Gn.f0=9800*608235312.76 mm2。（A、吊环截面积mm2；G、构件重量t；n、吊环截面个数；f0钢筋屈服点；9800-t换成N）。计算钢筋直径为：d=19.96mm；安全系数取1.5，d=19.96*1.529.94mm 取32mm.4、吊车站位处道路承载力的计算：吊车站位地基为路面，路面为三层沥青混凝土路面，基层为石灰稳定土，查公路基层规范可知，石灰土的抗压强度为0.50.7Mpa。250t吊车的自重250t，履带触地面积224160cm2。通过计算可以得出承载力满足要求。5、主吊起重高度H及起重半径R的计算：选用的吊车臂长为57m，当起重中回旋半径为14m时： 起重仰角为77.8；假设吊车起重臂支点到地面的距离h3与墙体底端的距离相等则：吊车的计算起吊高度H=57*sin-（k/2+c）*arctg-h3=49.4m45m。（h3起重臂支点离地面高度（2.5m）；k钢筋笼宽度；c笼子靠臂杆一侧的边到臂杆的净距离；e起重臂与安装构件的间隙）。四、吊装方法及保证措施：1、钢筋笼设置六道吊点，250吨吊车控制第1、2、3道吊点，吊点1布置在网片下层，2、3号在上层；100吨吊车控制第4、5、6道吊点，吊点布置在上层。钢筋笼横向吊点设置在0.25L处，（L为钢筋笼宽度）。考虑到主吊、副吊承担钢筋笼重量的分配，纵向主吊吊点设在距顶端0m+9m+9.5m，副吊吊点设置在距离底端4m+6m+6m的位置。2、吊点采用32的光圆钢筋制作U型环焊在钢筋笼上。吊点加固的U形钢筋与下层主筋焊接。第一道吊点用2个卸扣将钢丝绳卡在钢筋笼底面设置的U型环上，其余个道吊点位置利用2个卸扣将钢丝绳卡在钢筋笼顶面设置的U型环上。吊耳部位采用32双层钢筋焊制，长度根据钢筋笼设计顶标高、导墙实际标高、支撑钢筋笼用钢轨的宽度和高度进行确定。吊耳与钢筋笼主筋焊接加固。图3 吊点、吊索、卸扣、滑轮布设图3、倒绳位置：倒绳一端为卸扣，一端为卡环，卸扣端与笼子端头的下4.5m处的纵横桁架交接处连接，卡环端与主绳、副绳连接，并分别在第2、3道吊点下40cm处布置支撑钢筋笼的U型环（钢筋笼顶底面对应），用于250吨吊车倒绳。4、安放主副钩：主钩控制的吊点中， 1号吊点与2、3号吊点分别在定滑轮两侧，通过设置动滑轮连接；副钩控制的吊点，双环主滑轮分别分出钢丝绳与4、6吊点连接，主滑轮的另一环通过在在下端设置动滑轮直接与5吊点连接。5、吊装过程控制：（1）吊车按照钢筋笼吊装现场布置及站位图站位；挂吊装索具，同时核算作业半径无误；起吊前应设置防晃绳。100吨吊车先起钩当荷载达到20吨时，250吨吊车和100吨吊车同时起钩。（2）当钢筋笼离地面约0.5米时停止起钩，检查吊车和钢筋笼、吊装索具和吊点位置及验证有关施工参数，通过滑轮调整绳子的长度，调整钢筋笼的水平度。（3）确认正常后，250吨吊车继续起钩，起吊过程中保持作业半径和主臂不动；100吨吊车随着250吨吊车的起钩过程起钩并移动，在钢筋笼与地面的夹角达到80前100吨吊车的荷载应基本保持不变；当钢筋笼逐渐立直时100吨吊车的荷载可以缓慢降低。当钢筋笼接近立直状态时100吨吊车协助主吊将笼子稳住不动后，并将荷载降低到零并摘钩。（4）副钩脱离后，钢筋笼由250t吊车吊起并缓慢移动到目标槽段，在移动过程中通过晃绳控制晃动（5）移到目标槽段后通过人工微调以保准确入槽；钢筋笼在入槽过程中一共需要三次倒绳。第一次，下放到第3道吊点位置时，穿杠倒绳，摘除第三道吊点的卸扣，将绳子末端和倒绳的末端用销扣连接，通过第1道吊点和倒绳的4个点并继续下放。第二次，下放到第2道吊点位置时，穿杠倒绳，拆除主吊次绳及2、3号吊点之间