地下连续墙钢筋笼起重吊装施工技术研究

王松

（中铁二十二局集团第一工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

1 前言

地下连续墙结构广泛应用于地下空间工程支护，其优点是可以防渗、截水、施工影响小、刚度较大且施工周期较短。地下连续墙施工中，钢筋笼吊装是重难点之一。钢筋笼吊装的计算与分析也是保证施工安全顺利完成的关键，因此，对地下连续墙钢筋笼吊装施工过程的研究与精细化计算具有重要意义。

很多学者已对地下连续墙钢筋笼的吊装施工进行了相关研究，王志华等用试验与数值模拟相结合的方法，明确了超大型地下连续墙吊装过程中的不利工况；杨宝珠等利用有限元软件模拟了钢筋笼吊装过程，探究不同横向桁架设置对变形的影响；周俊等利用有限元软件模拟钢筋笼吊装全过程，研究发现，钢筋笼挠度最大的位置在钢筋笼中部。陈俐光等通过计算确定了钢筋笼吊点的最佳位置。陈国飞等为保证吊装过程的安全，对吊装受力部分进行了数值分析。

本文以杭州市富阳区秦望隧道与广场地下空间地下连续墙施工为工程背景，对吊装方法进行研究总结，且针对钢筋笼吊点布置、吊臂长度进行简化计算，所用方法，可为类似工程提供借鉴。

2 工程概况

位于浙江省杭州市富阳区，整个项目研究范围内主线隧道全长4032m，江北接线道路长198.0m，江南接线道路长147.0m，匝道总长1755m。地下连续墙共256幅，600mm 厚的22 幅，800mm 厚的179 幅，1000mm 厚的35 幅，1200mm 厚的20 幅。地下连续墙深度为21 ～43m。地下连续墙墙深为：墙宽为600mm 的墙深21m、墙宽为800mm 的墙深24m、25m、27m，40m、40m、墙宽为1000mm 的墙深42m、42m、42m、墙宽为1200mm 的墙深43m 不等，地下连续墙钢筋笼安装如图1 所示。

3 施工方案

秦望通道地下连续墙除600mm 墙接头为锁扣管，800mm、1000mm、1200mm 连续墙接头均为H 型钢接头，1200mm 地下连续墙成槽深度约为43m，钢筋笼长度最长为42.43m，钢筋笼和H 型钢总重为111.251t；1000mm地下连续墙成槽深度约为40m，钢筋笼长度最长为39.43m，钢筋笼和H 型钢总重为65.556t，800mm 地下连续墙成槽深度约为40m，钢筋笼长度最长为27.43m，钢筋笼和H 型钢总重为47.787t，600mm 地下连续墙成槽深度约为21m，钢筋笼长度最长为20.43m，钢筋笼总重为16.689t。地连墙钢筋笼吊装放时，主副两台履带吊车协同作业进行钢筋笼安放。

4 钢筋笼吊装

4.1 吊装方法

吊装开始前进行试吊：试吊前，先检查各卸扣紧固，各吊点饱满、焊缝长度也符合标准。疏散周边工人，在吊车就位后作业半径无影响吊装的机具设备，先起吊30～50cm 静置，观察钢筋笼很平稳，无变形、无误后进行正式吊装作业。

钢筋笼吊装分为六步：步骤1：主吊机和辅助吊机转移至吊装位置，吊点单独安装。步骤2：检查两台起重机钢丝绳的安装情况和受力重心，同时开始提升。步骤3：钢筋笼吊装至离地0.3 ～0.5m 后，应检查钢筋笼是否稳定，并将主吊钩吊装。根据钢筋笼尾部与地面的距离，随时命令辅机配合吊钩。步骤4：钢筋笼吊装完毕后，主吊机向左侧吊臂吊机方向旋转，辅助吊机向主吊机方向旋转。辅助吊机慢慢向主吊机行走并放下吊钩，直至钢筋笼垂直于地面。步骤5：指挥起重行业拆除辅助起重机吊点对钢罐笼的束缚，远离起重作业范围。步骤6：指挥主吊笼入槽，吊车平稳行走，钢吊笼拉动牵引绳，下放时不要强行进入槽段内。

4.2 吊装工况

钢筋笼吊装过程中主要有四种吊装工况，每种工况下主、辅吊机受力不同。

（1）工况1。在此工况下，主、辅起重机将吊装钢笼平台上已制作好的钢笼。此时，钢筋笼的重量由主起重机和辅助起重机同时承担，如图2 所示。

图2 钢筋笼吊装

（2）工况2。在此工况下，主吊机和辅助吊机是不断变化的。主起重机的受力逐渐增大，而辅助起重机的受力逐渐减小。直到辅助吊机不再受力，钢笼的重量完全由主吊机承担。但在实际施工过程中，工况是动态的。实际的受力情况与起重机的位置、角度和旋转方向密切相关。

（3）工况3。在此工况下，辅助吊机从吊装过程中脱离，主吊机完全承担整个钢筋笼的重量，通过重载人行道将钢筋笼运至需要沉放钢筋笼的槽段。在此工况下，由于起重机需要在荷载作用下行走，控制起重机的回转半径，以保证最大承载力与安全。

（4）工况4。在此工况下，钢筋笼的全部重量由主吊承担，此时，部分钢筋笼已经进入槽段内，并且泥浆对钢筋也存在浮力，这里并未计算在内。

4.3 1200mm 厚地连墙钢筋笼吊装验算

履带吊进场时度量履带的长宽和外观尺寸、对照吊车铭牌，与自带说明说符合后准予卸车安装。安装大型设备安拆方案配备起重指挥和专业安装人员，安装时，检查吊车把杆长度是否满足施工需要，并检查吊车限位装置和警示灯是否安装并有效、吊钩保护装置是否安装。履带吊安装完毕后，先检查吊车的转型、制动、液压、报警装置是否有效，检测线路油路是否有老化现象，检查随车驾驶员特种作业证的真伪和是否复检，现场安装检测和吊车驾驶员安全培训未完成前禁止投入使用，如图3 所示。

图3 起重臂长示意图

（1）吊臂长度的确定。宽截面为6m，BC 距离必须大于钢筋笼宽度的一半3m。为安全起见，BC 距离为3m。 吊索尺寸h1=3m，h0=0.5m， 故：AC=BC·tg75° =11.2m（BC=3m）吊装钢丝绳配置为16m，经计算垂直起吊后钢筋笼顶部的钢丝绳长度为2.5m，即h2=2.5m。AC ＞（b+h0+h1+h2）=8m（满足要求），其中，b 为起重滑轮组定滑轮到吊钩中心距离，取2m；h0 为起吊扁担净高，0.5m；h1 为扁担吊索钢丝绳高度3m；h2为钢筋笼吊索高度；h3 为钢筋笼的长度；h4 为起吊时钢筋笼距地面高度，0.5m。

主吊机起重臂长度L：L=（AC+h3+h4－C）/sin75=52.42（m）（C 为起重臂下轴距地面的高度3.5m）为方便地墙施工，主吊机起重臂长度L 取56m。

（2）吊点位置的确定。钢筋笼整体吊装，吊装钢※筋笼由2 台起重设备吊装。首先，将其从地面水平抬起，然后缓慢平稳地放置在垂直状态。根据设计图纸的技术资料要求，在生产平台上，采用不同型号的螺纹钢连接加工成网状钢筋笼结构。如果吊点位置的计算不准确，钢筋笼会产生较大的变形，使焊缝开裂，整体结构散架，无法吊装，所以吊点位置的确定是吊装过程中的关键步骤，以重量最大的NN-109 型钢筋笼为例做以下阐述。根据弯矩平衡定律，正负弯矩相等时所受弯矩变形最小的原理，弯矩图如图4 所示。

图4 钢筋笼纵向弯矩计算图

计算过程如下：

由+M=-M，+M=1/2qL12，得到-M=1/8qL22-1/2qL12，其 中，2L1+3L2=42.43m，L1=4.05m，L2=11.26m。通过计算发现B、C、D、E 四个点在此时弯矩最小，B、C 两点的中心为主要吊装位置，D、E 两点的中心为辅助吊装位置，根据技术资料和以往的实际吊装经验，B 点可以移动到A 点。

4.4 监测方案

因基坑开挖最大深度为22.4m，开挖深度大，在基坑施工过程中，将不可避免地对周边地层产生扰动，对基坑周边建筑物造成影响。通过开展实时监测工作，将基坑围护结构及周边土体的变形，及时地反馈给设计和施工方，使之能够迅速调整、优化施工方法，对可能出现的险情及时报警，以便于建设方和施工方采取补救措施，从而确保本工程施工和周边建筑物的安全。

“智管云”通过大量摸索，把“互联网+”引入地下工程建设，借力“智管云”和“可视化交底”信息技术，将可能存在的安全隐患更直观地呈现在人们的面前。现场安装多个摄像头，覆盖每个角落。这些摄像头集视频监控于一体，无死角，全覆盖。打开手机APP，现场安全生产和文明施工的实时状态一目了然。这种监测方案可以更好地保证施工安全，采用“移动实时管安全”的方法，实时传输隐患，优化无纸化传输流程，将“互联网+施工安全管理”智能一体化的理念变成现实。

5 结语

（1）本文通过简述地下连续墙钢筋笼动态吊装的施工方案，根据工程情况，研究了其吊装方法和对4 种吊装工况的讨论。

（2）对1200mm 厚地下连续墙钢筋笼吊装时吊臂长度、吊点位置的确定进行了计算，并确定了最佳长度和吊装位置。

（3）采用“智管云”软件应用进行监测，提高了项目本质安全管理水平，增强了安全风险分级管控，优化了隐患排查治理办法。