摘要：通过北京市南水北调配套工程东干渠第八标段24#二衬竖井地下连续墙施工经验，对于大体积、变截面钢筋笼吊装进行施工，并就相关技术问题进行了讨论、总结，为此类工程提供借鉴。
关键词：地下连续墙；钢筋笼；制作；吊装
一、工程概况
北京市南水北调配套工程东干渠工程施工八标，起点位于广渠路北侧约350m，沿东五环穿越规划广渠路桥，至五方桥北侧，盾构行进方向由13号盾构井向12号盾构井，施工标段里程范围为：25+753.84～28+482.84，合计长度约3580m。主要工作内容为内径4600mm的钢筋砼圆涵（盾构双层衬砌结构），埋深在20～26m，最大埋深30m。主要的建筑结构物包括盾构隧洞、13号盾构始发兼接收井（39号排气阀井）、24号二衬施工竖井（37号排气阀井）、25号二衬施工竖井（38号排气阀井）。
二、地下连续墙总体设计概况
24号二衬竖井地下连续墙墙身厚为1m，槽深34.73m，墙身混凝土采用C30 W8 F150，共划分为8幅。连续墙接头设置2根φ600@300的止水旋喷桩，桩深与墙身一致。本工程钢筋笼现场制作，并采用双机抬吊进行钢筋笼吊装，主吊机采用200t履带吊，副吊机采用100t履带吊。
三、标准槽段施工方案
3.1标准槽段钢筋笼制作
钢筋笼采用二榀桁架筋，其制作方法采用整节在平台上组装。钢筋在加工场内弯制，主筋接头全部采用直螺纹机械连接，钢筋保护层垫块采用5㎜厚的“︹”型钢片焊在主筋上，保证垫块与槽壁预留2～3cm距离，以免钢筋笼入槽时擦伤槽壁。为保证钢筋笼吊装时的刚度及稳定性，主筋与闭合箍筋交叉点全部点焊；同时设纵向钢筋桁架及横向钢筋桁架、主筋平面内的水平及斜向拉条，以提高钢筋笼刚度，减少吊装变形。在施工过程中为防止槽壁坍塌，钢筋笼吊放在成槽后3～4h内完成；钢筋笼就位后进行第一次清孔，如泥浆质量不符合要求，进行二次清槽。
3.2标准槽段钢筋笼吊装
1）钢筋笼吊装施工
钢筋笼吊放按5排15个吊点吊装设计。吊点设于桁架筋上，采用双机抬吊、空中回直，1台200T履带吊（主吊），和一台100T履带吊（副吊）配合作业，待主吊将笼体提升垂直后，再去掉副吊，仅用主吊将钢筋笼吊放入槽，钢筋笼放到设计深度后于槽顶固定。
吊绳采用ø65和ø56、ø43、ø31四种钢丝绳,主吊机：ø65钢丝绳直接挂在吊机吊钩上，与扁担连接采用55t的卡环。扁担下用35t卡环与35t的单滑轮连接，ø43钢丝绳穿单滑轮与固定的钢筋笼主吊点6个17t卡环连接。辅吊车：钩头下挂ø56钢丝绳在与扁担连接处为35t卡环，扁担下用35t卡环与双轮滑轮连接，ø31钢丝绳穿过双轮滑轮与单轮滑轮相结合连接后并与钢筋笼的9个点用12t卡环固定。
2）吊装程序
（a）各吊点采用直径32mm圆钢制作，各焊缝长度为10d，必须饱满无夹渣。位置确定在纵向桁架上连接成整体。钢筋笼网片制作时在吊点位置上下各1m范围内满焊。
（b）吊点制作：
以长度34.23m钢筋笼设置吊点为例，为减少钢筋笼的变形，吊点设置原则是最大限度的减少钢筋笼的最大弯矩。水平吊点设置五道，第一道设于钢筋笼顶端第一道水平筋处, 第二道设在第一道向下10m，上、下各设置3个起吊点，由主吊机负责起吊。第三道、第四道、第五道分别设置于距钢筋笼底3m和11m、19m处，每道设3个吊点共9个吊点，由副吊机负责起吊。在每个吊点的位置水平方向增加二个ø32mm加劲环筋，增加吊点位置的局部稳定性。
（c）起吊时，主吊机吊绳挂到距钢筋笼顶部的第一排水平筋下的吊点及距第一个吊点10米处，副吊机挂到钢筋笼下端三排吊点上，主副吊机吊钩同时起吊，在钢筋笼以水平状态提升约50cm后，主吊钩继续提升，副吊钩则水平方向沿主吊机方向移动，缓慢使钢筋笼由水平转成垂直悬吊状态。起吊时不能使钢筋笼下端在地面上拖拉。如果钢筋笼吊起后在空中摇摆，可在钢筋笼的下端系拽引绳用人力操纵。
（d）移动主吊机至适合沉放位置，将钢筋笼对位后垂直沉放入槽中。沉入槽内时，吊点中心对准槽中心，钢筋笼侧面与相邻槽段混凝土接头面之间适当留空隙，徐徐下降，控制不产生横向大摆动碰坏槽壁。在水平方向上，用红油漆在钢筋网中心作标志，同时在导墙的相应位置也用红油漆作标志，在钢筋笼下沉过程中，始终保持两标志点重合，如出现偏差，需经调整后才能继续沉放。
（e）当钢筋笼沉放至底部吊点位置时，拆除套在钢筋笼上的卡环及绳索。继续沉放至临时支撑点加强钢筋位置，用三根担笼杠，横穿过钢筋笼并搁置在导墙上，将钢筋笼挂住。拆除套在钢筋笼顶部的一排吊点上的卡环、绳索及相应的吊具，再将卡环套在钢筋笼顶端的吊环上，用主吊车吊住钢筋笼。
（f）稍稍提升钢筋笼，抽出横在导墙上的钢管，继续下沉钢筋笼至设计标高,用钢筋笼杠穿过吊环并搁置在导墙上，稳定住钢筋笼。
3.3吊装验算
3.3.1钢丝绳的选用及验算
①主吊机扁担处钢丝绳
扁担处及钢丝绳选用ø65mm、公称抗拉强度为1850mpa的钢丝绳（6×37）。最重钢筋笼以55T计算，Q=550KN；n为钢丝绳根数，n=2；
β为钢丝绳分支与水平面的夹角，不小于60°。
每根钢丝绳的拉力S=（Q/n）*（1/sinβ）=（550/2）*（1/sin60º）=317.54KN，式中n为钢丝绳的根数。
对照钢丝绳的主要技术规格GB/T8918-2006《钢丝绳》，ø65mm、公称抗拉强度为1850mpa的钢丝绳（6×37）的破断拉力总和为2900KN。考虑到钢丝绳荷载不均匀影响，取安全系数C=0.82，则：P=2900*0.82=2378KN
选用ø65mm的钢丝绳的安全系数为K=6.0。
容许拉力T=P/K=2378/6=396.33KN
经计算实际拉力317.54KN小于钢丝绳的容许拉力396.33KN，选用ø65.0mm的钢丝绳符合安全要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
②辅吊机扁担处钢丝绳
扁担处及钢丝绳选用ø56mm、公称抗拉强度为1850mpa的钢丝绳（6×37）。起吊重量以35.95T计算，Q=359.5KN；n为钢丝绳根数，n=2；
β为钢丝绳分支与水平面的夹角，不小于60。
每根钢丝绳的拉力S=（Q/n）*（1/sinβ）=（359.5/2）*（1/sin60º）=207.56KN，式中n为钢丝绳的根数。
对照钢丝绳的主要技术规格GB/T8918-2006《钢丝绳》，ø56mm、公称抗拉强度为1850mpa的钢丝绳（6×37）的破断拉力总和为2175KN。考虑到钢丝绳荷载不均匀影响，取安全系数C=0.82，则：P=2175*0.82=1783.5KN
选用ø56mm的钢丝绳的安全系数为K=6.0。
容许拉力T=P/K=1783.5/6=297.25KN
经计算实际拉力207.56KN小于钢丝绳的容许拉力297.25KN，选用ø56.0mm的钢丝绳符合安全要求。
③主吊机扁担滑轮下部钢丝绳
主吊机的钢丝绳拟选用ø43.0mm、公称抗拉强度为1670mpa的钢丝绳（6×37）。
最重钢筋笼以55T计算，Q=550KN；n为钢丝绳根数，n=6；
β为钢丝绳分支与水平面的夹角，不小于60º。
每根钢丝绳的拉力S=（Q/n）*（1/sinβ）=（550/6）*（1/sin600）=104.8KN，式中n为钢丝绳的根数。
对照钢丝绳的主要技术规格GB/T8918-2006《钢丝绳》，ø43.0mm、公称抗拉强度为1670mpa的钢丝绳（6×37）的破断拉力总和为1300KN。考虑到钢丝绳荷载不均匀影响，取安全系数C=0.82，则：P=1300*0.82=1066KN。
选用ø43.0mm的钢丝绳的安全系数为K=6.0。
容许拉力T=P/K=1066/6=177.67KN。
经计算实际拉力104.8KN小于钢丝绳的容许拉力177.67KN，选用ø43.0mm的钢丝绳符合安全要求。
④辅吊机扁担滑轮下部的钢丝绳
副吊机的钢丝绳拟选用ø31mm、公称抗拉强度为1670mpa的钢丝绳（6×19）。
副吊机最大起重量按35.95t计算，Q=359.5KN；n为钢丝绳根数,n=9；
β为钢丝绳分支与水平面的夹角，不小于60。
每根钢丝绳的拉力S=（Q/n）*（1/sinβ）=（359.5/9）*（1/sin60º）=45.8KN；
对照钢丝绳的主要技术规格GB/T8918-2006《钢丝绳》，选用ø31mm、公称抗拉强度为1700mpa的钢丝绳（6×19）的破断拉力总和为608.5KN。考虑到钢丝绳荷载不均匀影响，取安全系数C=0.82，则：P=608.5*0.85=
517.23KN
选用ø31mm的钢丝绳的安全系数为K=6.0。
容许拉力T=P/K=517.23/6=86.21KN。
经计算实际拉力45.8KN小于钢丝绳的容许拉力86.21KN，选用ø31mm的钢丝绳符合安全要求。
3.3.2主吊机、辅吊机选用及主辅吊共同作用时的验算
主吊机采用200t履带吊，设备型号为浦远200t，辅吊机采用100t履带吊机，设备型号为QUY100，根据其吊装能力的机械性能表，主吊车的臂杆伸长到47m、作业半径为12米时，其吊装重量为74.0t。辅吊车的臂杆伸长到33m、作业半径为9米时，其额定吊装重量为54.2t。主吊机的最大受力出现在独立吊装时，此时的起吊受力为55t，本工程钢筋笼、吊索高度及钢筋笼底离地高度共计41.6m，故主吊机采用浦远200t吊车能满足受力要求和施工高度、作业半径的要求。本工程配合作业起吊最大吊装高度为26m，最大起重重量约为33.95t（包括钢筋笼、预埋件、钢丝绳、扁担重量），因辅吊机只是在钢筋笼起吊时协助主吊机起辅助起吊作用，辅吊主要将钢筋笼的底部吊起离开地面约30~50cm即可,故辅吊机采用100t履带吊机能满足受力要求和施工高度及作业半径的要求。
在验算主辅吊机共同作用时之前，首先确定单台吊机对自己所承担起吊重量的分析。
主吊机的最大起重重量为74.0吨，所起吊重物重为55吨，按双抬吊降低系数0.8考虑。则为74.0×0.8=59.2>55。
辅吊机的最大起重重量为54.2吨，所起吊重物重为35.75吨，按双抬吊降低系数0.8考虑。则为54.2×0.8=43.36>35.75。
综上验算，主吊采用200t履带式吊车，辅吊采用100t履带式吊车，满足施工要求。
四、结束语
南水北调东干渠配套工程施工第八标段24#二衬竖井，于2014年9月8日进行地下连续墙施工，在地连墙施工期间采用上述钢筋笼制作及吊装施工工艺，施工过程方便、快捷，得到各级领导的一致好评。值得类似工程参考、借鉴。
参考文献
[1]《建筑基坑支护技术规程》DB11/489-2007.
[2]《起重机械安全规程》 GB/T6067.1-2010.
[3]《起重机 钢丝绳 保养、维护、安装检验和报废》 GB/T 5972-2009.
作者简介
王雪晨，男，助理工程师，2014年毕业于北京建筑大学。
论文作者:王雪晨
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/19
标签：钢丝绳论文; 钢筋论文; 拉力论文; 吊机论文; 卡环论文; 扁担论文; 抗拉强度论文; 《基层建设》2019年第8期论文;