地连墙钢筋笼吊装方案

森林公园站地下连续墙钢筋笼吊装方案

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中铁三局集团有限公司

常州轨道交通一号线一期工程TJ-15标项目经理部

二〇一五年五月

一、工程概况

森林公园站位于规划北海路与乐山路交叉路口，沿乐山路路中南北向布置，车站南端为数栋1～2层民房，车站北端为数间精细化工厂厂房1～2层，其余周围均为农田及鱼塘。车站采用11m岛式站台，地下两层双跨（局部三跨、四跨）矩形框架结构。车站宽度约19.7m～40.2m，站台中心里程处底板埋深约16.3m，车站长度约347m。车站共设5个出入口、3个风道和2个消防疏散通道。车站南北端接盾构区间，南端为盾构始发，北端为出入线盾构始发，北端正线为盾构接收（预留）。车站主体基坑均采用明挖顺做法施工。

森林公园站基坑围护结构采用地下连续墙，墙厚为800mm（北端头井为1000mm），共133幅。本工程钢筋笼分别有“—”、“L”、“Z”、“T”四种形式，钢筋笼厚度为660mm（860mm），其中最大长度为V区Z5型，长35m，钢筋笼最重34.13t，H型钢单根重4.47t。钢筋笼重量包含预埋钢板重量和钢板垫块等。 

本方案按35m长（1000mm槽宽）最重钢筋笼进行计算。

二、编制依据

（1）常州市轨道交通1号线一期工程森林公园站主体围护结构施工图；

（2）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（2003年版）；

（3）《起重吊装常用数据手册》 ；

（4）《建筑施工计算手册》 ；

（5）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；

（6）现行国家和常州市其它相关标准、规范与规定。

三、施工计划

森林公园站现场钢筋笼总共133幅，加工按照每天加工2～3幅为准，地下连续墙施工前需提前制作4幅以备使用，依据森林公园站地下连续墙施工工期安排，钢筋笼加工工期暂定为2015年5月8日至2015年7月16日，总工期67天。（具体时间由征地完成时间另行确定）。人员配置详见下表3.1：

表3.1  人员配置计划表

本工程虽然地下连续墙钢筋笼较长、较重，根据设计要求钢筋笼采用整体吊装、整体回直、一次入槽的施工方法，采取可靠有效的吊装施工方案，即理论计算满足要求和吊装方案满足安全施工要求。

根据上述特点和以往地铁工程施工经验，我公司采取双机抬吊五点吊装、整体回直入槽的吊装方案。主机选用180T履带吊(QUY180)，副机选用80T履带吊(QUY80)。

4.1钢筋笼吊装方法

钢筋笼吊放采用双机抬吊，空中回直。以180T作为主吊，一台80T履带吊机作副吊机。起吊时必须使吊钩中心与钢筋笼重心相重合，保证起吊平衡。主吊机用15m（起吊绳）+10m（连接绳）长的钢丝绳，副吊机用24m+12m长的钢丝绳。

钢筋笼吊放具体分六步走：

第一步：指挥180T、80T两吊机转移到起吊位置，起重工分别安装吊点的卸扣。

第二步：检查两吊机钢丝绳的安装情况及受力重心后，开始同时平吊。

第三步：钢筋笼吊至离地面0.3m～0.5m后，应检查钢筋笼是否平稳，后180T起钩，根据钢筋笼尾部距地面距离，随时指挥副机配合起钩。

第四步：钢筋笼吊起后，180T吊机向左（或向右）侧旋转、80T吊机顺转至合适位置，让钢筋笼垂直于地面。

第五步：指挥起重工卸除钢筋笼上80T吊机起吊点的卸甲，然后远离起吊作业范围。

第六步：指挥180T吊机吊笼入槽、定位，吊机走行应平稳，钢筋笼上应拉牵引绳。下放时不得强行入槽。

4.2施工要点

钢筋笼制作前应核对单元槽段实际宽度与成型钢筋尺寸，无差异才能上平台制作。对于闭合幅槽段，应提前复测槽段宽度，根据实际宽度调整钢筋笼宽度。

钢筋笼必须严格按设计图进行焊接，保证其焊接焊缝长度、焊缝质量。

钢筋焊接质量应符合设计要求，吊攀、吊点加强处须满焊，主筋与水平筋采用点焊连接，钢筋笼四周及吊点位置上下1米范围内必须100%的点焊，其余位置可采用50%的点焊，并严格控制焊接质量。

钢筋笼制作后须经过三级检验，符合质量标准要求后方能起吊入槽。

根据规范要求，导墙墙顶面平整度为5mm，在钢筋笼吊放前要再次复核导墙上4个支点的标高，精确计算吊筋长度，确保误差在允许范围内。

在钢筋笼下放到位后，由于吊点位置与测点不完全一致，吊筋会拉长等，会影响钢筋笼的标高，为确保接驳器的标高，应立即用水准仪测量钢筋笼的笼顶标高，根据实际情况进行调整，将笼顶标高调整至设计标高。

钢筋笼吊放入槽时，不允许强行冲击入槽，同时注意钢筋笼基坑面与迎土面，严禁放反。搁置点槽钢必须根据实测导墙标高焊接。

4.3吊点设置

1、钢筋笼横向吊点设置：按钢筋笼宽度L，吊点按0.207L、0.586L、0.207L位置为宜。以幅宽6m为例，吊点位置为1.24m、3.52m、1.24m。

2、钢筋笼纵向吊点设置：钢筋笼纵向吊点设置五点，单幅重：34.13t+2×4.47t=43.07t，笼长35m。

1）重心计算：M总=478205.6Kg.m（计算过程详见工程量计算表）、G总=43070Kg，重心距笼顶i=M总/G总=11.1m。

2）纵向吊点位置选择：

吊点位置分别为A、B、C、D、E，其中A点为笼顶处，E点为笼底处，钢筋笼总长L。吊装时钢筋笼弯矩示意图如图4.1：

图4.1  弯矩示意图

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，计算如下：

+M = -M 

其中：-M = 1/2qL12；

+M = 1/8qL22-1/2qL12；

经计算得L1=2.63m，L2=7.43m。

根据现场钢筋笼实际情况及以往经验，为方便吊装安放施工，对吊点位置稍作调整，第一道吊装点A点在笼顶第一根水平筋处，距离笼顶1m，B点、C点向笼顶移动1.63m，D点向笼顶移动0.7m，E点调整为距笼底2.6m。具体为笼顶下：1m+7.5m+7.5m+8.2m+8.2m+2.6m。

吊点布置图见图4.2、图4.3：

图4.2 吊点布置平面图（以幅宽6m为例）

图4.3 吊点布置立面图

根据起吊时钢筋笼平衡得：

2T1`+2T2`=43.07t ①

T1`×1+T1`×8.5+T2`×16+T2`/2×24.2+T2`/2×32.4 = 43.07×11.1 ②

由以上①、②式得：

T1`=13.670t     T2`=7.865t  

则T1=13.670/sin60°=15.785t    T2=7.865/sin45°=11.121

平抬钢筋笼时副吊起吊重量为2T2`= 15.730t

副吊机在钢筋笼回直过程中随着角度的增大受力也越大，故考虑副机的最大受力为2T2 = 22.242t。

3、异形槽段钢筋笼重心计算、吊点布置

1）L型槽段

L型钢筋笼起吊时，钢筋笼围绕角点旋转一定角度α后，以“V”字型向上吊起，L型钢筋笼静置与起吊示意图见下图4.4：

图4.4  L型钢筋笼静置与起吊示意图

（1）重心计算

图4.5为钢筋笼重心分布简图，将钢筋笼分为G1、G2两个部分，其重心分别为A点、B点，G点为钢筋笼重心位置，计算时将钢筋笼简化为杆件。

图4.5 钢筋笼重心分布简图

①A点、B点重心距L1（L2）计算：

根据重心距计算规则，计算公式为：

G总×L1（L2） = G钢筋笼×L钢筋笼 + G型钢×L型钢

其中：G总 = G钢筋笼+ G型钢，L为各分部构件距Y轴距离。

则L1（L2）= （G钢筋笼×L钢筋笼 + G型钢×L型钢）/ G总

②G点位置计算：

计算简化为系杆，计算简图加下图4.6：

钢筋笼吊装稳定后，A、B两点相对于G点惯性积为零，公式如下：

G1×LAG = G2×LBG

(LAG+ LBG )2= L12+L22

由以上公式可推知LAG、LBG。

图4.6 计算简图

钢筋笼旋转角度α=。

（2）吊点设置

L型钢筋笼横向吊点设置在A、B两点，纵向吊点与“一”字型钢筋笼一致。最上层2个吊点位于迎土侧，以下8个吊点均位于开挖侧。

Z型钢筋笼吊装一般拆分成两个L型钢筋笼吊装，吊点设置参考L型钢筋笼。

2）T型槽段

T型钢筋笼两侧对称，可将其考虑为在原有均布荷载的基础上，在中间部位再叠加一个宽度为a的附加均布荷载。起吊示意图和受力简图见下图4.7。

图4.7  T型钢筋笼起吊示意图和受力简图

T型钢筋笼起吊时横向弯矩简图见下图4.8

图4.8  T型钢筋笼起吊时横向弯矩简图

在一般情况下有q1 a = qh，根据单位长度配筋量计算。则q1 = qh/a，弯矩叠加后有

将相关参数代入上式即可知横向吊点长度。

异形钢筋笼重心L1 、L2及吊装角度α统计表见下：

主机选用：180T履带式起重机，把杆接53m，最大吊装角度83°，主要性能见表4.1：

表4.1  180T履带式起重机性能表

②主机起吊配备50t铁扁担，铁扁担和料索具总重约2.5t。

副机选用：80T履带式起重机，把杆接31m，主要性能见表4.2：

表4.2  80T履带式起重机性能表

双机抬吊系数（K）计算

N主机＝59.3t   N索＝2.5t   Q吊重＝43.07t

K主＝59.3/（2.5+43.07）= 1.30＞1.25

注：主机作业半径控制在13m以内。

N副机＝30.80t    N索＝1.5t    Q吊重=22.242t

K副＝30.80/（22.242+1.5） = 1.29＞1.25

注：副机作业半径控制在8.0m以内。

吊点处节点加强，按吊装要求，钢筋笼进行局部加强。

L型、折线型钢筋笼吊装：为了使本钢筋笼回直后基本垂直，必须根据重心位置合理选择吊点位置。

起吊钢筋笼过程中主副吊起重半径及起重角度均需控制在额定的范围内。

吊车行走时验算：43.07/0.7 = 61.5＜63.8，满足行走要求。吊车在负载行走时，保证作业半径在12m以内，角度为76.9°。

4.5吊点吊环验算

主吊点钢筋取HPB235φ28。

主吊点，全荷载吊环钢筋验算Ag=K×G/（n×2×Rg）×sinα

Ag：吊点钢筋（cm2）；K取1.5；G：重量（kg）=43070kg；α=90度；

n：吊点系数取4；Rg：钢筋取1250kg/cm2

得Ag=6.45cm2，钢筋直径D=2.54cm，取2.8cm，2.8cm＞2.54cm，符合要求，故主副吊点吊钩相同均设28mm圆钢。

4.6钢丝绳验算

钢丝绳采用6×37+1，公称强度为1550MPa，安全系数K取6。

由《起重吊装常用数据手册》查得钢丝绳数据如下表4.3：

表4.3  钢丝绳参数表

钢丝绳在钢筋笼竖立起来时受力最大。

吊重：Q1 =Q+G吊=43.07t+2.5t =45.57t

钢丝绳直径：60.5mm，[T]=35.97 t

钢丝绳：T= Q1/2sin41°=34.7 ＜ [T]    满足要求

2、主吊扁担下部钢丝绳验算

钢丝绳在钢筋笼竖立起来时受力最大。

吊重：Q=43.07t

钢丝绳直径：34.5mm，[T]=11.53t；钢丝绳长度：15m（起吊绳）+10m（连接绳）

钢丝绳：T=Q/4=43.07/4=10.77t＜ [T]    满足要求。

3、副吊扁担上部钢丝绳验算

通过钢筋笼在起吊过程中的受力分析，知副吊最大作用力2T2 =22.242t 。

钢丝绳直径：43mm，[T]=18.36t

钢丝绳：T= Q1/2sin41°=16.95t ＜ [T]    满足要求

4、副吊扁担下部钢丝绳验算

通过钢筋笼在起吊过程中的受力分析，知钢丝绳最大内力为T2 = 11.121t。

钢丝绳直径：28mm，[T]=7.76 t；钢丝绳长度：24m+12m（起吊绳）

钢丝绳：T = T2/2=5.561t ＜ [T]    满足要求。

4.7主吊扁担及钢筋笼碰臂验算

主吊选用180T履带吊，其相关参数为：主臂长度53m，角度76.9°，额定起重量63.8t。主吊把竿长度验算：

钢筋笼长度35m，扁担下钢丝绳高度5.5m，扁担上钢丝绳高度4.5m，吊机吊钩卷上允许高度3.5m，其它扁担高度等约1.0m，吊装余裕高度0.5m，主机机高1.61m。

扁担碰吊臂验算：L=4.5+3.5=8m＞1.8×tg76.9°=7.73 m，满足要求。

钢筋笼回卷碰吊臂验算：L=3.5+4.5+1.0+5.5=14.5m＞3×tg76.9°=12.m，满足要求。

提升高度=4.5+1+5.5+35+0.5=46.5m

吊臂长度L=53m≥（46.5-1.61+3.5）/sin76.9°=49.68m满足要求。

五、吊装施工技术措施

钢筋笼吊装前严格按照常州市轨道交通发展有限公司《常州市轨道交通发展有限公司工程施工机械设备管理办法（试行）》的要求，满足以下钢筋笼吊装令签发条件后吊装：

1、本槽段成槽经监理验收合格；

2、复查钢筋笼各吊点无异常；

3、检查起吊设备及钢丝绳、吊梁等满足起吊要求；

4、围挡附近起吊则需警戒线，警戒人员安排设置到位；

5、施工单位安全员、监理单位安全专监到位监控；

6、满足以上1～5条，监理方可签发钢筋笼吊装令。

钢筋笼吊装技术措施见下：

1、吊装施工道路在吊装开行路线下面铺设4cm厚钢板，确保吊车行走道路平整，高差控制在2cm～3cm。

2、钢筋笼吊装之前，做到自检合格后，报请总包及监理验收、检验符合要求后，签发钢筋笼吊放交底。

3、钢筋笼起吊之前，再派专人对钢筋笼进行巡检，确保钢筋笼内无短钢筋等遗留物，并清除干净。

4、钢筋笼吊装之前，组织施工班组进行技术、安全交底，并有书面资料，对钢筋笼的重量、长度进行明确及吊装的主、副吊车停机位置。

5、钢筋笼吊装时，配备专职起重指挥，以主机起重指挥为主，副机起重指挥配合主机起重指挥，确保钢筋笼在吊装过程中合理受力。

6、钢筋笼吊装时，先由双机进行抬吊同步起吊，起吊到一定高度后，钢筋笼受力稳定，副机配合主机进行钢筋笼吊装回直。

7、防止钢筋笼散架安全技术措施：

1）焊缝检查，避免咬肉，转角幅必须设置角撑。

2）吊放钢筋笼专职安全员，钢筋笼制作督查员必须到场，分别配合检查吊放环境及钢筋笼各吊点及料索的情况，符合安全吊放要求后才可正式吊放。

8、钢筋笼定位精确度控制措施：

1）钢筋翻样认真按设计图纸翻样；

2）钢筋笼制作根据翻样单，正确布置钢筋、钢筋连接器，并焊接牢固；

3）测量导墙标高正确，换算吊攀钢筋的长度，焊接搁置槽钢、吊攀钢筋长度要准确无误，并应验收；

4）搁置槽钢统一用10#槽钢，避免搁置槽钢乱用而导致标高错误；

5）钢筋笼制作前应核对单元槽段实际宽度与成型钢筋尺寸，无差异才能上平台制作；

6）钢筋笼吊放入槽时，不允许强行冲击入槽，同时注意钢筋笼基坑面与迎土面，严禁放反。搁置点槽钢必须根据实测导墙标高焊接；

9、根据实测的导墙标高，严格控制预埋钢板及接驳器的埋设标高。

10、与建筑物较近处：

1）建筑物外墙：构筑物暂停使用，并用安全网隔离。

2）钢筋笼入槽前用安全绳拉离建筑物，保证钢筋笼运输平稳，专人指挥吊装及安全监督是否对建筑物有安全隐患。

六、吊装施工安全技术措施

6.1三级安全教育

钢筋笼吊装作业前，严格按照三级安全教育对所有参与操作人员进行安全交底。三级安全教育如下：

1、公司安全培训教育内容：

1）国家和地方有关安全生产的法规、标准、规范、规程等教育；

2）国家和地方有关安全生产的方针、及文件等教育；

3）企业的规章制度和安全纪律教育；

4）本企业的安全形势和事故案例教育；

5）发生事故后的抢险、保护现场和及时报告的程序。

2、项目部安全培训教育内容：

1）工地安全基本知识和安全生产制度、规定及安全注意事项；

2）本工种安全技术操作规程；高处作业、机械设备、电气安全基本知识；

3）防火、防毒、防尘、防爆及紧急情况安全防范自救；

4）防护用品、用具发放标准及使用的基本知识；

5）本工程施工特点及环境情况。

3、班组安全培训教育内容：

1）班组作业特点及安全操作规程；班组安全活动制度及纪律；

2）爱护和正确使用安全防护装置（设施）及个人劳动防护用品；

3）岗位易发生事故的不安全因素及防范对策；

4）岗位的作业环境及使用的机械设备、工具的安全要求。

6.2吊装注意事项

1、凡参加施工的人员，必须熟悉起吊方法和工程内容，按方案要求进行施工，并严格执行规程规范。 

2、在施工过程中，施工人员必须具体分工，明确职责。在整个吊装过程中，要切实遵守现场秩序，服从命令听指挥，不得擅自离开工作岗位。 

3、有吊装过程中，应有统一的指挥信号，参加施工的全体人员必须熟悉此信号，以便各操作岗位协调动作。 

4、吊装时，整个现场由总指挥指挥调配，各岗位分指挥应正确执行总指挥的命令，做到传递信号迅速、准确，并对自己职责的范围内负责。 

5、在整个施工过程中要做好现场的清理，清除障碍物，以利操作。

6、施工中凡参加登高作业的人员，必须经过身体检查合格，操作时系好安全带，并系在安全的位置。工具应有保险绳，不准随意往下扔东西。 

7、施工人员必须戴好安全帽，如冬季施工，应将防护耳放下，以利听觉不受阻碍。 

8、带电的电焊线和电线要远离钢丝绳，带电线路距离应保持在2米以上，或设有保护架，电焊线与钢丝绳交叉时应隔开，严禁接触。 

9、缆风绳跨过公路时，距离路面高度不得低于5米，以免阻碍车辆通行。 

10、在吊装施工前，应与当地气象部门联系了解天气情况，一般不得在雨雪天工作，如必须进行时，须有防滑、充分照明措施，同时经领导批准，严禁在风力大于六级时吊装，大型设备不得在风力大于五级时吊装。 

11、在施工过程中如需利用构筑物系结索具时，必须经过验算，能够安全承受且经批准后才能使用。同时要加垫保护层，以保证构筑物和索具不致磨损。

12、吊装前应组织有关部门根据施工方案的要求共同进行全面检查，其检查内容为：     

1）施工机索具的配置与方案是否一致；    

2）隐蔽工程是否有自检，互检记录；     

3）设备基础地脚螺栓的位置（指预埋螺栓）是否符合工程质量要求，与设备裙座或底座螺孔是否相符；    

4）基础周围的土方是否回填夯实；    

5）施工现场是否符合操作要求；    

6）待吊装的设备是否符合吊装要求；    

7）施工用电是否能够保证供给；     

8）了解人员分工和指挥系统以及天气情况；     

9）其它的准备工作如保卫、救护、生活供应、接待等是否落实。经检查后确认无误，方可下达起吊命令，施工人员进入操作岗位后，仍须再对本岗位进行检查，经检查无误时，方可待命操作，如需隔日起吊，应组织人员进行现场保卫。 

13、在起吊前，应先进行试吊检查各部位受力情况，情况正常方能继续起吊；  

14、在起吊过程中，未经现场指挥人员许可，不得在起吊重物下面及受力索具附近停留和通过；  

15、一般情况下不允许有人随同吊物升降，如特殊情况下确需随同时，应采取可的靠安全措施，并须经领导批准；  

16、吊装施工现场，应设有专区派员警戒，非本工程施工人员严禁进入，施工指挥和操作人员均需佩戴标记，无标记者一律不得入内；  

17、在吊装过程中，如因故中断，则必须采取措施进行处理，不得使重物悬空过夜；  

18、一旦吊装过程中发生意外，各操作岗位应坚守岗位，严格保持现场秩序，并做好记录，以便分析原因。

七、应急措施

7.1钢筋笼放不到位

1、当发生钢筋笼下放困难时，有可能是端头倾斜将钢筋笼卡住、槽壁两侧土体径缩将钢筋笼卡住、在下放钢筋笼过程中突然发生坍方造成槽壁深度不到位等原因造成的，当发生钢筋笼下放困难但是具备下列条件时，可尝试继续下放钢筋笼。

1）在钢筋笼下放到距离设计标高还有不到10m处虽然受到阻碍，但通过反复上下松动能够不断下去。

2）槽壁深度仍然符合设计标高。

2、如果是端头倾斜造成钢筋笼下放不到位时，必须事先用超声波测量端头垂直度，得出端头侵入钢筋笼的程度，然后适当割除分布筋，收缩主筋，主筋数量不变，然后再放钢筋笼。

3、当钢筋笼被卡住的时候，不能强行冲击下放，当钢筋笼反复上下松动多次不能放到位的，需将钢筋笼全部拎出，查明原因并处理好后再重新下放。

7.2钢筋笼起吊过程中发生变形、散架

必须严格按照施工组织设计的要求，进行吊点布置和对钢筋笼进行加强，起吊钢筋笼时，必须先将钢筋笼整体拎高30cm，观察有无变形或有电焊被迸开的现象，如果有，则立刻将钢筋笼放下，加固后方可继续起吊。

当钢筋笼吊到空中发现有变形现象时不得强行吊起，必须马上疏散附近施工人员，同时将钢筋笼放到地上，对变形钢筋笼进行整形、加固后再重新起吊。

钢筋笼起吊发生变形、散架事故和补救措施通常有如下情况：

1、第一道吊点范围钢筋笼头部向上弯曲

发生原因：

纵横向桁架软弱；桁架和分布筋电焊不牢固；吊点钢筋焊接不牢固。

补救措施：

首先用手拉葫芦和千斤顶将已经弯曲的钢筋笼调直；如果钢筋笼只设置了两榀桁架，则在两榀桁架之间再增加一榀桁架；主吊前两道吊点范围的桁架钢筋、主筋和分布筋全部电焊加固，桁架钢筋和分布筋相交的两个点更要全部焊接；加强第一道吊点的横向桁架，可以用双排Ф25以上的“×××”形钢筋加强。

2、主吊和副吊之间的钢筋笼部分发生弯曲、断裂

发生原因：

纵向桁架薄弱，钢筋笼较宽，只放了2榀桁架；主、副吊之间的距离过长，超过4m；起吊过程中两部分吊车配合不当；桁架钢筋、桁架与分布筋焊接不牢固。