钢筋砼连续墙

2024-08-12

钢筋砼连续墙（精选5篇）

钢筋砼连续墙篇1

1 工程概况分析

在工程施工中圬墙的总体性调控不仅需要加强对墙体桩体的低桩承台的调控, 还需要对桩体的结构性进行调控, 最终保证整体性能的控制。这种从根本上进行的综合性调控不仅需要加强板桩结构的综合性管理, 还需要进行相应的锚定系统控制。板墙施工中主要是采用高压摆喷桩来防渗止水的, 摆喷桩的高程通过钢筋的混凝土结构进行喷射, 喷射间的质量控制间距大都为1.50 m。

为了防止桩位以及桩身达不到设计的要求, 因此在桩位的综合控制中要考虑到防渗效果的综合调控, 从施工的效果上来看, 防渗板桩主要是采用导杆式打桩机锤施工。由于管桩用的是综合性的控制措施进行调控的, 若是桩位达不到施工深度, 要及时地进行桩位调整, 再采用高压的水冲配合锤击的方法进行施工, 这样来回转换桩位打桩的偏移位置, 对桩位整体的施工进行调控, 控制最终施工进度。

结合防渗桩板的设计性要求, 从根本上加强连续墙体的施工控制, 在施工过程中的连续墙体的综合性施工主要是以加强施工过程中的综合性实施调控进行有效实施的, 不仅要注意板桩的就位位置, 还需要对施工中相应的施工工序控制进行综合性的分析, 最终将整体的板桩稳定性进行有效地实施。

2 施工质量控制

在钢筋混凝土的导墙施工中, 不仅需要加强整体的液压控制, 还需要针对优质泥浆进行综合性控制, 进行相应槽孔护壁的调控, 待槽段挖到设计深度的时候, 起吊钢筋混凝土, 对导墙控制进行相应的调控, 最终保证整体的质量调控。

2.1 导墙施工质量控制

导墙的管理控制主要是液压抓斗的调控, 它起着维护泥浆护壁的作用, 不仅承担着固定预制管桩的作用, 还针对整体的质量调控措施进行相应的分析, 待导墙达到一定的混凝土强度时, 才可以施工, 一般养护时间为7 d。

2.1.1 平面定位

根据设计图纸的测放以及板桩的防渗墙轴线控制点进行分析, 根据防渗墙的轴线的控制点, 对整体的控制线要在导墙的质量上采取控制措施, 最后在施工控制中的防渗墙的轴线调控中来进行编码, 确保板桩防渗墙的平面定位精度。

2.1.2 井点降水

为了确保导墙的施工质量以及挖槽成孔的质量, 对于场地的质量调整以及综合性的运输板桩的质量调控需要进行分析, 保证整体的质量控制措施, 进而导致一定的管井以及轻型井点的质量调控, 这样, 地下水位应该降到2.0 m以上才行。

2.1.3 导墙的施工

要对导墙顶的设计进行相应的控制, 不仅需要设定导墙的板桩控制位置, 还应根据一定的现场土层施工情况进行实施, 将导墙断面做成“┘└”型。在施工过程中先用挖土机开挖, 后进行人工沟槽的修整, 绑扎钢筋的模板一定要控制好工序的质量, 确保满足工程的综合施工要求之后, 再进行混凝土的浇筑。

混凝土达到一定的强度后, 开始模板工程的实施, 同时每隔一定的距离在导墙内侧墙面使用10 cm×10 cm的木方上下对撑, 来防止导墙两侧的墙体变形, 以及影响成槽机的施工。

2.2 路基施工控制

为了使路基的承载力能够满足施工需求, 根据施工现场的情况进行相应的控制, 将防渗墙的中心线向内侧进行有效地实施, 道路表面保持平整, 满足成槽机的施工要求, 针对导墙的另一侧的施工状况同样需要一定的汽车运输板桩和50 t履带吊车的行走和起吊板桩。

2.3 成槽的泥浆配制

2.3.1 泥浆配合比

根据本工程为砂性土层, 采用膨润土泥浆, 具体泥浆配合比根据试验槽段及实际情况进行调整。制备泥浆的性能指标如表1:

2.3.2 泥浆制备

泥浆搅拌采用高速回转式制浆机。制浆顺序为:水→膨润土→CMC→纯碱。

具体配制:先配制CMC溶液静置5 h, 按配合比在搅拌筒内加水, 加膨润土, 搅拌3 min后, 再加入CMC溶液。搅拌10 min, 再加入纯碱, 搅拌均匀后, 放入储浆池内, 待24 h后, 膨润土颗粒充分水化膨胀, 泵入循环池备用。

2.3.3 泥浆循环

在挖槽过程中, 泥浆主要是由循环池来注入开挖槽段的, 边开挖边注入, 保持泥浆液面的综合调控, 在成槽过程中, 采取泵吸反循环, 泥浆主要是由泵抽入到槽中, 槽内的泥浆抽到沉淀池, 以物理处理后, 返回循环池。板桩插埋的控制中, 上部泥浆利用泥浆泵抽返沉淀池, 以便二次利用。

2.4 成槽的质量控制

当导槽充满泥浆时, 必须要进行挖土成槽的施工工序, 在施工中不仅需要采用先两侧后中间的抓法成槽, 每次开挖的长度主要控制在10根板桩的长度控制上, 大约6 m多长, 并在成槽的过程中, 严格控制成槽的垂直度以及平面位置, 并仔细地观察垂直度情况, 任何一个轴线出现超偏差允许值时, 立刻进行纠偏。同时利用挖机及时地进行处理, 以利于挖槽机的甩土, 并密切关注成槽的过程, 发现问题及时解决。

3 结语

地下连续墙的工程施工质量调控不仅需要针对施工的特点进行质量的调控, 还需要依据一定的标准来实行相应的调控, 最终保证整体的施工质量。在加强板桩质量控制上, 对成槽的要求做了一定的规范, 这样从根本上调控整体的控制标准, 保证工程的质量与安全。

参考文献

[1]陈长柏, 陈峰, 陈永德.板桩墙方案在险工段治理中的技术处理[J].治淮, 2006 (9) .

[2]许春虎, 陈永辉, 王新泉, 等.板桩加固护岸桩身受力现场试验研究[J].水运工程, 2012 (3) .

地下连续墙钢筋笼吊装设计篇2

1 工程概况

广济路站位于广济南路与干将西路丁字形交叉路口地下,为1号线和2号线的换乘车站。车站由1号线,2号线,北联络线及控制中心等四部分组成,其中,1号线车站为东西向,有效站台中心里程为右DK10+361,设计起终点分界里程分别为DK10+146.8,右DK10+459,1号线结构外包全长315.2 m,标准段外包宽度32.4 m;2号线车站为南北向,外包总长度113.9 m,外包总宽度24.7 m,1号线和2号线“T”形换乘;北联络线位于2号线北端,联络线长约168 m,为地下3层结构;控制中心位于1号线北侧,长约108 m,宽约60 m,为地下1层结构。

车站结合1,2号线的联络线设置,平面形状多变,1号线底板坐落在粉质黏土层上,车站一般段基坑深度在16 m左右,盾构井段深约17.7 m;2号线底板坐落在粉质黏土层上,标段基坑深度在22 m左右,盾构井段深约23.7 m。基坑宽度从15.25 m～41.2 m不等。基坑采用地下连续墙+内支撑的围护方案,其中1号线采用800 mm厚地下连续墙作为围护结构,2号线采用1 000 mm厚地下连续墙作为围护结构,内支撑体系采用混凝土支撑(局部采用钢支撑)。

2 钢筋笼吊装施工难点

车站基坑围护结构采用地下连续墙,墙体厚度分别有800 mm和1 000 mm两种。连续墙钢筋笼纵向长度有4种,即40.4 m(单幅总重32.657 t),31.4 m(单幅总重23.164 8 t),28.4 m(单幅总重23.133 t),24.73 m(单幅总重18.191 t),并有“—”“L” “Z”“+”等4种形式。可见,工程地下连续墙钢筋笼具有纵向长、质量重的特点。为确保连续墙的施工质量,设计要求每幅钢筋笼必

须整体吊装入槽。由此可见,地下连续墙钢筋笼的吊装安放施工主要面临两大难点:1)纵向长度大,质量重,对吊装机械要求高;2)在吊装过程中要求钢筋笼横、纵向都不得有过大变形,因此须加强钢筋笼的刚度。

3 吊装设计

针对以上难点,钢筋笼吊装设计的主要内容有:施工机械的选取、吊点位置设计、挠度验算、吊环与钢丝绳设计和笼体碰主臂验算等。在此选取最重的钢筋笼(长40.4 m,单幅重32.657 t)进行吊装施工设计。

3.1 施工机械的选取

根据以往地铁工程施工经验,计划采取双机抬吊“多点起吊、空中翻转、整体入槽”的吊装方案。吊装主机选用150 t履带吊车,副机选用80 t履带吊车。主吊机用18 m(起吊绳)+12 m(连接绳)长的钢丝绳,副吊机用20 m+12 m长的钢丝绳。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。

3.2 吊点位置设计

吊点位置设计是钢筋笼安全吊装的关键,根据类似工程的成功经验,本钢筋笼的吊点位置设置如下:

1)横向:设钢筋笼单幅宽度为L,吊点按0.207L,0.586L,0.207L位置为宜。2)纵向:钢筋笼纵向设置5处吊点(见图1)。

经计算可得,钢筋笼重心距笼顶距离为:

其中,M总为钢筋笼单根钢筋相对笼头力矩的总和汇总;G总为单根钢筋质量的总和汇总。

起吊时对钢筋笼列平衡方程,有:

${\begin{cases} 2 Τ^{'}_{1} + 2 Τ^{'}_{2} = 32.657 \\ 0.9 Τ^{'}_{1} + 13.4 Τ^{'}_{1} + 23.4 Τ^{'}_{2} + 30.9 \frac{Τ^{'}_{2}}{2} + 38.4 \frac{Τ^{'}_{2}}{2} = 32.657 \times 18.9 \end{cases} (2)$

其中,T′1,T′2分别为吊点处钢丝绳竖向拉力。

解之,可得T1′=7.72 t,T2′=8.609 t。

继而有T1=7.72/sin46°=10.732 t,T2= 8.609/sin56°=10.384 t,其中T1,T2分别为吊点处钢丝绳轴向拉力。

平抬钢筋笼时副吊起吊重量为2T′2=17.218 4 t。

副吊机在钢筋笼翻转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=20.7 t。

3.3 钢筋笼挠度

钢筋笼挠度计算取最不利情况进行检算,计算跨径为12.5 m。

斜杆长1.13 m,采用Φ20钢筋。按照长细杆计算可得斜杆能承受最大压力Fcr为:

$F_{c r} = \frac{π^{2} E Ι}{(μ l)^{2}} = 6.63$ kN (3)

斜杆决定桁架的强度,10 m长桁架水平钢筋的刚度可以忽略。桁架承受钢筋笼传递的荷载为均布荷载。桁架上所受力均根据吊点布置,桁架所能承受的最大力P可由下式求得:

4×6P/10-P×1=1.414/2×Fcr×4 (4)

解之,得P=12.85 kN。

桁架最大弯距Mmax=1.4P=18 kN·m。

由[σ]=Mmax/W,可得W=Mmax/[σ]=0.124 m3。

继而有I=1/2 h,W=0.057 m4。

作用在每根桁架钢筋重量为2.55 t,钢筋作用于3个点,每个点上压力为p=8.5 kN,利用叠加法可求得挠度ω为:

ω=p×4(3×102-4×42)/(48EI)-p×1×3×4/(16EI)=8.37 mm (5)

根据规范要求:[ω]=12.5/400=31.25 mm。

可见,ω<[ω],挠度满足要求。

3.4 吊环钢筋设计

主吊点全荷载吊环钢筋规格按下式选取。

Ag=K×G/(n×2×Rg)×sinα (6)

其中,Ag为吊环钢筋截面积,cm2;K=1.5;G重量=32 657 kg,α=90°;n为吊点系数,取5;Rg为钢筋,取1 250 kg/cm2。

代入相关数值,式(6)计算结果为:钢筋截面积Ag=4.9 cm2,钢筋直径D=2.5 cm。选取D=2.8 cm>2.5 cm,主副吊点吊钩相同,即均选取Φ28钢筋。

3.5 钢丝绳选取与验算

钢丝绳拟采用6×37+1,公称强度为1 550 MPa,安全系数K=6。经查《起重吊装常用数据手册》[2]钢丝绳数据表,可得:

1)主吊扁担上部钢丝绳验算。

钢丝绳在钢筋笼竖立起来时受力最大。

吊重:Q1=Q+G吊=32.657+1.5=34.157 t。

钢丝绳直径:39 mm,[T]=14.58 t。

钢丝绳:T=Q1/4sin41°=13.02 t<[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=32.657 t。

钢丝绳直径:32.5 mm,[T]=10.13 t;钢丝绳长度:18 m(起吊绳)+12 m(连接绳)。

钢丝绳:T=Q/4=32.657/4=8.164 t<[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=20.7 t。

钢丝绳直径:32.5 mm,[T]=10.13 t。

钢丝绳:T=Q1/4sin41°=7.889 t<[T],满足要求。

安全系数:K=[T]/T×3.5=4.5。

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=10.384 t。

钢丝绳直径:28 mm,[T]=7.61 t;钢丝绳长度:20 m+12 m。

钢丝绳:T=T2/2=5.192 t<[T],满足要求。

3.6 钢筋笼碰主臂验算

主吊选用150 t履带吊,其相关参数为:主臂长度55 m,角度77°,额定起重量47.6 t。

主吊吊臂长度验算:钢筋笼长度40.4 m,扁担下钢丝绳高度4.5 m,扁担上钢丝绳高度3.5 m,吊机吊钩卷上允许高度4.5 m,其他扁担高度约1.0 m,吊装余裕高度1.0 m,满足要求。

扁担碰吊臂验算:L=4.5+3.5=8 m>1.8×tg77°=7.8 m,满足要求。

钢筋笼回卷碰吊臂验算:L=4.5+3.5+4.5+1.0=13.5 m>3×tg77°=13 m,满足要求。

提升高度:4.5+3.5+4.5+1+40.4+1.0=54.9 m。

机高2.235 m,吊臂长度L≥(54.9-2.235)/sin77°=54 m,满足要求。

4 结语

实践证明,通过对地下连续墙钢筋笼吊装的施工设计,钢筋笼的吊装安放过程进行得十分顺利,有效地控制了钢筋笼的变形,确保了钢筋笼在槽坑内的准确就位,施工质量达到设计、规范要求。

摘要：针对地下连续墙施工中所面临的墙体钢筋笼吊装设计问题,在简要分析了墙体钢筋笼吊装施工难点的基础上,重点就起吊吊点位置设计、钢筋笼挠度验算、吊环与钢丝绳设计、笼体碰主臂验算等进行了详细阐述,实践证明设计是成功的。

关键词：地下连续墙,钢筋笼,吊装

参考文献

[1]林宗元.岩土工程治理手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1993.

[2]杨文渊.起重吊装常用数据手册[M].北京:人民交通出版社,2002.

钢筋砼连续墙篇3

关键词：枢纽工程,地下连续墙,施工工艺,质量控制

1 工程概况

新沭河治理三洋港枢纽位于江苏省连云港市郊临洪闸口,主要建筑物包括:挡海外侧潮闸工程、排水闸工程及上、下游泓道开挖工程等。本工程按新沭河50年一遇行洪标准进行设计,其设计流量6 400 m3/s;该工程为Ⅰ等大(1)型工程,主要建筑物为1级建筑物。挡潮闸闸室每孔净宽为15 m,共计33孔,总净宽495 m。闸室采用钢筋混凝土开敞式结构,沉井基础,二孔一联整体式底板;闸室顺水流方向长19 m;闸墩顶高程7.0 m,中墩厚2.2 m,缝墩及边墩厚1.45 m。岸墙采用钢筋混凝土箱涵基础结构,下游侧设桥头堡,上、下游各段翼墙根据其所处位置及挡土高度不同,分别采用钢筋混凝土空箱式、扶壁式及悬臂式结构。本枢纽工程中岸墙下及各段翼墙与铺盖、护底或消力池之间采用45 cm厚地下连续墙进行防渗。

2 水文和工程地质条件

2.1 水文地质条件

工程区地下水、河水的pH值为7.24～8.51,呈弱碱性,地下水对普通水泥有结晶类强腐蚀性;河水及地下水对抗硫酸盐水泥不具有腐蚀性(SO $_{4}^{2 -}$ <3 000 mg/L);场区河水及地下水对钢结构具有中等腐蚀性。

2.2 工程地质条件

根据地质勘察资料:工程场区位于新沭河临海口,地貌分区属新沭丘陵前缘带状平原区,地貌形态属第四纪滨海相沉积而形成的海滨滩涂,地下水位变化大。闸址区新沭河两堤间距约1.5 km,河道主槽呈“S”形弯曲,上口宽约150 m～200 m。

3 施工总体流程

施工工艺流程见图1。

4 施工工艺

4.1 导墙施工

导墙施工顺序为:平整场地→测量定位→挖槽→绑扎钢筋→支立模板→浇灌混凝土→拆模→设模支撑。

1)平面定位。

根据设计图纸测放地连墙轴线控制点,再根据地连墙轴线控制点测放导墙施工控制线,导墙施工时严格按照控制点施工,最后在施工好的导墙上用红漆标识出地下连续墙的槽段编号,以确保地下连续墙平面定位精度达到设计要求。

2)导墙结构与施工。

作业面场地整平及地下水降至作业面以下1.0 m～2.0 m后,进行导墙施工。导墙墙顶比设计地连墙顶高程高0.5 m,以便控制浮浆。导墙断面做成“╗╔”型。该形状的优点是:施工方便,开挖量小,可利用土模,使用时较为稳定,不易产生沉降变形。导墙结构图见图2。

4.2 分段标志

根据设计施工图纸的要求进行槽段划分,同时编上槽段号,并用红漆在导墙顶面做上标记。用DSZ3水准仪测得墙顶高程,以控制挖槽时的槽深,作为钢管隔离桩、安置钢筋笼、浇筑混凝土的高程控制。

4.3 泥浆配制

泥浆主要是在挖槽过程中起护壁作用,其质量好坏直接影响到地连墙的质量与安全。

4.3.1 泥浆选料

主要采用原土制浆,适当配制膨润土泥浆。制备的泥浆满足规范要求。

4.3.2 泥浆制备

按要求在泥浆搅拌机加水及粘土料,不断搅拌至稠浆,并检测其各项性能指标是否达到规范要求。

4.3.3 泥浆循环

1)在挖槽过程中,泥浆由循环池注入开挖槽段,边开挖边注入,保持泥浆液面距离导墙顶面不小于0.2 m,并高于地下水位1 m以上;2)成槽过程中,采用泵吸反循环,泥浆由循环池泵入槽内,槽内泥浆抽到沉淀池,经处理后,返回循环池;3)混凝土灌注过程中,上部泥浆返回沉淀池,而混凝土顶面以上4 m内的泥浆排到废浆池,原则上废弃不用。

4.4 成槽

当导槽内充满泥浆时,进行挖土成槽,采用先两侧后中间抓土法成槽。在成槽过程中,严格控制抓斗的垂直度及平面位置。间隔法施工顺序见图3。

4.5 清孔换浆

成槽结束后,用抓斗抓起槽底余土及沉渣,然后用泵举反循环吸取孔底沉渣,清除已浇墙段混凝土接头处的凝胶物。

4.6 槽段接头清刷

用吊车吊住刷壁器对槽段接头混凝土壁进行上下刷动,以清除混凝土壁上的杂物,以保证混凝土搭接处连接牢靠。

4.7 隔离桩设置

采用间隔法施工程序,在先施工的每个槽段两端设置钢管隔离桩,桩长比墙长高出500 cm。槽段接头采用钢管隔离桩,在完成槽段挖土后将钢管隔离桩吊放至槽段的一端,浇筑混凝土后初凝前转动隔离桩,施工相邻槽段时拔出隔离桩。

4.8 钢筋笼安置

钢筋笼采取整体吊放,用钢尺量距精确定位,对准槽段中心垂直、匀速、缓缓下放至设计深度,不人为加压或采用自由坠落状使其下沉。放置过程中钢筋笼受到阻力时,不强行入槽,分析原因,并采取措施,必要时提出钢筋笼进行清槽,重新放置。之后做好固位工作,固定好的钢筋笼为自由垂体,且与前后的土体间距基本相等,使钢筋笼固定牢靠,不发生移位,尤其防止在浇筑混凝土时发生上浮、偏位移动。

4.9 二次清孔

钢筋笼安放完成后,采用空压机气举法进行二次清孔,清孔到位标准为:刷洗槽段接头混凝土孔壁的泥皮的刷子钻头上不再带有泥屑及槽底淤积层厚不再增加。

4.10 墙体混凝土浇筑

墙体混凝土采用高性能混凝土浇筑,其配合比指标如下:坍落度18 cm～22 cm,混凝土扩展度36 cm～44 cm,含砂率40%～45%,单位胶凝材料用量450 kg/m3,水胶比0.435,高性能外加剂4.5 kg。

混凝土浇筑采用双导管法进行,导管下设时,导管底端距槽底不大于50 cm;导管距孔端控制间距不大于1.5 m,两套导管间距不大于3 m。首盘混凝土灌注前,其漏斗口门用相应直径的塑料球封堵,确保首盘混凝土灌注与孔内泥浆有效隔离,保证混凝土的浇筑质量。混凝土直接泵送至浇筑漏斗架中,再由浇筑漏斗架同步分两路,分流至各浇筑料斗中。浇筑过程中控制导管下口插入混凝土深度为1.5 m～5 m。

5关键工序质量控制措施

5.1导墙及施工路基

地下连续墙中心线要求定位准确,导墙垂直度及净距离满足设计要求;施工路基满足成槽机、吊车及混凝土罐车行走的宽度及承载力的要求。

5.2成槽

地下连续墙施工的中心环节是槽段开挖,也是保证工程质量的关键工作。防止槽段坍塌的控制措施如下:

1)控制机械操作:要平稳操作成槽机械,不能猛起猛落,防止槽内形成负压区,产生槽坍;2)强化泥浆工艺:保持好槽内泥浆高度,并高于地下水位1 m以上;3)尽量减小槽口边静、动荷载的作用,减轻地表荷载;4)成槽过程中注意对垂直度、泥浆比重等指标的测控,注意观察成槽施工时的泥浆损耗量,及时补充泥浆,控制浆液面在槽口以下30 cm,以保证槽壁的稳定;5)缩短裸槽时间:抓好工序间的衔接,使成槽至浇灌完混凝土时间控制在24 h以内;6)吊放钢筋笼时,垂直吊入槽内,以防捣插槽壁引起坍塌。

5.3接缝

在槽段成槽施工中,槽端部应保持垂直,并对已完成的槽段混凝土凹槽接头处,用吊车吊着带有钢丝接头刷进行上下刷洗,将先前施工好的墙体接头凹槽中附着的泥土刷洗干净,以保证接头处混凝土连接紧密。

5.4防止混凝土冷缝出现

浇筑混凝土时采用内径250 mm的导管,导管离槽端两端接头处一般不超过1.5 m,两导管间距不大于3.5 m,选择合适的混凝土配合比,浇筑时严防断浇,确保墙体的浇筑质量。

6成墙效果

墙体施工结束后,请独立第三方水利工程质量检测单位使用地质雷达对岸墙下及各段翼墙与铺盖、护底和消力池下地下连续墙连续性和均匀性进行了抽检,在防渗墙顶部中间轴线位置布置地质雷达测线3条。

探测结果显示,雷达波同相轴连续,未见明显缺陷特征,表明检测部位防渗墙墙体总体连续、完整,未发现存在空洞现象。

7结语

实践证明,本工程所采用的钢筋混凝土地下连续墙施工工艺适用于沿海复杂地质条件下防渗施工,同时可有效地保持挖掘面的稳定,可以为类似海工建筑物防渗施工积累经验。

参考文献

[1]徐东强,封国强.地下连续墙施工技术应用研究[D].天津:河北工业大学,2007.

[2]张加俭,马丹.地下连续墙的设计与施工[J].长春工程学院学报(自然科学版),2006(4):37-38.

[3]万明超,张桂芳.地下连续墙施工中常见问题的分析与处理[J].科技传播,2011(8):60-61,65.

钢筋砼连续墙篇4

1 南塔项目工程概况

南塔项目基坑连续墙钢筋笼最大长度为37.95m, 最大笼重为38.03t。钢筋笼相对较长、较重。作业场地方面, 施工现场采用300mm C30混凝土进行硬地化。

2 钢筋笼吊装施工安全控制

本工程结合项目实际, 考虑到钢筋笼的实际长度、重量以及现场作业环境的情况, 为确保起重吊装安全, 防止起吊过程事故的发生, 本工程采用了双机侧位起吊法。既是主吊和副吊置于钢筋笼同一侧, 通过两者相向转动, 逐渐实现钢筋笼的直立。然后由主吊完成钢筋笼下放工作。

2.1 双吊机的选型

(1) 主吊选型。在本工程的吊机选型时, 主要考虑了以下的参数要求:钢筋笼最大长度37.95m, 最大起吊荷载38.03t。主吊设备选型主要考虑钢筋笼升至竖直状态时吊机的工作角度不应大于80°, 钢筋笼重量完全由主吊承担, 且钢筋笼与起重臂最小间距大于500mm、钢筋笼底部离地面500mm。按以上条件进行验算与按比例绘图分析, 不难发现当起重臂长为59m、工作半径18m时, 吊机顶端至地面高度约58m, 可满足37.95m钢筋笼起重高度。起重臂截面高度2240mm, 当钢筋笼底部离地面500mm时, 钢筋笼顶部工字钢边缘与起重臂最小间距为1112mm, 大于500mm, 满足要求。同时, 在此种情况下, 起重臂仰角为72°, 小于最大工作角度80°。综上所述, 本工程选用QUY200履带式起重机作为主吊。该起重机起重臂长为59m、工作半径18m时, 允许起吊能力43.1t, 大于最大起吊荷载38.03t。同时, 主吊在钢筋笼吊装过程中, 还起着转运的作用。因此, 参考相应的规范:行驶时载重不超过极限起吊能力的70%进行验算;当主吊在吊起钢筋笼移机行驶时, 起重臂长59m, 工作半径取14m时, 起重臂仰角76°, 极限起吊能力为59.2t。极限起吊能力70%为:59.2×70%=41.44t。由公式可知, 极限起吊能力70%为41.44t, 大于南塔地下连续墙钢筋笼最大起吊荷载38.03t, 满足要求。

(2) 副吊选型。在副吊的选择方面, 参考以下要求进行选择:翻身吊 (钢筋笼从水平状态转为竖直状态) 时, 要求起吊荷载不得超过两台起重机在翻身吊工况下允许起吊能力总和的75%;两吊机中的任何一单机的起吊荷载都不得超过该机允许起吊能力的80%。按上述要求, 副吊起重设备选型考虑承担所分配的起吊荷载。南塔地下连续墙钢筋笼最大起吊荷载为38.03t, 依据图1, 根据弯矩平衡公式, 计算副吊分配起吊荷载为:

副吊采用QUY80履带式起重机主臂起重, 当起重臂长为25m、工作半径9m时, 起重臂仰角为69°, 小于最大工作角度80°, 允许起吊能力26.2t。80%×26.2=20.96t>17.0t;副吊采用QUY80履带式起重机满足要求。

2.2 吊装作业过程控制

开始起吊时, 由起重指挥负责发布起吊命令, 两台吊机同时作业, 缓慢抬起钢筋网片。当钢筋笼吊离地面100~300mm时, 进行下列检查:起重机的稳定性、制动器的可靠性、重物的平稳性、绑扎的牢固性、有无杂物附着在钢筋网片上。确认无误后方可继续作业。

主吊、副吊同时相向缓慢转动, 主吊逐渐提升钢筋网片, 副吊机配合主吊机动作, 将钢筋网片从两台吊机平吊状态转换成主吊竖直吊起状态。在此过程中, 主吊起重铁扁担慢慢地滑向至钢筋网片顶端上方, 主吊机的吊力将随之慢慢增加至钢筋网片的全部重量 (包括吊具的重量) , 副吊机的吊力将随之慢慢减小至零。整个作业过程中, 注意以下问题: (1) 主吊和副吊动作要统一协调、相互配合, 完成一个动作后再进行下一个动作, 不宜两个动作同时进行; (2) 钢筋网片竖直吊起后, 副吊不再参与吊放, 需及时解开副吊起重铁扁担; (3) 主吊起重臂角度调整为76°, 负载行驶; (4) 钢筋笼对准槽段划分线, 缓缓下笼; (5) 钢筋笼下放过程中, 适时调整起吊受力点, 将中部的吊点移至钢筋笼顶部; (6) 钢筋笼下放到位后, 用14#槽钢穿过吊筋搁置在导墙上固定。通过控制吊筋长度来控制笼顶标高和预埋件的位置。

2.3 吊装作业其他注意事项

做好了吊机的选型, 吊装作业过程的程序控制工作之外, 还应注意以下问题: (1) 超过30T起重物的钢筋笼作业, 注意按超过一定规模的危险性较大工程的相关要求做好起吊专项方案以及专家论证工作; (2) 确保起重司机、司索指挥持证上岗; (3) 做好作业人员的三级教育与安全技术交底以及技术交底工作; (4) 设置起重吊装作业警戒区, 作业区范围内无关人员严禁入内; (5) 起吊钢筋笼前, 钢筋笼应用钢丝绳绑扎平稳、牢固; (6) 左右回转动作要平稳, 回转未停稳前不得作反向动作; (7) 若钢筋笼有晃动时, 须用事先绑好的拉绳加以控制; (8) 风力达六级以上时, 严禁进行吊装作业。

3 结语

通过以上的分析, 不难看出, 钢筋笼吊装作业过程, 是一个全过程动态管理控制的过程。一方面, 要做好精细的验算, 选择合适的起重机机型;另一方面, 在施工过程中, 注意做好全面的控制与现场施工管理。只有从开始策划到实际施工, 一步步认真地、按要求地贯彻与落实好安全技术措施, 才能有效地减低发生吊装事故的概率, 确保吊装施工的正常进行。

参考文献

[1]郑建民, 胡德喜, 赵明时.超大地下连续墙钢筋笼的整体吊装方案[J].港工技术, 2012, 49 (6) :57-59.

[2]朱永伟.地下连续墙钢筋笼吊装施工技术[J].土工基础, 2012, 26 (2) :28-30.

钢筋砼连续墙篇5

地下连续墙具有刚度大、整体性强、位移控制效果及抗渗性能好等优点, 作为轨道交通车站施工的支护方法被大量采用[1,2,3]。钢筋笼的吊装是地下连续墙的施工中的一个非常关键的环节。由于连续墙钢筋笼宽度和高度较大及城市施工中场地有限, 特别是超长钢筋笼为柔性体、刚度较小、重心难控制, 整体吊装时如果起吊设备选择不合理、吊点位置计算不准确, 使钢筋笼产生较大挠曲变形、焊缝开裂, 整体结构散架, 轻者无法起吊, 严重时会造成事故。

本文基于对起吊能力、钢筋笼与起吊扁担梁关键构件的受力分析及地基承载力验算, 成功地整体吊装了广珠城际珠机延长线金融岛站的超长超重钢筋笼, 解决了超长钢筋笼整体吊装时如何设置起吊点和在其吊装过程中控制笼体的最大挠度以防笼体焊点开焊甚至笼体解体等工程难题, 可供类似工程借鉴。

2 工程概况

珠海市区至珠海机场城际轨道交通工程拱北至横琴段金融岛站位于珠海市横琴岛经济开发区, 前接横琴隧道十金盾构区间, 后接横琴隧道金横区间, 车站中心距南海边约160m, 车站站台中心里程DK9+620, 车站基坑开挖范围DK9+499~DK9+753, 车站主体基坑选用地下连续墙+内支撑的支护形式, 地下连续墙厚度为1200mm, 地连墙两侧设Φ850@600mm搅拌桩护壁, 地下连续墙结构形式为“一”及“L”型。金融岛站地下连续墙最长钢筋笼长56.0m, 幅宽最宽6m, 最重的钢筋笼约66t (含两侧工字钢板) , 见图1。

钢筋笼纵向设置6个吊点、横向设4个吊点, 共有24个吊点。扁担梁采用Q235钢材, 容许弯曲应力140MPa, 容许剪应力80MPa, 端部承压容许应力80MPa;[16截面模量Wx=108cm3。钢丝绳采用6×37+1, 公称强度为1850MPa, 安全系数K取6。扁担梁上部钢丝绳取单股直径60.5mm, 下部取单股直径30mm。各段钢丝绳计算长度为:扁担上部M0=5m, 共计2根;扁担下部:MZS=30m, 共计4根 (主吊上部) ;MZX=20m, 共计4根 (主吊下部) ;MFS=24m, 共计4根 (副吊) 。钢筋笼搁置扁担采用I20b, 每根长2m, 主吊选用中联重科QUY350型350t履带吊主臂长72m, 副吊选用KH850-3型150t履带吊主臂长45m。钢筋笼整体吊装 (24吊点) 最大尺寸:长×宽×厚为56m×5m×1.2m。重66t (含地下连续墙接头工字钢) 。

3 起吊能力分析及起吊吨位确定

3.1 主吊起吊能力分析

主吊受力最大值 (仅需验算56m钢筋笼吊装主吊单独受力时) 为660k N, 吊具重量2.5t (已含吊钩重量) , 按11m工作半径, 拔杆长度72m计算, 履带吊机吊装负载比为:

主吊350t履带吊满足《建筑机械使用安全技术规程》 (JGJ 33-2012) 第4.2.11条“履带吊短途负载行驶时, 不得超过允许起重量总和的70%”的要求。

3.2 副吊起吊能力分析

副吊受力最大值 (钢筋笼旋转角度为89°时) 为475.2k N, 吊具重量1.5t (已含吊钩重量) , 150t副吊按10m工作半径, 拔杆长度45m计算, 履带吊机吊装负载比为:

副吊150t满足《建筑机械使用安全技术规程》 (JGJ33-2012) 第4.2.9条“采用双机台吊作业时, 单机的起吊载荷不得超过允许载荷的80%”的要求。

3.3 履带吊主吊主臂长度确定

计算主吊机垂直高度时, 不仅要考虑主吊臂架起吊时最大仰角α=75° (350t履带吊最大仰角80°) 钢筋笼的最大尺寸、重量, 而且要考虑钢筋笼吊起后能旋转180°, 且不碰撞主吊臂架, 要满足BC距离≥3.5m的条件 (见图1) 。由于加工制作的吊具尺寸为h1=2.2m, h0=0.56m, BC=3.5m。经计算, AC=BC·tan75°=13.1m;h2=AC-h1-b-h0=7.8m;H=h1+h2+h3+h4+h0=67.06m。

其中:

b———起重滑轮组定滑轮到吊钩中心距离, b=2m;

h0———起吊扁担净高;

h1———扁担吊索钢丝绳高度;

h2——钢筋笼吊索高度;

h3———钢筋笼长度;

h4———起吊时钢筋笼距地面高度, h4=0.5m;

主吊机起重臂长度L;

C为起重臂下轴距地面的高度2m。

经验算:L= (H+b-C) /sinα=69.43 (m) <72m, 350t履带吊配72m主臂满足要求。

3.4 履带吊稳定性验算

当考虑吊装荷载及附加荷载时, 履带吊稳定安全系数按下式计算:

式中:

Q———起重荷载 (包括构件及索具重量) 为 (660+25) k N;

Q1———配重为1250k N;

Q0———履带吊压重500k N;

l———起重半径, 为11m;

l1———配重到转轴的距离, 为7.18m;

l0———压重到转轴的距离, 为1.5m;

MF———风载引起的倾覆力矩。考虑6级以上风时, 不能进行高空安装作业, 而6级以下风对起重机影响较小, 可不计风载力矩的影响。

经计算知:K1=1.29>1.15, 350t履带吊稳定性满足要求。

4 钢筋笼及起吊扁担梁受力分析

4.1 钢筋笼内力及变形验算

由于钢筋笼起吊时, 吊点均设置在桁架上, 钢筋重量按均布荷载考虑, 钢筋自重在吊装过程中由钢筋笼纵、横向桁架承受。根据4.1.1计算, 可知47m钢筋笼在水平夹角α为20°时, 为钢筋笼内力最大角度;56m钢筋笼在水平夹角α为9°时, 为钢筋笼内力最大角度。利用midas建立56m钢筋笼α为0°和9°时受力模型, 起吊点按活动较支座考虑。

钢筋笼水平夹角为0°时, 钢筋笼所受的最大应力为σ=156.7 MPa<[σ]=360MPa (《混凝土结构设计规范》中HPB400钢筋抗拉强度设计值为360MPa) , 内力满足要求。钢筋笼的最大挠度为f=22.6mm<[f]=56000/400=140mm (《钢结构设计规范》中的容许挠度[f]=L/400) , 挠度满足要求。

钢筋笼水平夹角为9°时, 钢筋笼所受的最大应力为σ=159MPa<[σ]=360MPa, 内力满足要求。钢筋笼的最大挠度为f=22.3mm<[f]=56000/400=140mm, 挠度满足要求。

4.2 起吊扁担梁验算

扁担采用50mm厚Q235钢板, 采用δ=50mm钢板加工成尺寸为:4500mm×700mm, 将[16槽钢与钢板焊接, 截面模量W=2829333mm3。

4.2.1 扁担梁强度验算

起吊时扁担梁抗弯强度按下式验算:

式中:

σ———计算弯曲应力;

[σ]———钢材强度极限值, 取值140MPa;

Wji———截面模量;

Mmax———扁担所受最大弯矩。

经计算吊装时, 扁担最大弯矩M=82.5k N·m, σ=29.2MPa, 扁担梁截面强度满足要求。

扁担梁抗剪强度按下式验算:

式中:

τ———计算剪应力;

[τ]———钢材容许剪应力, 取值115MPa;

V———构件孔位受剪力;

d———钢板计算厚度 (每侧孔壁贴10mm钢板, 故δ=70mm) ;

h———钢板计算高度 (孔壁高度d=100mm) 。

取钢扁担上部孔位作为最不利情况进行抗剪验算。经计算吊装时, τ=108.8MPa<[τ]=115MPa, 扁担抗剪能满足承载力要求。

4.2.2 钢丝绳强度验算

钢丝绳采用6×37+1, 公称强度为1850MPa, 安全系数K取7。

⑴主扁担上部钢丝绳验算

主吊扁担上部钢丝绳在钢筋笼竖立起来时受力最大, 副吊扁担上钢丝绳的受力没有主吊大, 只需验算主吊边上部钢丝绳即可。

吊重:Q1=Q+G主吊=66t+2.5t=68.5t;单股钢丝绳直径:60.5mm, [T]=43.99t;钢丝绳长度:5m (起吊绳) , 吊点间距2.5m。

钢丝绳:t<[T]=43.99t。

扁担上部采用6×37+1, 公称强度为1850MPa直径为60.5mm钢丝绳满足要求。

⑵扁担下部钢丝绳验算

扁担下部钢丝绳受力验算模型为主吊扁担下钢丝绳, 最大受力值为660k N (钢筋笼竖直时) , 即66吨, 分配在8个吊点上。

钢丝绳直径:30mm, [T]=11t;钢丝绳:T=Q/8=66/8=8.25t<[T]=11t, 满足要求。

扁担下部采用6×37+1, 公称强度为1850MPa直径为30mm钢丝绳满足要求。

4.2.3 吊攀验算

当钢筋笼下放到最后一道两个吊点 (吊攀) 的时候, 每个吊攀需承受16.5t=165k N。

每个吊攀承受剪力为>165k N;满足综上可知, 本工程钢筋笼吊攀钢筋取20mm厚的Q235钢板 (500×300mm) 。

4.2.4 吊点验算

⑴吊点受拉验算

吊点采用Φ32圆钢 (据《混凝土结构设计规范》表4.2.3-1 HPB300钢筋抗拉强度设计值为270N/mm2) , 圆钢吊点起吊最大受力情况为:

起吊时12个吊点同时受力, 在翻转的整个过程中, 钢筋笼下半部副吊吊点受力减小, 上半部主吊吊点受力增大, 最终为4个吊点受力, 每个吊点钢筋所承受的拉力为:66t÷4=16.5t=165k N<[f]=217.0368k N, 且吊点钢筋和钢筋笼主筋焊接在一起, 起吊时共同受力, 因此A型吊点钢筋强度满足起吊钢筋笼需要。

⑵吊点处焊缝抗剪强度计算

吊点处A型吊筋采用φ32 (HPB300) 圆钢与竖向桁架筋φ32 (HRB400) 进行单面搭接焊焊接, 焊缝长度为10d=320mm, hf=8mm焊接焊条采用E43型 (据《钢结构设计规范》表3.4.1-3焊缝的抗拉强度为160N/mm2=160MPa) 。

焊缝剪切面积:保守起见, 焊缝长度按8d计, 256mm;he=0.7hf=0.8×8=5.6mm。

吊点处焊缝抗剪强度只需考虑整幅钢筋笼竖起时, 主吊各吊点的受力满足要求即可。

各吊点吊重:Q/4=66/4=16.5t=165k N。

据《钢结构设计规范》公式7.1.2-1, , 满足钢筋笼吊装要求。

4.2.5 横担、卸扣及搁置扁担验算

搁置板每块的破坏剪力至少为fv=Asfy=250×20×80=400000N=400k N>165k N (4块横担各承受重量) 满足要求。 (据《铁路钢结构设计规范》表3.2.1fy=80MPa)

卸扣最大受力在钢筋笼完全竖起时, 主吊扁担上部选用高强卸扣, 55T:2只。

扁担下部选用8个25t卸扣, 卸扣受力计算:

25t、55t卸扣均满足要求。

钢筋笼搁置扁担按式 (4) 、式 (5) 验算。钢筋笼吊装入槽进行钢丝绳转换时, 需要在B型横担下方下穿I20b搁置扁担, 验算由搁置扁担承受整个钢筋笼重量时的搁置扁担强度。

经计算, 搁置扁担截面强度不控制、均满足要求。

5 地基承载力验算

5.1 地基表层承载力

根据集中受力情况和实际施工经验, 地面承受压力最大时为主吊吊着整幅连续墙钢筋笼行走时, 此时最大钢筋笼重量为66t, 吊车自重为280t, 吊具重量2.5t, 地面最大承重为F为66+2.5+280=348.5t=3485k N。

混凝土45°扩散计算单履带受力面积为S=9.26m×1.45m=13.42m2;地面单位负荷。履带吊行走范围内道路承载力不能小于130k Pa。

场内施工主便道采用C30混凝土硬化, 并布设了Φ16的钢筋网, C30钢筋混凝土抗压强度可以达到15000KPa, 基底经过堆载预压并在其上填筑三合土进行碾压、地基承载力不小于200k Pa基坑范围内施工临时通道路面为三合土路面, 基底经60T振动压路机压实, 承载力不低于200k Pa, 故地基表层满足承载力要求。

5.2 软弱下卧层验算承载力验算

场内软弱下卧层为淤泥质粉质黏土层, 由《金融岛车站工程地质勘察报告》可以知道地基容许承载力[σ2]=40k Pa。软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值faz地面至软弱下卧层顶面总深度d=8m。据《建筑地基基础设计规范》公式5.2.4, faz=fak+γm×d=192k Pa。上层土压缩模量Es1=40.000MPa;下层土压缩模量Es2=5.000MP。Es1/Es2=40.000/5.000=8.000, z/b=8/1.2=6.67。查《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002表5.2.7, 地基压力扩散角θ=28°。

计算相应于荷载效应标准组合时, 条形基础软弱下卧层顶面处附加压力值pz=b× (pk-pc) / (b+2×z×tanθ) =16.07k Pa。计算软弱下卧层顶面处土的自重压力值Pcz:Pcz=∑γi×ti=152k Pa。

当地基受力层范围内有软弱下卧层时, 按下式验算:

pz+Pcz=16.07+152=168.07<faz=192k Pa, 软弱下卧层承载力满足要求。

5.3 混凝土道路面层抗冲切承载力验算

验算公式如下:

式中:

βhp———受冲切承载力截面高度影响系数, 取βhp=1;

ft———混凝土轴心抗拉强度设计值, 取ft=1.43MPa;

am———冲切破坏锥体最不利一侧计算长度, 按式 (7) 计算;

ho———混凝土路面的有效高度, 取ho=0.3m;

Pj———最大压力设计值, 取Pj=130Kpa;

Fl———实际冲切承载力。