地下连续墙钢筋笼吊装专项施工方案.docx
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地下连续墙钢筋笼吊装专项施工方案
一、编制依据
1.1本工程的施工设计图纸和设计技术要求；
1.2本工程合同及勘察报告；
1.3施工规范及标准：
《海河教育园区站围护结构图纸》；
《天津市轨道交通地下工程质量安全风险控制指导书》（2009年4月）；
《钢筋焊接接头试验方法标准》（JGJ/T27-2014）；
《天津市地下铁道基坑工程施工技术规程》（DB29-143-2010）；
《建筑钢结构焊接技术规程》（GB50661-2011）；
《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）；
《钢结构设计标准规范》（GB50017-2017）；
《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）；
《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）；
《建筑施工起重吊装安全技术规范》（JGJ276-2012）；
《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）；
《大型起重机械设备安全管理规定》。
1.4与本工程有关的国家、行业及天津市技术标准、法律文件等。
二、工程概述及工程量汇总
2.1工程概述
6号线工程（梅林路站～咸水沽西站），线路正线总长14.35公里，9座车站目前名称为，渌水道站、双港站、景荷道站、景荔道站、天津大学北洋园校区站、海河教育园区站、南开大学津南校区站、和慧南路站、咸水沽西站。
海河教育区站位于同砚路与雅观路交口，车站主体沿同砚路设置。
车站东北象限为天津古海岸与湿地国家级自然保护区，西北象为天大护校河，西南及东南象限为绿地。
车站周边环境较简单、交通流量小。
本站有效站台中心里程为右CK43+590.048，设计起止里程为：
右CK43+505.748～右CK43+879.196，全长373.448m，车站纵向由小里程向大里程为2‰下坡，车站范围正线间距15.2m；岛式站台车站，有效站台宽度12m.车站主体结构标注段总宽度为21.1m；标注段为地下两层双柱三跨矩形框架结构，顶板覆土约3.19m，底板底埋深约16.73m。
本站共设三组风亭、四个出入口，A号出入口设在同砚路交口西北象限的绿地内，临近天大护校河；C号出入口、2号风道及3号风道设在同砚路与雅观路交口东南象限的绿地内，1号风道及B号出入口设在同砚路与雅观路交口西南象限的绿地内；D号出入口设在同砚路与雅观路交口东北象限的绿地内，其中A号出入口、C号出入口、D号出入口、1号风道及B号出入口、2号风道、3号风道均为地下单层，其中2/3号风道内置于主体。
2.2工程量汇总
表2.2-1海河教育园区站工程量汇总表
序号
位置
形状
墙型号
幅数
槽宽（m）
槽厚（m）
钢筋笼长度（m）
单幅设计方量（m3）
钢筋重量（t）
备注
1
小里程
一字型
D1-1
8
5.6
0.8
33.75
149.18
31.30
2
L型
DL1-1
2
4.9
0.8
33.75
130.54
21.09
3
L型
DL1-2
2
4.4
0.8
33.75
117.22
22.44
4
L型
DL1-3
2
6.9
0.8
33.75
183.82
37.08
5
标准段
一字型
B-1
40
6
0.8
29.75
140.64
24.93
最重
6
一字型
B-2
22
6
0.8
29.75
140.64
24.93
7
L型
BL-1
1
5.49
0.8
29.75
128.69
23.76
8
L型
BL-2
1
6.46
0.8
29.75
151.42
28.51
9
一字型8°
BX-1
2
6
0.8
29.75
140.64
24.93
10
一字型5°
BX-2
1
6
0.8
29.75
140.64
24.93
11
一字型2°
BX-3
1
6
0.8
29.75
140.64
24.93
12
一字型-3/3°
BX-4
2
6
0.8
29.75
140.64
24.93
13
一字型-1°
BX-5
3
6
0.8
29.75
140.64
24.93
14
一字型1°
BQX-1
15
6
0.8
29.75
140.64
24.93
15
一字型3/-3°
BQX-2
10
6
0.8
29.75
140.64
24.93
16
一字型5°
BQX-3
1
6
0.8
29.75
140.64
24.93
17
一字型6°
BQX-4
9
6
0.8
29.75
140.64
24.93
18
一字型6°
BQX-5
1
6
0.8
29.75
140.64
24.93
19
一字型-13°
BQX-6
1
6
0.8
29.75
140.64
24.93
20
一字型-6°
BQX-7
5
6
0.8
29.75
140.64
24.93
21
一字型
BQX-8
1
6
0.8
29.75
140.64
24.93
22
一字型-8°
BQX-9
2
6
0.8
29.75
140.64
24.93
23
大里程
一字型
D2-1
3
6
0.8
33.75
159.84
34.05
最重
24
一字型
D2-2
4
5.2
0.8
33.75
138.53
31.57
25
一字型
D2-3
4
5.6
0.8
33.75
149.18
33.86
26
L型
DL2-1
2
5.2
0.8
33.75
138.53
30.36
27
L型
DL2-2
2
4.4
0.8
33.75
117.22
26.14
28
L型
DL2-3
1
5.406
0.8
33.75
144.02
32.29
29
L型
DL2-4
1
6.614
0.8
33.75
176.20
34.59
30
扇型165°
DL2-5
1
6.713
0.8
33.75
178.83
35.29
31
合计
150
三、工程重、难点及对策
序号
工程重、难点
概述
对策
1
钢筋笼重
盾构段钢筋笼最重约34.05t；
盾构段主吊采用180t履带吊，副吊采用150t；
标准段钢筋笼最重约24.93t；
盾构段主吊采用150t履带吊，副吊采用80t；
2
钢筋笼长
盾构段笼长约33.75m；
采用10点吊法（主4点+副6点）；
标准段笼长约29.75m；
采用8点吊法（主4点+副4点）；
3
履带吊行走限制
180T履带吊自身荷载及起吊后荷载过大，尽量避免履带吊行走，减少吊装风险
选用180t履带吊作业半径控制在12m以内，尽量保证吊车少行走。
大型机械行走路面必经进行硬化，本工程基坑内除原有沥青路面外，其它全部采用C25混凝土硬化，内铺双层φ12mm@200mm钢筋网片。
机械不允许在槽边行走，若无法避免，将导墙用3:
7灰土分层压实填平，并铺30-40mm厚钢板。
4
大型设备管理
本工程最大选用吊车高度约49m
成立专门的设备管理机构，制定专门的使用制度，制定专项应急措施。
四、施工部署
4.1组织架构图
图4.1组织架构图
4.2施工现场平面布置图
海河教育园区站共有150幅地连墙，在基坑两侧各设置2个钢筋加工平台，工人分二组20小时施工，每组14人，每台设备以确保2幅/1天地下连续墙的施工进度。
4.3大型机械行走路线的规划
大型机械行走路面必经进行硬化，本工程基坑内除原有沥青路面外，其它全部采用C25混凝土硬化，内铺双层φ12mm@300mm钢筋网片。
1）对原市政道路内的地下管线动工前，在开工前对参建单位技术安全交底会，将各种管线的详细情况对施工班组作业人员作详细说明，并针对管线的保护措施进行交底。
施工工人、机械作业人员应服从工地管理人员的安排。
2）根据甲方已发放地下管线图采取可行措施在现场予以标注明示。
3）临近重要管线的部位施工时，亲自在现场指挥作业，做好日常巡查、监督和检查、验收工作，发现问题及时处理。
4）在施工现场内，所有管道上方均计划浇筑250mm厚C25砼，内设双层双向φ12圆钢，在管道井盖处加铺30-40mm厚钢板。
5）井口摆放安全标示牌，用围栏围护，以防被破坏。
4.4吊装机械配置
根据本工程钢筋笼的实际情况，结合以往施工经验及统筹考虑施工情况，盾构段地连墙吊装机械选用1台性能好、噪声小的QUY180t液压履带吊车做为主吊，1台性能好、噪声小的150t液压履带吊车做为副吊；标准段地连墙吊装机械选用1台性能好、噪声小的QUY150t液压履带吊车做为主吊，1台性能好、噪声小的80t液压履带吊车做为副吊。
严格执行交接班制度；机械设备在使用中不得超载作业，或随意扩大使用范围，严格按照机械使用说明书的规定条件使用；加强对施工设备的管、用、养、修动态管理；确保施工机械完好率85%以上。
五、盾构段地连墙最重钢筋笼吊装机械、
吊具的选型及吊装验算
5.1盾构段最重钢筋笼总起重量的确定（含吊索具）
本工程盾构段地连墙共32幅,成槽深度最深为：
35.0m，钢筋笼最长33.75m，采用锁口管接头；分别有“—”、“L”两种形式。
“一”字型钢筋笼，盾构段单幅最大重量约37.05t（钢筋笼重34.05t+钢筋笼吊装扁担、吊钩及钢丝绳索具3.0t）进行计算。
如表5-1所示。
主吊扁担、钢丝绳和吊筋的选择按照整体钢筋笼参数选取，副吊扁担及钢丝绳选择按照上部钢筋笼起吊时的受力状态及参数选取。
表5-1盾构段钢筋笼重量明细表
序号
名称
型号
间距
比重（kg/m）
长度小计（m）
根数
小计（kg）
1
背土面主筋
32
150
6.318
33.75
39
8316.068
2
背土面主筋
32
150
6.318
16
39
3942.432
3
临土面主筋
32
150
6.318
33.75
39
8316.068
4
临土面主筋
28
150
4.837
24
39
4527.432
5
水平筋
18
200
1.999
5.765
270
3111.543
5a
加密水平筋
18
100
1.999
5.765
122
1405.957
6
鱼尾筋
18
200
1.999
1.078
196
422.365
7
鱼头筋
18
200
1.999
1.078
196
422.365
8
导向筋
18
200
1.999
33.75
2
134.933
9
6排拉筋
20
400
2.468
1.285
498
1579.347
10
4道纵向桁架
22
803
2.986
1.045
168
524.222
11
横向桁架加强筋
25
5000
3.856
5.765
16
355.677
12
横向桁架筋
22
5000
2.986
0.951
48
136.305
设计钢筋小计（kg）
33194.714
1
穿杠位置“U”型筋
32
6.318
0.85
12
64.444
2
龙头加强筋
32
6.318
6
2
75.816
3
“几"字型吊点
32
6.318
2.26
8
114.229
4
笼头倒"C"型筋
32
6.318
1.3
4
32.854
5
吊筋
32
6.318
2.12
4
53.577
6
吊环
32
6.318
0.85
4
21.481
吊装措施筋小计（kg）
362.401
保护块
700*250*5
3000
6.869
72
494.550
总计（kg）
34051.665
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。
根据上述特点计算和以往地铁工程施工经验，我项目部采取双机抬吊10个吊点吊装、整体回直入槽的吊装方案。
主机选用型号180t履带吊车，副机选用150t履带吊车。
5.2盾构段主吊机垂直高度H确定及起重机臂长L计算
选择计算主吊机垂直高度时，不仅要考虑主吊臂架仰角（按75°计算）和钢筋笼的最大尺寸、重量，而且要考虑钢筋笼吊起后能旋转360°，且不碰撞主吊臂架（见图5.2），满足BC距离≥3m的条件。
由于加工制作的吊具尺寸为h1=3.0m，h0=0.5m，因此：
图5.2盾构段吊装示意图
AC=BC*tg75°=3*3.732=11.20m（BC=3m）；
h2=AC-h1-b-h0=11.2-3.0-5.3-0.5=2.4m；
所以H=h1+h0+h2+h3+h4=3.0+0.5+2.4+33.75+0.5=39.65m；
式中：
h1-扁担吊索钢丝绳高度（绳长3m）；
h0-起吊扁担净高；
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。
b-起重滑轮组定滑轮到吊钩中心距离，取5.7m。
5.3盾构段起重机选型确定
主、副吊机的选用，应根据被吊装钢筋笼的最大长度、重量、吊装高度、起重（回转）半径以及设备和施工现场环境等确定。
同时考虑双机配合抬吊过程中主、副吊的受力分配情况来选择合适的吊机。
起重量、起重高度和起重半径为选择计算起重型号的三个主要工作参数。
起重半径R、起重高度H、起重臂长度L以及臂杆倾角a相互之间的几何关系。
1、主吊的选择
根据180t履带吊车技术性能表（图5.3.1），选取主臂长47.0m，回转半径12m时，起重能力为67.6t，取大型起重机械的安全起重系数为0.7（《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012）。
67.6*0.7=47.32t＞37.05t，所以主吊臂长取47.0m，在安全起吊范围，满足起吊要求，故主吊选择180t履带吊车。
当起重机吊装行走时，取半径14m，起重能力为47.0t，根据《建筑机械使用安全技术规程》4.2.10条规定，当起重机如需带载行走时，荷载不得超过允许起重量的70%，及最大允许荷载为57.1*0.7=39.97＞37.05t，满足起吊行走要求。
当起吊角度为75°，垂直起吊高度=L*sin（75°）+C（起重臂下轴距地面高度）=47*sin（75°）+2=47.40m＞39.65m，所以满足起吊高度要求。
180t主吊机臂长47.0m，16m≥回转半径≥12m，水平吊装性能满足吊装要求。
图5.3.1QUY180t履带吊车性能参数单位：
t
2、副吊的选择
根据150t履带吊车技术性能表（图5.3.2），选取主臂长45.2m，回转半径10m时，起重能力为66.4t，取大型起重机械的安全起重系数为0.7（《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012）。
66.4*0.7=46.48t＞21.75t，所以副吊臂长取45.2m，在安全起吊范围，满足起吊要求，故副吊选择150t履带吊车。
图5.3.2QUY150t履带吊车性能参数单位：
t
综合考虑，最终选择QUY180型180t，12m≤R≤16m，履带式起重机履带吊车，QUY150t，10m≤R≤16m，钢筋笼吊放采用双机抬吊，空中回直。
以180t履带吊作为主吊，150t履带吊机作为副吊。
起吊时必须使两个吊车的吊钩中心与钢筋笼重心在同一平面内，保证起吊平衡。
图5.3.1盾构段钢筋笼吊装示意图
5.4盾构段钢筋笼吊点布置
5.4.1钢筋笼横向吊点设置
钢筋笼主吊吊点按照钢筋笼宽度布置2道，吊点按0.25L、0.4L、0.6L、0.85L位置为宜（实际施工过程中根据扁担的宽度适当调整）。
对于标准6m幅，吊点按1.5m+1.5m+1.5m+1.5m为宜。
图5.4.1钢筋笼吊装横向吊点图
图5.4.2钢筋笼横向受力弯矩图
+M=-M
其中：
+M=（1/2）qm2q—均布载荷
M—弯矩
因此，横向吊点位置布置为1.5m+3m+1.5m。
详见图5.4.1。
5.4.2钢筋笼纵向吊点设置：
钢筋笼纵向吊点按照钢筋笼长度设置5道。
主吊机设置2道，副吊机设置3道。
吊点布置如图所示。
5.4.3钢筋笼双机平吊时弯矩图
由正负弯矩相等时所受弯矩变形最小原理得：
+M=-M
其中：
+M=（1/2）qm2q—均布载荷
由正负弯矩相等时所受弯矩变形最小原理得：
+M=-M
其中：
+M=（1/2）qm2q—均布载荷
M—弯矩
因此选取b、c、d三点，钢筋笼起吊时弯矩最小，但实际吊装过程中a、b中心是主吊位置，c、d、e心为副吊位置，而ab距离的存在影响吊装钢筋笼。
根据实际吊装经验以及本设计院提供的技术数据，b需向a移动。
图5.4.4钢筋笼纵向吊点位置示意图
5.4.3“—”形槽段
本段地连墙钢筋笼吊装工程钢筋笼最长为33.75m，起吊重量约37.05t，考虑采用10点起吊，保证吊装安全及钢筋笼平吊过程中整体稳定性。
因为“—”形槽段重心在钢筋笼中心位置，吊点位置设置尽量使笼身各段受力均匀，使钢筋笼起吊时正、负弯矩最小。
5.4.4异形槽段
本车站地连墙异性幅只有一种“L”形式，故以“L”型钢筋笼进行计算，计算其重心及横向吊点。
L型钢筋笼重心坐标计算
图5.4.5为L型钢筋笼简图，在重心计算时将其分为两部分（两部分的重心点分别为A、B），由于L型钢筋笼拐角两侧的笼厚相等，因此图中笼厚为h。
图5.4.5L型钢筋笼重心位置计算简图（单位：
mm）
L型钢筋笼重心坐标G（X0，Y0）
SB=h×H，SA=L×h
Xb=1/2h，Xa=1/2L，Yb=1/2H+h，Ya=1/2h
代入数值后，X0=0.95m，Y0=0.88m
吊点坐标为：
A（2Xc—h/2，0）
B（2Xc—h/2，h）
C（h，2Yc—h/2）
D（0，2Yc—h/2）
计算后横向4个吊点坐标如下：
A（1.58，0）；B（1.58，0.66）；C（0.66，1.44）；D（0，1.44）
如下图：
图5.4.6L型钢筋笼吊点布置图
5.5盾构段钢筋笼受力分析
本小计方案按33.75m长,最重钢筋笼重量最大重量约37.05t（钢筋笼重34.05t+钢筋笼吊装扁担、吊钩及钢丝绳锁具3.0t），取37.5t进行计算。
钢筋笼起吊时看成均布荷载，经计算，则每米为1.098t，主吊a支点的受力为5.45m*1.098t=5.98t，b支点的受力为8.5m*1.098t=9.33t，则主吊机的水平起吊重量为：
5.98+9.33=15.31t。
副吊c支点的受力为7.5m*1.098t=8.24t，d支点的受力为7.0m*1.098t=7.69t,e支点的受力为5.3m*1.098t=5.82t,则副吊机的水平起吊重量为：
8.24+7.69+5.82=21.75t。
N主机=67.6t，Q吊重=15.31t，K主=67.6／15.31=4.42。
（注：
主机作业半径控制在16m以内）
N副机=66.4t，Q吊重=21.75t，K副=66.4／21.75=3.05。
（注：
副机作业半径控制在16m以内）
5.6盾构段钢筋笼吊点焊接及焊缝强度计算
钢筋要有出厂合格证，并经试验合格后才能使用。
主筋搭接采用机械连接，钢筋笼成型用点焊定位牢固，内部交点50﹪点焊，钢筋笼四周的纵向钢筋与水平分布筋必须满足100﹪，桁架筋采用双面焊。
吊点钢筋及吊点加强筋焊接均满焊。
焊接过程中挑选焊接技术水平高且稳定的电焊工作进行操作，施工时严格按照《钢筋焊接及验收规范》（JGJ18—2012）进行操作。
焊接钢筋笼桁架及吊点采用E43型焊条，其抗拉强度为500MPa；焊缝金属的抗剪强度为抗拉强度0.6倍，即500*0.6=300MPa。
焊接吊点的纵向桁架的主筋为直径32mm，28mm螺纹钢，吊点为直径32mm的圆钢，双面焊焊缝长度按5d计算为160mm，厚0.3d为9.6mm；共4条焊缝，
焊缝剪切面积：
4*160*9.6=6144mm2
单个焊缝抗剪能力为：
6144*300÷10÷6÷1000=30.72t>9.26t（37.05/4），满足要求。
5.7钢筋笼吊装加固
本工程钢筋笼采用整幅制作，整幅起吊入槽，为保证钢筋笼起吊时的刚度和强度，需对钢筋笼整体及吊点位置进行加强。
1）骨架筋加固
钢筋笼纵向桁架设置4道，纵向桁架采用Ф22钢筋，横向桁架设置8道，横向桁架钢筋采用Ф22钢筋。
2）钢筋笼吊点加强
为保证钢筋笼安全起吊，钢筋笼施工时需对吊点进行局部加强。
吊筋采用Ф32圆钢，对设置在钢筋笼内的吊点均需设置“U”字形加强筋，加强筋采用Ф32圆钢；对于钢筋笼顶2处主吊吊点及担杠点均采用“U”形Ф32圆钢进行加强，吊点上弧与主筋或加强筋禁止施焊，两下脚双面电弧焊加强，焊缝长度不小于10倍d，焊缝高度不小于0.5倍d；并对所有吊点上部的一根水平筋进行加粗，采用Ф28钢筋。
图5.7-1吊点立面图
图5.7-2吊点剖面图
图5.7-3吊环大样图
3）异型幅钢筋笼加固
对于拐角幅及特殊幅钢筋笼除设置纵、横向桁架和吊点之外，另要增设“人字”桁架和斜拉筋进行加强，以防钢筋笼在空中翻转角度时以生变形。
4）担杠点钢筋加固
此处钢筋共4处，用于下放钢筋笼过程中换绳用，担杠固定钢筋笼，位置大样图如下：
图5.7-4担杠点平面位置图
图5.7-5担杠点大样图
5）吊点焊接
钢筋笼吊点与主筋焊接采用单面焊，加强筋焊接采用双面焊，吊筋焊接采用双面焊。
5.8钢筋笼焊接和槽口焊接
钢筋来料要有质保书，并与实物进行核对，原材经试验合格后才能使用，焊接材料作好焊接试验，合格后才能投入使用。
主筋连接采用机械连接，钢筋笼定型采用点焊定位牢固，内部交点50％点焊，钢筋笼四周的纵向钢筋与水平筋需满足100％点焊，桁架筋采用双面焊，吊点钢筋及吊点加强筋焊接均为满焊，焊接过程中挑选焊接技术水平较高的电焊工进行操作，施工时严格按照《钢筋焊接及验收规范》进行操作。
图5.8-1吊点焊接示意图
5.9盾构段钢筋笼吊装验算
5.9.1钢丝绳、卸扣、滑轮的选用及强度验算
主吊机扁担上方使用2个55吨国际卸扣连接2根型号Φ56mm钢丝绳，扁担下方使用2个40吨卸扣连接2个40t滑轮，穿2根16m长钢丝绳，型号Φ41.5mm,最后与钢筋笼连接卸扣采用4个20t国际卸扣；
副吊机使用滑轮组合：
其中扁担上方使用2个50吨国际卸扣连接2根型号Φ47.5mm钢丝绳，扁担下方使用2个40吨卸扣连接2个40t滑轮,穿2根长度为16m，型号Φ42.5mm钢丝绳，使用2个35吨卸扣连接2个35
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