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摘要：为了更好的完成《地下连续墙钢筋笼吊装方案》的编制，从专家关注的问题、需要明确的关键点、施工管理的措施等三个方向出发，通过对设备选型、安全系数取值、各类重要环节的验算内容、施工配套措施、现场管控措施等五个关键点的阐述，从而将《吊装方案》的主体内容在项目策划安排方面、方案专家评审方面以及现场施工管控方面进行完善，使编制的《吊装方案》既能通过专家评审、又能经济合理可操作、还能便于现场实施管控。
关键词：超规模危大工程、钢筋笼吊装、设备选型、安全系数取值、参数验算
一、引言
地下连续墙钢筋笼吊装工序作为一项超过一定规模的危险性较大分部分项工程，是整个围护施工过程中风险最大的环节。针对该环节，各类规范及文件均提出了包含编制专项方案、组织专家评审、开展对参建各方的专项交底等较高的要求，以确保吊装施工的安全。
从施工方角度出发，为确保地下连续墙钢筋笼吊装施工的的技术合理、方案可行、安全受控，《地下连续墙钢筋笼吊装施工专项方案》的编制成为了整个环节的重中之重。
本文从设备选型、安全系数取值、各类重要环节验算等方面分别阐述，来谈一谈《地下连续墙钢筋笼吊装施工专项方案》的编制如何既能通过专家评审、又能经济合理可操作、还能便于现场实施管控的心得。
二、背景工程概况
本文依托工程的地下连续墙设计形式共有8种，厚度有1.0m、1.2m两种，接头形式有H型钢接头、十字钢板接头、锁口管接头三种，其中重量最大的钢筋笼厚度为1.08m、长度为62.7m、宽度为6m、接头形式为H型钢接头，首开幅在两侧附带H型钢接头的情况下，整体钢筋笼重量达81.9吨。吊装难度、吊装风险极大。
三、专家关注的问题
鉴于地下连续墙钢筋笼现场焊接的加工方式、双机抬吊的起吊形式以及施工现场相对简陋且复杂的施工条件，在方案评审中，专家对吊装方案主要关注的问题在以下几个方面：
1、设备选型是否合理可行；
2、选取的安全系数是否足够；
3、各类重要环节的验算；
4、施工配套措施；
5、现场管控措施。
故，方案的编制需要在经过精确计算各类参数、详细描述施工条件的情况下，阐述清楚以上内容。
四、需要明确的关键点
《地下连续墙钢筋笼吊装施工专项方案》的编制，首要是做好图纸内容的理解和计算，确定好各个类型地下连续墙的钢筋笼重量、长度、厚度等参数后才能根据各类型钢筋笼的具体情况确定方案。
1、设备选型
地下连续墙钢筋笼吊装一般采用双机抬吊的方式进行，需用的最主要设备即为履带吊，所以吊装方案的设备选型一般指的是履带吊的选取。由于采用双机抬吊形式吊装过程中，主吊在荷载最大的工况下需要承载整个钢筋笼加上主副吊吊索具的重量，而副吊荷载最大的工况下仅需要承载钢筋笼重量的70%加上副吊吊索具的重量，故履带吊选型首要考虑内容为主吊履带吊的吨位及把杆长度、回转半径，其次要考虑选型合理性及经济性。
履带吊吨位是首要考虑内容，把杆长度、回转半径是根据履带吊吨位的选取，参照其不同把杆长度、回转半径下的理论吊装重量，辅以安全系数的验算，来确定合适的参数。履带吊吨位的选取是以钢筋笼重量为基础的。作为一项超过一定规模的危险性较大分部分项工程，各类验算均应考虑最不利工况，故履带吊的选取需要满足单位工程中长度最长、重量最重的钢筋笼的吊装需求。
设备选型的合理性，是指考虑特定吨位履带吊的市场保有情况以确保满足施工需求，按照目前地下连续墙施工现状，履带吊基本以租赁为主，则市场保有量少的设备租赁难度也相对比较大，在施工期间是否有设备供应也是需要考虑的问题。
设备选型的经济性，则是指通过方案的优化，选取吨位更小、费用更低的设备，则租赁费用、配套设施费用等都将降低。
以本文背景工程为例，本工程吊装难度最大的钢筋笼，长度达62.7m、重量达81.9吨，按照常规吊装能力验算，需要选取500吨履带吊（标准配重、重型主臂工况），配备78m把杆、16m回转半径，方可在行走状态下（行走状态起吊量取额定起吊量的70%）满足该钢筋笼吊装需求。
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图1 500吨履带吊起重性能
但目前上海市场450吨及以上吨位的履带吊稀缺，租赁难度极大，故选取该类型履带吊将会给项目施工带来不可控因素。
另外，考虑本工程62.7m长钢筋笼分为43m长受力段+19.7m长隔水段，两段配筋差异较大，若采用分节吊装的方式，则43m长受力段钢筋笼（含两侧H型钢）最大重量仅有66吨（19.7m隔水段重量约15.9吨），按照常规吊装能力验算，选取350吨履带吊（标准配重、重型主臂工况），配备60m把杆、14m回转半径，即可在行走状态下（行走状态起吊量取额定起吊量的70%）满足该钢筋笼吊装需求。
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图2 350吨履带吊起重性能
且350吨履带吊市场保有量充足，租赁费用合理，施工现场配套的重型道路及钢板的规格也可相应降低，且行走速度、使用便捷性上均高于500吨履带吊。由于降低了吊装构件的重量，吊装风险也大大降低。
故，采用350吨履带吊+分节吊装的形式明显优于采用500吨履带吊+整体吊装的形式。
2、安全系数取值
地下连续墙钢筋笼吊装环节涉及的机械为履带吊，需要用到的吊索具构件包含钢丝绳、吊装扁担、搁置扁担、吊攀、滑轮、卸扣等各个构件，考虑到履带吊有行走状态、不行走状态等情况，钢丝绳有反复使用情况，吊攀基本为现场加工等情况，专家评审环节对该三项规定了较为保险的安全系数取值；具体如下：
1) 履带吊：不行走状态起吊量取额定起吊量的80%，行走状态起吊量取额定起吊量的额70%；
以本文背景工程为例，吊车起重量验算方式如下：
（1）吊车不行走状况下吊装钢筋笼
350t履带吊最大起重量：P1=105t×0.8=84t；
W总+索具吊钩=66+3+2=71t
即P1>W总+索具吊钩，满足要求。
（2）吊车行走状况下吊装钢筋笼
350t吊车允许起重量：P2=105×0.7=73.5t
W总+索具吊钩=66+3+2=71t
即P2>W总+索具吊钩，满足要求。
注：主吊扁担、钢丝绳及其他吊索具重量计取3吨，副吊扁担、钢丝绳及其他吊索具重量计取2吨。
2) 钢丝绳：一般采用的钢丝绳结构为6×37，换算系数取0.82，安全系数取8；
以本文背景工程为例，对主吊扁担上部钢丝绳的受力分析及验算如下：
选用双拼6×37规格的钢丝绳，单根长度约为5m，与扁担夹角α=70°，钢丝绳直径≥60.5mm，公称抗拉强度选用1700N/mm2。
钢丝绳破断拉力总和，Fg=2320kN（JGJ 276-2012 建筑施工起重吊装安全技术规范）
钢筋笼直立、主吊单独承受全部笼重时，单根钢丝绳所受最大拉力，单根钢丝绳最大受力：
F1=（W总+扁担索具）/（2×2sin70º）=（819+30+20）/（2×2×0.94）=231.1KN
钢丝绳允许拉力：S＝a×P/K＝0.82×2320/8=237.8kN＞F1=231.1KN，
故选用60.5mm钢丝绳满足要求。
3) 吊攀：安全系数取2。
以本文背景工程为例，对于焊缝强度的受力分析及验算如下：
焊缝长度为10d，按400mm计算，焊缝总长为800mm，焊缝高度10mm，HPB300钢焊缝的抗剪强度为吊点焊缝所能承受的理论抗剪力为：
[fv]＝800mm×10mm×160N/mm2×0.7＝896KN；
取安全系数为2，每个吊点钢筋焊缝所承受的最大剪力fv =819/4=204.75KN< [fv]/2=448KN，满足需要。
注：吊装钢筋采用φ40圆钢。
3、各类重要环节验算内容
为确保地下连续墙钢筋笼吊装施工的安全进行，在方案编制环节务必将吊装施工涉及到的方方面面均考虑到位并做好验算，对于吊装施工涉及的各个环节，需要验算的内容如下：
表1 吊装方案各类重要环节验算内容表
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五、施工管理的措施
1、施工配套措施
1) 重型道路形式
地下连续墙施工期间，履带吊只能在重型道路上行走，履带吊行驶及吊装安全与重型道路本身的承载力及施工质量息息相关；而重型道路承载力是由重型道路的厚度、配筋形式及混凝土标号等级决定的。另，由于选取的吊机吨位不同，其外形尺寸也相应不同，则道路宽度需根据吊机吨位及外形尺寸确定，确保满足场地内交通通行需求。
故重型道路需要明确的内容包含重型道路宽度、厚度、配筋形式、混凝土标号等级；
2) 导墙形式
常规导墙有“┐┌”型、“][”型等两种主要形式 ，不同形式导墙的承载力、施工工序等均有不同，由于履带吊吊放钢筋笼入槽时导墙需要承载大部分主吊自重及全部钢筋笼、吊索具的重量，而导墙承载力是由导墙厚度、配筋形式、混凝土标号等级及导墙入土深度决定的。
故导墙施工需要明确的内容包含导墙厚度、配筋形式、混凝土标号等级及导墙入土深度。
2、现场管控措施
1) 吊机过导墙措施
对于分区较多的基坑，由于中隔墙的存在，吊机在行走时有很大可能出现经过中隔墙导墙的工况，由于中隔墙部位无法硬化，吊机从中隔墙导墙上经过时安全风险较大，且由于吊机本身重量较大，对导墙的质量也可能产生影响，故方案中应明确的内容的内容包含吊机过导墙时为保证行驶安全而采取的措施，以及为减少吊机对导墙质量的影响而对导墙采取的加固措施。
2) 吊索具一览表
吊索具一览表是指在方案编制完成并通过评审、审批后，将方案中涉及的吊索具名称及对应的参数罗列而出的一张表格。
对于现场管理而言，通过评审及审批的方案只需遵照执行即可，验算过程已不是施工现场关注的重点，但吊索具的规格型号若不符合方案要求，则会产生极大的安全隐患。列出吊索具一览表将为现场验收及管理提供极大的便利。
六、编制效果及实施情况
该编制思路确定后，已累计用于至少7个项目《地下连续墙钢筋笼吊装方案》的编制，按照此思路编制的《吊装方案》，在技术上，可以明确列举专家关注的关键点、顺利通过评审，在现场施工管理上，可以清晰的为管理人员及操作班组指明不同部位的吊索具配备，从而安全高效的确保了所有相关项目的地下连续墙钢筋笼吊装施工顺利进行。
七、结语
安全是施工现场管理的第一要务，为确保地下连续墙钢筋笼吊装这一风险极大的环节，具有针对性的、合理可操作性的专项方案的制定显得尤为重要。
本文以背景工程的方案编制过程作为范例，详细罗列了《地下连续墙钢筋笼吊装施工专项方案》在编制过程中需要注意的安全系数取值、需要详细验算的项目、需要周全考虑到的措施，从项目策划安排方面、方案专家评审方面以及现场施工管控方面完善了吊装方案的主体内容。希望对涉及该道工序施工的工程项目起到借鉴及提醒作用。
参考文献：
（1）《徐工XGC500起重机说明书》
（2）《中联QUY350起重机说明书》
（3）《大型设备吊装工程施工工艺标准》（SH/T 3515-2016）
（4）《建筑施工起重吊装安全技术规范》（JGJ276-2012）
（5）《钢丝绳通用技术条件》（GB/T 20118-2017）
基金项目（上海市科委课题：高品质工程项目健康智慧施工关键技术体系研究-19DZ1201306）