李 操

上海市機(jī)械施工集團(tuán)有限公司 上海 200072

1 試驗(yàn)工程

本試驗(yàn)工程位于上海市董家渡616地塊項(xiàng)目，靠近黃浦江，地層環(huán)境及條件與深隧項(xiàng)目較為接近，考慮試驗(yàn)段施工所需設(shè)備、設(shè)施可利用性，地下連續(xù)墻施工試驗(yàn)段位置選擇在天主教堂西側(cè)G1區(qū)（圖1）。

圖1 試驗(yàn)段位置

為滿足試驗(yàn)要求，對(duì)該處的地下連續(xù)墻墻幅分幅、鋼筋籠及墻深進(jìn)行了局部調(diào)整：

1）該處地下連續(xù)墻轉(zhuǎn)角幅原厚1 000mm，考慮到試驗(yàn)槽段厚1 200mm，因此空開4 194mm后施工3幅試驗(yàn)段（圖2），試驗(yàn)段具體參數(shù)如表1所示。

圖2 試驗(yàn)段地下連續(xù)墻分幅

表1 試驗(yàn)段地下連續(xù)墻參數(shù)

2）本試驗(yàn)為原位試驗(yàn)，將原深40.1 m地下連續(xù)墻改為深120 m地下連續(xù)墻。因此上部40.1 m按照設(shè)計(jì)圖紙的鋼筋籠配筋進(jìn)行制作，下部79.9 m安放構(gòu)造鋼筋籠，構(gòu)造鋼筋籠分2節(jié)，并與上部鋼筋籠對(duì)接入槽。

2 工藝研究及制作流程

2.1 鋼筋籠制作研究

本工程搭設(shè)鋼筋籠制作平臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)制作鋼筋籠，平臺(tái)尺寸55 m×10 m，平臺(tái)用10#槽鋼焊成格柵狀，鋼筋籠平臺(tái)定位用經(jīng)緯儀控制，標(biāo)高用水準(zhǔn)儀校正[1-2]。

根據(jù)設(shè)計(jì)的鋼筋間距，在插筋、預(yù)埋件及鋼筋連接器的設(shè)計(jì)位置畫出控制標(biāo)記，以保證鋼筋籠和預(yù)埋件的布設(shè)精度（圖3）。

圖3 鋼筋籠加工平臺(tái)

為確保深120 m地下連續(xù)墻的鋼筋籠能夠完整下放，并且使上部鋼筋籠滿足載體工程后續(xù)的施工需求，根據(jù)鋼筋籠的長細(xì)比驗(yàn)算，將整體鋼筋籠分為3節(jié)制作、吊裝，入槽后拼接。上部鋼筋按照原設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行制作，中部、下部鋼筋籠采用構(gòu)造鋼筋，經(jīng)過計(jì)算后確定構(gòu)造鋼筋籠的配筋（圖4）。

圖4 超長鋼筋籠分節(jié)吊裝工況分析

一期地下連續(xù)墻鋼筋籠的中、下部鋼筋籠寬度為1 900mm，二期地下連續(xù)墻鋼筋籠的中、下部鋼筋籠寬度為2 600mm；主筋從受彎角度設(shè)計(jì)均為φ20mm三級(jí)鋼筋，考慮縱向桁架吊裝受力因素，吊點(diǎn)桁架采用φ25mm鋼筋，因此對(duì)于后期的連接板，在不同面上其制作情況有所區(qū)別。

由于此次以試驗(yàn)為主，故鋼筋籠制作過程中，需安裝多種設(shè)備進(jìn)行各方面的檢測(cè)，以形成全生命周期三維動(dòng)態(tài)監(jiān)控技術(shù)。

2.2 鋼筋籠連接方式研究

本次試驗(yàn)深120 m地下連續(xù)墻的鋼筋籠長度達(dá)119.5 m，擬采取40.5 m＋40.0 m＋39.0 m的分節(jié)方式。鋼筋籠對(duì)接可采用2種方式，即套筒連接、鋼板螺栓連接。本工程分3節(jié)入槽，上、中、下部鋼筋籠采用機(jī)械連接，其中上部與中部鋼筋籠采用直螺紋套筒連接，中部與下部鋼筋籠采用鋼板螺栓連接（圖5）。

圖5 鋼板螺栓連接示意

此連接部件主要由連接鋼板、蓋板及相應(yīng)的上、下鋼筋籠主筋裝配而成，蓋板與相應(yīng)的連接母板采用螺栓連接，鋼筋與連接母板雙邊角焊連接。經(jīng)過焊縫抗剪、鋼板抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算，當(dāng)鋼筋為三級(jí)鋼時(shí)，鋼板厚度取20mm（0.7d，d為主筋直徑），完全可以滿足要求，但考慮到材料的合理利用，連接鋼板的厚度取16mm，蓋板厚12mm。同時(shí)通過等強(qiáng)度替換原則，采用2個(gè)高強(qiáng)摩擦型8.8級(jí)M20螺栓代替1根φ20mm三級(jí)鋼筋，確保整個(gè)鋼板螺栓連接裝置處于安全范圍之內(nèi)[3-5]。

2.3 制作流程

一期地下連續(xù)墻鋼筋籠的中、下部鋼筋籠寬度為1 900mm，根據(jù)此鋼筋籠的寬度放樣，連接板采用同樣的尺寸放樣加工。由于一期鋼筋籠迎土面、開挖面主筋共22根，上下排各為11根，然而根據(jù)設(shè)計(jì)要求，其中有4根是φ25mm的主筋。為了在現(xiàn)場(chǎng)鋼筋籠制作完成后便于安裝，且保證開挖面主筋在混凝土保護(hù)層范圍內(nèi)，即保證主筋在同一水平面，在鋼筋籠開挖面制作時(shí)，其連接板需要斷開拼裝，在φ25mm鋼筋安裝定位處用托板焊接而成。

而對(duì)于迎土面鋼筋，則直接將連接板放置于迎土面鋼筋外表面，外表面主筋本身就處于同一水平面上，不需要考慮混凝土保護(hù)層的問題（圖6、圖7）。

圖6 一期墻鋼筋籠開挖面連接板

圖7 一期墻鋼筋籠迎土面連接板

二期地下連續(xù)墻鋼筋籠的中、下部鋼筋籠寬度為2 600mm，根據(jù)此鋼筋籠的寬度放樣，連接板采用同樣的尺寸放樣加工；由于二期鋼筋籠迎土面、開挖面主筋共30根，上下排各為15根，然而根據(jù)設(shè)計(jì)要求，其中有4根是φ25mm的主筋，因此鋼板安裝要求同一期地下連續(xù)墻鋼筋籠要求。

為了使連接板與蓋板通過螺栓連接后能更好地與原有鋼筋等強(qiáng)度，同時(shí)和現(xiàn)澆混凝土能夠更好地形成密實(shí)的咬合力，在加工制作連接板和蓋板時(shí)，在其上鉆孔制作混凝土繞流孔，以提高其握裹力。

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施

常規(guī)鋼筋籠采用直螺紋套筒連接、焊接、綁扎連接等方式，為探討多種鋼筋籠的連接方式，在試驗(yàn)槽段中部分采用鋼板螺栓連接工藝，以驗(yàn)證此工藝的可行性。

本次對(duì)接工藝研究中鋼筋籠長度達(dá)119.5 m，分3節(jié)入槽，如果采用電焊對(duì)接，則每根φ20mm的鋼筋進(jìn)行10d搭接焊，需要耗時(shí)10～15 min，在鋼筋籠對(duì)接接頭較多的情況下，對(duì)接一節(jié)鋼筋籠僅焊接就需要2～3 h，因此本次試驗(yàn)鋼筋籠對(duì)接時(shí)原則上采用快速接頭進(jìn)行施工，即上、中、下部鋼筋籠采用機(jī)械連接，上部與中部鋼筋籠采用直螺紋套筒連接，中部與下部鋼筋籠采用鋼板螺栓連接（圖8、圖9）。

圖8 直螺紋套筒連接

圖9 鋼板螺栓連接

4 結(jié)語

按試驗(yàn)方案計(jì)劃，本次試驗(yàn)段地下連續(xù)墻鋼筋籠節(jié)間采用直螺紋套筒和裝配式節(jié)點(diǎn)板2種連接方法。一期槽段鋼筋籠對(duì)接接頭設(shè)計(jì)數(shù)量20個(gè)，二期槽段鋼筋籠對(duì)接接頭設(shè)計(jì)數(shù)量32個(gè)，鋼筋籠對(duì)接施工匯總?cè)绫?所示。

表2 鋼筋籠對(duì)接施工統(tǒng)計(jì)

本次3幅地下連續(xù)墻實(shí)際施工過程中，除第2幅一期墻A2X-3第1～2節(jié)間采用裝配式節(jié)點(diǎn)板外，其他仍采用直螺紋套筒，從A2X-3第1～2節(jié)間裝配式節(jié)點(diǎn)板安裝情況看，裝配式節(jié)點(diǎn)板為工廠加工制作，精度相對(duì)較高，而鋼筋籠為現(xiàn)場(chǎng)加工制作，精度較低，裝配式節(jié)點(diǎn)板與鋼筋籠拼裝困難，安裝耗時(shí)耗力，工效較低。但是裝配式連接板的安裝連接質(zhì)量很高，其連接強(qiáng)度高于螺栓連接，且連接成功率達(dá)100%。在今后的連接方式研究中，將重點(diǎn)研究連接工效，使預(yù)制裝配式連接技術(shù)在超深鋼筋籠連接應(yīng)用方面，實(shí)現(xiàn)既能提高效率又能提高施工質(zhì)量的目的。