王 剛 龐程程 楊媛鵬 謝燕輝 李承龍 趙 武

中國建筑第八工程局有限公司總承包公司 上海 201204

我國南方地區(qū)受地下水位影響，軟土地區(qū)基礎工程一般采用鉆孔灌注樁或預制樁，基坑圍護形式多為三軸止水帷幕（TRD水泥土攪拌墻止水帷幕）＋鉆孔灌注樁排樁組合體系。在工程樁及排樁施工過程中，鋼筋籠下放時采用圓鋼鋼筋作為吊筋，吊筋對稱焊接到主筋上，吊筋上部焊接吊環(huán)，利用吊裝裝置將鋼筋籠放于成孔中[1-3]。

在施工過程中使用大量的圓鋼鋼筋作為措施吊筋，在混凝土澆筑完成后吊筋無法取出重復利用，無形中增加了大量的施工成本，造成了材料的浪費，同時在基坑開挖過程中吊筋纏繞機械的現(xiàn)象時有發(fā)生，從而降低了基坑開挖的效率。

本文以杭州蕭山國際機場三期項目新建T4航站樓及交通中心工程的基坑施工為背景，以吊筋的可周轉(zhuǎn)使用為基本出發(fā)點，系統(tǒng)闡述了可周轉(zhuǎn)使用的電動液壓伸縮桿吊筋裝置的原理，并對在項目中的應用效果進行了詳細闡述。應用結(jié)果顯示，采用可周轉(zhuǎn)使用的電動液壓伸縮桿吊筋裝置進行施工，在節(jié)約施工成本的同時，也為后續(xù)基坑開挖作業(yè)創(chuàng)造了有利的條件。

1 工程概況

杭州蕭山國際機場三期項目新建T4航站樓及交通中心工程為省重點工程，同時為2022年亞運會重要基礎設施配套工程。該工程建筑面積約670 000 m2，樁基及基礎設計使用年限為100年，共計有7 000余根鉆孔灌注樁、3 600余根圍護樁，樁基工程體量巨大。按照傳統(tǒng)施工方法，每根工程樁均需焊接吊筋并一次性投入使用，而采用可周轉(zhuǎn)使用電動液壓伸縮桿吊筋裝置后，實現(xiàn)了吊筋與鋼筋籠的快速拆裝及周轉(zhuǎn)使用，降低了施工成本。

2 工作原理

如圖1所示，該可周轉(zhuǎn)使用電動液壓伸縮桿吊筋裝置包括控制盒、三級伸縮桿組件、鋼絲繩圈、鋼絲繩、吊環(huán)插銷、底部吊環(huán)、推桿外殼和頂部吊環(huán)。

圖1 可周轉(zhuǎn)使用電動液壓伸縮桿吊筋裝置構(gòu)造原理

控制盒內(nèi)設電動控制器及插銷電動控制器。電動控制器可采用現(xiàn)有技術的大功率驅(qū)動電機，使其能帶動第1級推桿轉(zhuǎn)動。由于第1級推桿與第1級螺母通過螺紋連接，故第1級螺母可通過滑塊安裝在推桿外殼內(nèi)壁上的滑軌上并能沿滑軌移動?；?、第1級推桿和推桿外殼的長度方向即軸向相互平行，通過滑塊和滑軌限制第1級螺母的徑向轉(zhuǎn)動，從而通過第1級螺母與第1級推桿之間的螺紋傳動實現(xiàn)第1級螺母沿第1級推桿軸向的直線運動，并將第2級推桿同步推出。第1級液壓控制器可采用現(xiàn)有技術液壓油缸，在第1級推桿轉(zhuǎn)動的同時，第1級液壓控制器控制第1級活塞桿同步伸出。第1級推桿限位器可采用現(xiàn)有技術的壓力傳感器并與第1級液壓控制器聯(lián)動控制，當?shù)?級螺母與第1級推桿限位器接觸時，壓力傳感器通過壓力變化與第1級液壓控制器聯(lián)動，第1級液壓控制器控制壓力油處于保壓自鎖狀態(tài)，確保第2級推桿的穩(wěn)定。此時，第2級推桿運動到第2級推桿控制器的輸出端，從而啟動第2級推桿控制器來驅(qū)動第2級推桿轉(zhuǎn)動。第2級推桿控制器可采用現(xiàn)有技術的大功率驅(qū)動電機，以確保對第2級推桿的可靠驅(qū)動。第2級推桿的一端通過軸承與第1級螺母連接，從而使第2級推桿能通過軸承相對第1級螺母轉(zhuǎn)動，不影響第1級螺母的穩(wěn)定性。第2級推桿轉(zhuǎn)動的同時，使第2級螺母沿第2級推桿的軸向運動。第2級螺母和第2級推桿的傳動方式與第1級螺母和第1級推桿的傳動方式相同，此處不再贅述。第2級螺母運動的同時帶動第3級推桿同步運動，從而將第3級推桿的末端伸出推桿外殼。與此同時，第2級液壓控制器可采用現(xiàn)有技術液壓油缸，在第2級推桿轉(zhuǎn)動的同時，第2級液壓控制器控制第2級活塞桿同步伸出。第2級推桿控制器上可設置與第2級液壓控制器聯(lián)動控制的壓力傳感器，通過壓力變化控制第2級液壓控制器保壓自鎖，從而確保第3級推桿的穩(wěn)定。底部吊環(huán)隨第3級推桿同步伸出后能通過底部吊環(huán)的開口處鉤掛在鋼筋籠的鋼筋上。插銷電動控制器可采用現(xiàn)有技術的小型電機，鋼絲繩能繞置在插銷電動控制器的輸出軸上。在插銷電動控制器控制其輸出軸正反轉(zhuǎn)動時，可將鋼絲繩繞置在輸出軸上用于收起鋼絲繩，也可將鋼絲繩放出。插銷電動控制器通電并啟動，鋼絲繩被放出，吊環(huán)插銷伸出推桿外殼并插接在底部吊環(huán)的開口處，閉合底部吊環(huán)，防止底部吊環(huán)與鋼筋籠的鋼筋脫離。最后，通過頂部吊環(huán)連接至吊車，即可通過本裝置吊裝下放鋼筋籠。當混凝土澆筑至樁頂時，反向轉(zhuǎn)動插銷電動控制器使吊環(huán)插銷與底部吊環(huán)脫離，從而能將底部吊環(huán)從鋼筋籠上卸下，實現(xiàn)本裝置與鋼筋籠的分離，使本裝置能應用于下一套鋼筋籠的施工。

本裝置使用完畢后，可通過第2級推桿控制器的反向轉(zhuǎn)動，使第2級螺母沿第2級推桿的軸向反向運動回到初始位置，從而帶動第3級推桿的回收，第2級液壓控制器控制第2級活塞桿同步收回。再通過電動控制器的反向轉(zhuǎn)動，使第1級螺母沿第1級推桿的軸向反向運動回到初始位置，第1級液壓控制器控制第1級活塞桿同步收回，從而帶動第2級推桿的回收，將三級伸縮桿組件回收到推桿外殼內(nèi)，便于收納和運輸。

3 操作方法

頂部吊環(huán)固定安裝在控制盒的頂部，用于與吊車的連接，控制盒內(nèi)設電動控制器及插銷電動控制器。推桿外殼連接在控制盒的底部，三級伸縮桿組件、鋼絲繩圈和鋼絲繩均安裝在推桿外殼內(nèi)，且三級伸縮桿組件的一端與電動控制器的輸出端連接，使三級伸縮桿組件通過電動控制器伸縮。底部吊環(huán)設置在三級伸縮桿組件的末端并與三級伸縮桿組件同步伸縮，從而實現(xiàn)吊筋長度的調(diào)節(jié)，以滿足不同的施工要求。底部吊環(huán)為開口環(huán)結(jié)構(gòu)，吊環(huán)插銷與底部吊環(huán)的開口端匹配插接，使底部吊環(huán)和吊環(huán)插銷形成能連接鋼筋籠的閉口吊環(huán)結(jié)構(gòu)，用于與鋼筋籠的快速連接鎖定和拆卸。插銷電動控制器的輸出端通過鋼絲繩圈與鋼絲繩的一端連接，吊環(huán)插銷連接在鋼絲繩的另一端，使吊環(huán)插銷通過插銷電動控制器經(jīng)鋼絲繩伸縮，便于吊環(huán)插銷的長度控制，使其能與底部吊環(huán)配合使用。

三級伸縮桿組件包括第1級推桿、第1級螺母、第2級螺母、第2級推桿、第3級推桿、第1級推桿限位器和第2級推桿控制器。第1級推桿的一端與電動控制器的輸出端連接并同步轉(zhuǎn)動。第1級推桿為螺桿結(jié)構(gòu)并與第1級螺母通過螺紋匹配旋接，使第1級螺母能沿第1級推桿的軸向運動。第1級推桿限位器固定安裝在推桿外殼內(nèi)，且第1級推桿限位器位于第1級推桿的另一端端部，用于限制第1級螺母的行程。第2級推桿的一端通過軸承連接在第1級螺母的一側(cè)端面上，使第2級推桿能與第1級螺母同步運動且通過軸承相對第1級螺母轉(zhuǎn)動。第2級推桿控制器固定安裝在推桿外殼內(nèi)。第2級推桿的另一端與第2級推桿控制器的輸出軸同軸連接并同步轉(zhuǎn)動。第2級推桿為螺桿結(jié)構(gòu)并通過螺紋與第2級螺母匹配旋接，使第2級螺母能沿第2級推桿的軸向運動。第2級推桿控制器的輸出軸優(yōu)選為套筒結(jié)構(gòu)，使第2級推桿能貫穿第2級推桿控制器的輸出軸，不影響第2級推桿沿軸向的運動。第3級推桿的一端連接在第2級螺母的一側(cè)端面上，使第3級推桿能與第2級螺母同步運動。底部吊環(huán)安裝在第3級推桿的另一端，用于與鋼筋籠連接。

4 技術效果

在杭州蕭山國際機場三期項目樁基工程及基坑圍護鉆孔灌注樁排樁施工過程中，均可使用本裝置代替吊筋周轉(zhuǎn)使用，節(jié)約大量鋼筋，同時能節(jié)省吊筋加工制作與焊接的人工成本，以及電焊條和焊機等的投入成本。另外，還避免了人工割除吊筋環(huán)節(jié)，提高基坑開挖效率，極大地降低了施工成本。

5 成果價值分析

目前，城市建筑群中有95%的建筑基礎工程均采用樁基礎，基坑圍護形式大多采用圍護排樁＋止水帷幕。本裝置采用電動液壓控制原理，構(gòu)造簡單，傳動效率高。只要涉及鉆孔灌注樁鋼筋籠吊裝均可投入使用，應用前景十分廣泛。

以杭州蕭山國際機場三期項目樁基工程為例，本工程鉆孔灌注樁共計10 600根，吊筋平均長度為8 m，每根鉆孔灌注樁需2根吊筋，共計需吊筋267 t，按照鋼筋市場價格4 000元/t計算，共計約1 070 000元。同時，吊筋的加工制作與焊接共計約130 000元，電焊條及焊機的投入預計約30 000元，因此共計需要成本1 230 000元。如果投入使用該裝置，每臺設備預計50 000元，共計投入4臺，需200 000元，故可節(jié)約成本1 030 000元，成果轉(zhuǎn)化價值非常高。

6 結(jié)語

本文對可周轉(zhuǎn)使用電動液壓伸縮桿吊筋裝置的使用原理及操作方法進行了介紹，并以實際工程中的應用證明其在施工過程中的可行性及適用性。該裝置構(gòu)造簡單，安全可靠，能保證成樁質(zhì)量，且節(jié)約了大量的人力、材料、機械，提高了施工效率，降低了對周邊環(huán)境的影響，尤其在機場不停航施工中意義重大，得到了業(yè)內(nèi)人士的一致認可和好評，為后續(xù)樁基工程提供了借鑒和參考。