人貨電梯基礎(chǔ)內(nèi)置暗梁加固技術(shù)

王冠楠 （安徽建工第一建設(shè)集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230000）

1 引言

在建筑高層施工中人貨電梯作為一種施工過(guò)程中人員、貨物等主要的垂直運(yùn)輸機(jī)械，被廣泛使用。近年來(lái)，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化率的不斷提高，新建的施工工地往往與已建成的施工單體距離越來(lái)越近，在施工過(guò)程中的工地可使用的施工區(qū)域面積不斷減少。采用支護(hù)樁加冠梁的支護(hù)方式，避免了基坑開(kāi)挖過(guò)程中地放坡，可以有效地減少新建工程對(duì)已建工程的干涉，在市區(qū)工地中大量被采用。當(dāng)基坑與單體距離過(guò)近時(shí)，人貨電梯基礎(chǔ)布置時(shí)位置同樣受到空間限制。在某實(shí)際工程實(shí)踐中，人貨電梯基礎(chǔ)截面出現(xiàn)一部分落在車庫(kù)頂板，另一部分落在回填土基坑肥槽，類似于基礎(chǔ)出現(xiàn)了懸挑布置的形式。對(duì)此，為了保證人貨電梯基礎(chǔ)不傾覆、不產(chǎn)生不均勻沉降等問(wèn)題。在實(shí)踐中采用了在電梯基礎(chǔ)內(nèi)部設(shè)置三根暗梁，通過(guò)暗梁與主體結(jié)構(gòu)首層加腋進(jìn)行錨固，相當(dāng)于利用懸挑暗梁將整個(gè)人貨電梯基礎(chǔ)“端”了起來(lái)。

2 工程概況

某B1#辦公樓項(xiàng)目為框架核心筒結(jié)構(gòu)，地下2 層、地上27 層，主樓建筑高度99m，總建筑面積為36289.38m2，其中地上建筑面積為28812.13m2，地下建筑面積為7477.25m2，人防地庫(kù)面積為1980m2，建筑標(biāo)準(zhǔn)層層高3.6m。其地下室負(fù)一層地下室頂板厚250mm，負(fù)二層地下室頂板厚度為120mm?；炷翉?qiáng)度為C35。基坑側(cè)壁支護(hù)形式為鉆孔灌注樁加冠梁，冠梁邊與地下車庫(kù)外墻邊距離為1100mm。采用SC200/200雙籠不帶對(duì)重型人貨電梯，布置人貨電梯時(shí)采用懸挑式鋼管腳手架作為接料平臺(tái)。

3 人貨電梯基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

3.1 平面定位

本項(xiàng)目選用的人貨電梯型號(hào)為雙籠不帶對(duì)重型電梯。在人貨電梯平面布置時(shí)綜合考慮了其說(shuō)明書(shū)提供的電梯尺寸參數(shù)，同時(shí)考慮到卸料平臺(tái)的尺寸、人貨電梯附墻桿件長(zhǎng)度及其與結(jié)構(gòu)連接方式等要求，最終，人貨電梯平面布置時(shí)，電梯中心距離建筑外墻尺寸為3400mm。土上。

圖1 人貨電梯平面布置圖

3.2 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于基礎(chǔ)下部支撐的三種不同形式（車庫(kù)結(jié)構(gòu)、回填土、冠梁）剛度不同，很容易造成電梯基礎(chǔ)不均勻沉降，由此帶來(lái)施工安全風(fēng)險(xiǎn)。為此，采用兩步法對(duì)該電梯基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

①根據(jù)電梯廠家說(shuō)明書(shū)要求，普通電梯基礎(chǔ)尺寸為（長(zhǎng)）6000mm×（寬）4000mm×（高）300mm，進(jìn)行了相應(yīng)的擴(kuò)大。項(xiàng)目實(shí)際施工過(guò)程中采用的基礎(chǔ)尺寸為（長(zhǎng)）6500mm×（寬）4500mm×（高）400mm?；A(chǔ)配筋采用雙向雙層12@200 鋼筋，同時(shí)布置梅花狀拉結(jié)筋10@400mm×400mm。基礎(chǔ)鋼筋保護(hù)層厚度為40mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35 早強(qiáng)。該步驟主要滿足人貨電梯基礎(chǔ)本身抵抗抗沖切和承載上部導(dǎo)軌和吊籠等荷載的能力。

②為了解決在不同支撐面下產(chǎn)生不均勻沉降的問(wèn)題，在基礎(chǔ)中增加設(shè)置三條（寬）400mm×（高）400mm 的暗梁，暗梁配筋為上下各422 主筋，箍筋采

通過(guò)平面定位后發(fā)現(xiàn)，由于電梯基礎(chǔ)下部車庫(kù)頂板在基礎(chǔ)寬度方向長(zhǎng)度不夠，形成了人貨電梯基礎(chǔ)橫跨整個(gè)基坑。相當(dāng)于，擬施工的電梯基礎(chǔ)截面一部分設(shè)置在車庫(kù)頂板結(jié)構(gòu)面上，一部分?jǐn)R置在回填土上。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)目基坑支護(hù)采用了鉆孔管樁加冠梁的支護(hù)形式，且冠梁頂面標(biāo)高與車庫(kù)頂板結(jié)構(gòu)頂標(biāo)高一致。故該電梯基礎(chǔ)布置時(shí)橫跨了三段不同的支撐面，即車庫(kù)頂、回填土頂、冠梁頂。經(jīng)計(jì)算，人貨電梯位置約55%面積位于地庫(kù)頂板，約20%面積位于支護(hù)樁冠梁上，約25%面積位于回填用8@150(2)。該步驟以提升基礎(chǔ)整體剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性。

3.3 暗梁錨固設(shè)計(jì)

B1#辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中首層結(jié)構(gòu)梁板與車庫(kù)頂板標(biāo)高高差達(dá)1.4m，故此在連接處采用了加腋節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)做法。加腋采用60°放坡鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，利用該腋角將暗梁一端鋼筋直接與腋角進(jìn)行錨固，鋼筋錨固長(zhǎng)度為L(zhǎng)ae，形成了一端固端連接方式。暗梁另一端直接擱置在冠梁頂部，形成僅提供豎向支撐力的單鏈桿支撐節(jié)點(diǎn)。

圖2 人貨電梯基礎(chǔ)配筋圖

固端連接處在簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)直接按照固端支座設(shè)計(jì)，可以承受支座彎矩及X和Y 方向的支座反力，擱置在冠梁頂?shù)闹ё诤?jiǎn)化計(jì)算時(shí)按照單鏈桿支座考慮，僅承受來(lái)自Y 方向支座反力，該部分支座彎矩為0，即不承受支座彎矩。根據(jù)此設(shè)計(jì)，相當(dāng)于利用基礎(chǔ)中的三根暗梁，將人貨電梯基礎(chǔ)，相當(dāng)于“橋梁”結(jié)構(gòu)一樣橫跨支撐能力最弱的基坑回填土，布置于基坑段的人貨電梯基礎(chǔ)，利用基礎(chǔ)自身和三根暗梁共同作用，避免了在軟弱土層上的基坑沉降問(wèn)題。

3.4 構(gòu)造設(shè)計(jì)

考慮到車庫(kù)頂板標(biāo)高比建筑±0.000 處標(biāo)高低1.4m，當(dāng)基礎(chǔ)施工完成后，由于標(biāo)高較低會(huì)形成基礎(chǔ)表面積水的問(wèn)題。為解決此問(wèn)題，對(duì)基礎(chǔ)的積水處理方式采用有組織的排水思路，主要從三個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。①在基礎(chǔ)四周砌筑1.3m 高的砌體擋土墻，避免基礎(chǔ)四周車庫(kù)頂板的積水直接蔓延至基礎(chǔ)表面，從而導(dǎo)致基礎(chǔ)節(jié)預(yù)埋螺栓被積水浸泡。②基礎(chǔ)表面整體設(shè)置0.3%的單邊泛水設(shè)計(jì)，讓基礎(chǔ)表面的存水在其自身重力作用下自然匯集至最低處。③在基礎(chǔ)頂面標(biāo)高最低處設(shè)置一個(gè)50mm×100mm的積水坑，便于將匯集的水集中排出。

4 人貨電梯基礎(chǔ)施工

4.1 施工流程

施工準(zhǔn)備→冠梁頂超高部分剔鑿→回填土標(biāo)高整平→基礎(chǔ)墊層澆筑→結(jié)構(gòu)邊線放樣→模板支設(shè)→基礎(chǔ)底部鋼筋綁扎→暗梁鋼筋綁扎→基礎(chǔ)頂部鋼筋綁扎→拉鉤拉結(jié)→人貨電梯基礎(chǔ)螺栓定位及預(yù)埋→基礎(chǔ)混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護(hù)。

4.2 施工要點(diǎn)

當(dāng)局部冠梁頂標(biāo)高超出車庫(kù)頂板標(biāo)高時(shí)，需要進(jìn)行人為剔鑿。在剔鑿時(shí)需要注意將冠梁鋼筋表面黏結(jié)的混凝土剔鑿干凈。

圖3 人貨電梯基礎(chǔ)立面構(gòu)造圖

墊層澆筑時(shí)需要注意控制好頂面標(biāo)高。

澆筑混凝土?xí)r，人貨電梯預(yù)埋框的螺栓孔需臨時(shí)用木板遮住或加塑料塞等其他填充物予以保護(hù)，防止混凝土進(jìn)入螺栓孔內(nèi)。預(yù)埋完成后應(yīng)嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)控制好，螺栓端面比成型后的混凝土表面高出的高度。

基礎(chǔ)施工時(shí)，要求地腳螺栓定位準(zhǔn)確，尺寸符合要求，相對(duì)偏移不大于5mm，16根螺栓固定后，開(kāi)始放入模中。

澆注混凝土?xí)r，要求精心細(xì)致，振搗不得直接振搗螺桿，施工中由專人對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)復(fù)核，做到尺寸準(zhǔn)確。

人貨電梯基礎(chǔ)要做好混凝土試塊制作，混凝土澆筑后做好養(yǎng)護(hù)，必須保證混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后方可開(kāi)始人貨電梯安裝作業(yè)。

5 人貨電梯滿堂腳手架支撐方案

5.1 加固方案

對(duì)人貨電梯作用范圍的地下室頂板進(jìn)行支撐，使板處于不受力狀態(tài)。

支撐架體材料選用鋼管（Φ4.8×3.5）搭設(shè)滿堂腳手架（支撐面尺寸為4500mm×6500mm），將地下室頂板上的荷載傳至地下室底板以滿足安全施工要求。滿堂腳手架搭設(shè)采用立桿上加可調(diào)頂托，可調(diào)頂托上采用方木（50mm×100mm）作為主龍骨的支撐體系。立桿間距400mm×400mm，底部墊50mm厚墊板。負(fù)一層架體水平拉桿步距1000mm，負(fù)二層水平拉桿步距第一道1000mm，往上采用800mm 步距布置，上下水平拉桿距立桿不大于200mm。為確保施工電梯荷載能夠有效傳遞至地下室底板，可調(diào)頂托必須旋緊。

5.2 架體搭設(shè)要求

板加固時(shí)，立桿必須上下頂緊，縱、橫桿件不得缺少，立桿下部扣件擰緊。現(xiàn)澆板上部支撐立桿使用可調(diào)托撐（頂絲）與鋼管龍骨相連時(shí)，托板厚度不得小于5mm，托板與螺桿必須焊接牢固，使用時(shí)螺桿伸出長(zhǎng)度不得超過(guò)200mm，插入立桿內(nèi)的長(zhǎng)度不得少于300mm。

滿堂支架沿人貨電梯基礎(chǔ)四邊，支架立桿沿豎向設(shè)置一道縱、橫向剪刀撐，由底至頂連續(xù)設(shè)置。剪刀撐應(yīng)用旋轉(zhuǎn)扣件固定在與之相交的水平桿或立桿上，旋轉(zhuǎn)扣件中心線至主接點(diǎn)的距離不宜大于150mm。

縱橫向水平桿設(shè)置在立桿內(nèi)側(cè)?？v橫向水平桿接長(zhǎng)采用對(duì)接扣件連接，縱橫向水平桿的對(duì)接扣件交錯(cuò)布置，即兩根相鄰縱橫向水平桿的接頭不應(yīng)設(shè)置在同步或同跨內(nèi)；不同步或不同跨兩個(gè)相鄰接頭在水平方向錯(cuò)開(kāi)的距離不應(yīng)小于500mm；各接頭中心至最近主節(jié)點(diǎn)的距離不應(yīng)大于縱距的1/3。

架體搭設(shè)完畢，必須由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人組織有關(guān)人員按照設(shè)計(jì)方案的要求，進(jìn)行檢查驗(yàn)收，合格后方可進(jìn)行人貨電梯的安裝。

6 人貨電梯基礎(chǔ)驗(yàn)算

①承載力計(jì)算

吊籠重：2×1500=3000kg；

外籠重：1480kg；

導(dǎo)軌架重：[106.5/1.508]取整×150=10650kg；

吊籠載重：2×2000=4000kg；

對(duì)重：2×1200=2400kg；

底板自重：4.5×6.5×0.4×24=280.8kN；

承載力總和：（3000+1480+10650+4000+2400）/100+280.8=215.3+280.8=496.1kN。

此荷載均布于三道暗梁，每道梁承受的荷載496.1/3=165.4kN。

轉(zhuǎn)化為均布荷載為：q=165.4kN/6.5m=25.24kN/m。

根據(jù)實(shí)際工況，采用計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4所示，彎矩圖如圖5所示。彎矩中最大值為：

本項(xiàng)目人貨電梯基礎(chǔ)混凝土采用C35 早強(qiáng)，保護(hù)層40mm，為安全考慮，計(jì)算時(shí)采用C30 強(qiáng)度，保護(hù)層厚度取30mm進(jìn)行復(fù)核。

圖4 計(jì)算簡(jiǎn)圖

圖5 彎矩示意圖

混凝土C30：fC=14.3N/mm2。

鋼筋HRB400:fy=f'y=360N/mm2，εb=0.518，保護(hù)層厚度=30mm。

as=30+25/2=42.5mm，

h0=400-42.5=357.5mm。

4C25:As=7854mm2。

X=(fyAs-f'yA'S)/(α1fbc)=0＜εbh0=0.518×357.5=185.2mm＞2as=60mm。

M=α1fcbx(h0-x/2)f'yAs'(h0-as)=360×7854×327.5=925.99kN·m＞4.5kN·m。

結(jié)論：暗梁荷載滿足要求。

②強(qiáng)度的驗(yàn)算：Mmax=4.58kN·m；

彎曲截面系數(shù)：

梁強(qiáng)度滿足要求。

③梁的擾度計(jì)算

梁的慣性矩I=混凝土的彈性模量E=3.0×104。

④擾度計(jì)算

ymax=0.00542ql4/EI=0.014mm＜L/600

=2.67mm，

梁擾度滿足要求。

7 結(jié)語(yǔ)

本工程人貨電梯的加固措施考慮到了現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，充分利用了在基坑支護(hù)臨時(shí)工程的灌注樁和冠梁的支撐作用，采用內(nèi)置暗梁，操作簡(jiǎn)便，造價(jià)低廉，同時(shí)在使用過(guò)程中保證了人貨電梯基礎(chǔ)的安全穩(wěn)固，體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性和合理性。其不足之處在于，計(jì)算時(shí)安全儲(chǔ)備較大，將常用的人貨電梯基礎(chǔ)尺寸進(jìn)行了放大；未能在冠梁處設(shè)置固端連接，從而可以適當(dāng)降低暗梁配筋。同時(shí)，由于項(xiàng)目實(shí)際情況限制未采用無(wú)料臺(tái)的人貨電梯布置方式，當(dāng)采用無(wú)料臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)，人貨電梯與主體結(jié)構(gòu)的距離可以大大減少，從而可以將電梯基礎(chǔ)全部布置在車庫(kù)頂板上，以節(jié)省加固費(fèi)用。