跨后澆帶的組合型鋼梁施工電梯基礎(chǔ)施工技術(shù)

游建華

中建三局第三建設(shè)工程有限責(zé)任公司 湖北 武漢 430074

施工電梯的布置形式一般有2種：一種是內(nèi)置式，即置于核心筒內(nèi)正式電梯的井道，其基礎(chǔ)可固定于結(jié)構(gòu)底板，亦可采用移動(dòng)鋼平臺(tái)隨主體結(jié)構(gòu)施工而提升[1]；另一種是外附式，即置于主體結(jié)構(gòu)外側(cè)，此時(shí)一般采用落地式基礎(chǔ)，置于結(jié)構(gòu)底板或樓板之上。出于綜合考慮，往往會(huì)選擇將施工電梯基礎(chǔ)置于地下室頂板之上。

在主體結(jié)構(gòu)施工階段，高層建筑四周通常需留置沉降后澆帶。在地下室頂板上設(shè)置施工電梯基礎(chǔ)時(shí)，施工電梯的布置經(jīng)常會(huì)受到沉降后澆帶的限制。針對(duì)其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，通常有2種方案：一種是提前封閉部分沉降后澆帶，并在下部搭設(shè)滿(mǎn)堂腳手架回頂[2]；另一種是利用原結(jié)構(gòu)梁、柱進(jìn)行適當(dāng)改造，使電梯基礎(chǔ)荷載不直接作用于懸臂梁板，而是傳遞至結(jié)構(gòu)梁柱[3-4]。

當(dāng)?shù)叵率覟槎鄬訒r(shí)，前一種方案需要層層搭設(shè)滿(mǎn)堂腳手架至結(jié)構(gòu)底板，勢(shì)必影響后續(xù)工序施工；且架體使用時(shí)間長(zhǎng)，措施費(fèi)用高。后一種方案增加的臨時(shí)梁、柱及基礎(chǔ)板拆除困難、成本高，且在拆除過(guò)程中，可能損傷原結(jié)構(gòu)。兩種方案都提前將沉降后澆帶兩側(cè)結(jié)構(gòu)剛性連接，若兩側(cè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻沉降，則有安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。因此，考慮進(jìn)一步優(yōu)化跨沉降后澆帶的施工電梯基礎(chǔ)布置。

本文結(jié)合蘇州國(guó)際金融中心項(xiàng)目工程實(shí)例，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、工藝流程、操作要點(diǎn)等進(jìn)行分析，提供詳細(xì)的指導(dǎo)方案，保證施工電梯基礎(chǔ)安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用。

1 工程概況

蘇州國(guó)際金融中心T1塔樓地下4層，地上98層，建筑高度450 m，采用混凝土核心筒＋伸臂桁架＋巨柱的結(jié)構(gòu)體系，為鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)。T1塔樓布置6臺(tái)SC200/200G型雙籠施工電梯，其中核心筒結(jié)構(gòu)內(nèi)布置2臺(tái)，編號(hào)1#、2#；外框結(jié)構(gòu)外側(cè)布置4臺(tái)，編號(hào)3#—6#（圖1）。

圖1 施工電梯平面布置

出于總體施工部署考慮，4#施工電梯擬定安裝高度285 m，用于1～64層施工。將其布置在T1塔樓北側(cè)，其所在位置恰好有沉降后澆帶穿過(guò)（圖2）。地下室4層，具有較多功能性設(shè)備用房，不宜將基礎(chǔ)直接落在結(jié)構(gòu)底板上。

圖2 4#施工電梯與后澆帶的位置關(guān)系示意

2 組合型鋼電梯基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及受力分析

組合型鋼施工電梯基礎(chǔ)由鋼墊板、型鋼梁、連接鋼板、加勁板以及封邊板組成，形成“施工電梯標(biāo)準(zhǔn)節(jié)→連接鋼板→組合型鋼梁→鋼墊板→結(jié)構(gòu)柱”的受力體系（圖3）。通過(guò)型鋼組合梁直接將施工電梯荷載傳遞到地下室結(jié)構(gòu)柱，再逐層向下傳遞至結(jié)構(gòu)底板，可以消除施工電梯荷載對(duì)后澆帶兩側(cè)懸臂結(jié)構(gòu)的影響。

圖3 組合型鋼梁電梯基礎(chǔ)三維效果

施工電梯荷載計(jì)算：總自重＝吊籠重＋外籠重＋導(dǎo)軌總重＋載重。考慮動(dòng)載、自重誤差及風(fēng)載對(duì)基礎(chǔ)的影響因素，取系數(shù)2，計(jì)算出荷載值為839.8 kN。施工電梯標(biāo)準(zhǔn)節(jié)4根φ76 mm主立管直接安裝在型鋼梁上，每根立管底部的鋼梁（受力點(diǎn)）承載力不能小于209.95 kN。

鋼梁截面為HM500 mm×300 mm×11 mm×15 mm，材質(zhì)Q235。地下室B1層高4.45 m，C35混凝土結(jié)構(gòu)柱截面為800 mm×800 mm，內(nèi)配16φ25 mm、φ10 mm@100 mm（200 mm）的HRB400級(jí)鋼筋。

建立有限元分析模型，按兩種邊界條件進(jìn)行模擬，鋼梁的彎曲應(yīng)力、剪切強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算均滿(mǎn)足要求。

3 組合型鋼電梯基礎(chǔ)施工技術(shù)

3.1 工藝流程

定位放線→墊板安裝→鋼梁吊裝→組合型鋼基礎(chǔ)組裝→底座平臺(tái)搭設(shè)→施工電梯安裝

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 定位放線與墊板安裝

根據(jù)結(jié)構(gòu)定位軸線，在地下室頂板上測(cè)量放線，找出相應(yīng)結(jié)構(gòu)柱的中心，并以結(jié)構(gòu)柱的中心確定鋼墊板的定位。墊板厚10 mm，采取植筋或螺栓形式與地下室結(jié)構(gòu)形成可靠連接，其頂面標(biāo)高宜高于地下室頂板結(jié)構(gòu)完成面40～50 mm。墊板位于后澆帶兩側(cè)的結(jié)構(gòu)柱頂，應(yīng)控制在同一標(biāo)高，且表面水平。

3.2.2 鋼梁吊裝

利用塔吊吊裝型鋼梁，鋼梁兩端分別擱置在結(jié)構(gòu)柱頂?shù)匿搲|板上，應(yīng)保證鋼梁就位準(zhǔn)確、放置平整。型鋼梁按設(shè)計(jì)定位就位后，將其焊接固定在墊板上。

3.2.3 組合型鋼基礎(chǔ)組裝

型鋼梁兩端加設(shè)封邊板，使2根鋼梁連接成整體。根據(jù)施工電梯標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的定位，焊接厚20 mm連接鋼板。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)受力點(diǎn)，在型鋼梁相應(yīng)位置焊接厚10 mm加勁板，采用直角角焊縫。焊腳尺寸均控制在8～10 mm，焊縫滿(mǎn)足三級(jí)焊縫質(zhì)量要求。在鋼梁兩端澆筑高150 mm的C30混凝土，以完全包裹鋼梁端部與墊板為宜，進(jìn)一步使鋼梁與地下室實(shí)體結(jié)構(gòu)相對(duì)固定。

3.2.4 底座平臺(tái)搭設(shè)

按照施工電梯外籠尺寸，在地下室頂板上搭設(shè)施工電梯底座平臺(tái)。底座平臺(tái)采用扣件式鋼管腳手架搭設(shè)，面鋪木模板。立桿間距0.9 m，離地100 mm設(shè)掃地桿（圖4）。施工電梯外籠固定在底座平臺(tái)上。

圖4 組合型鋼電梯基礎(chǔ)剖面示意

3.2.5 施工電梯安裝

用塔吊將電梯基礎(chǔ)構(gòu)架吊放在電梯基礎(chǔ)上，用水平儀校平標(biāo)準(zhǔn)節(jié)接口，并填實(shí)構(gòu)架與基礎(chǔ)間的空隙，然后擰緊地腳螺栓。施工電梯安裝作業(yè)由專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍、持證作業(yè)人員負(fù)責(zé)進(jìn)行，安裝流程與常規(guī)施工電梯相同。施工電梯安裝后，應(yīng)經(jīng)公司有關(guān)部門(mén)對(duì)基礎(chǔ)、附墻支架以及電梯安裝的質(zhì)量、精度進(jìn)行全面檢查，并應(yīng)按規(guī)定程序進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn)。經(jīng)檢驗(yàn)合格簽證后，方可投入使用。

3.3 注意事項(xiàng)

1）組合型鋼施工電梯基礎(chǔ)是非標(biāo)準(zhǔn)的施工電梯基礎(chǔ)，為確保其使用安全，施工前應(yīng)編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案，附有詳細(xì)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖紙和計(jì)算書(shū)，經(jīng)施工電梯生產(chǎn)廠家同意，并組織專(zhuān)家論證。

2）所用的鋼材、焊劑的規(guī)格、型號(hào)應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)方案和規(guī)范的相關(guān)要求，應(yīng)有廠家提供的合格證和質(zhì)量證明文件。進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)組織專(zhuān)項(xiàng)驗(yàn)收。

3）施工電梯基礎(chǔ)安裝人員、施工電梯安裝單位人員及項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人應(yīng)對(duì)墊板、封邊板、連接板、加勁板等部位的焊縫全數(shù)做表觀觀測(cè)及檢測(cè)。

4）重點(diǎn)控制施工電梯安裝的垂直度。安裝附墻時(shí)，用經(jīng)緯儀在平行和垂直于梯籠長(zhǎng)度的2個(gè)方向測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與水平面的垂直度，逐節(jié)安裝。每次附墻時(shí)均應(yīng)測(cè)量其垂直度，誤差不得超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高的1/1 000。施工電梯標(biāo)準(zhǔn)節(jié)總體垂直度應(yīng)滿(mǎn)足表1的要求。

表1 施工電梯標(biāo)準(zhǔn)節(jié)垂直度控制標(biāo)準(zhǔn)

5）施工電梯安裝完成后1周內(nèi)，每天對(duì)施工電梯垂直度、基礎(chǔ)變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)；如無(wú)超過(guò)設(shè)計(jì)（方案）要求的變形，可將監(jiān)測(cè)頻次調(diào)整為每周1次，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)施工電梯基礎(chǔ)4個(gè)受力點(diǎn)的變形。如發(fā)現(xiàn)有超過(guò)規(guī)范要求的變形，立即停止施工電梯使用，查明原因，并采取糾偏措施。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合蘇州國(guó)際金融中心超高層項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)例，利用有限元分析軟件，輔助實(shí)施了組合型鋼電梯基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，同時(shí)可以研究施工電梯及其基礎(chǔ)對(duì)永久結(jié)構(gòu)的影響。詳細(xì)說(shuō)明了組合型鋼電梯基礎(chǔ)的施工工藝、操作要點(diǎn)，可為類(lèi)似項(xiàng)目施工提供參考。

組合型鋼施工電梯基礎(chǔ)有效解決了跨越沉降后澆帶布置施工電梯的問(wèn)題，無(wú)需在地下室設(shè)置回頂支撐，減少了對(duì)后續(xù)施工的影響。應(yīng)用結(jié)果表明，組合型鋼施工電梯基礎(chǔ)安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用，具有良好的推廣價(jià)值。