模塊化預制混凝土加裝電梯井道施工技術

徐耀東，馬 騫，盧 旦

(1.上海市建筑建材業(yè)市場管理總站，上海 200032；2.華東建筑設計研究院有限公司，上海 200011)

0 引言

受總體經濟條件制約，我國仍存在大量多層住宅未安裝電梯，隨著人民生活水平的提高，這類住宅帶來很大不便，特別是居住人群以老年人為主，生活的不便性則更加突出。因此，國家與地方各級政府先后出臺各類政策鼓勵既有住宅加裝電梯。

多年來，眾多學者對老舊住宅加裝電梯進行了研究?，F(xiàn)階段加裝電梯主體結構多采用鋼結構形式，鋼結構體系自重較小，可一定程度減少基礎所需樁，降低對原有建筑的影響。但鋼結構體系需定期維護，且維護成本和難度較大。

模塊化預制混凝土電梯井道施工技術，采用工廠化制造，機械化、自動化生產，可提高構件質量，縮短工期；節(jié)約原材料，降低能源消耗，大幅度減少施工現(xiàn)場的建筑垃圾、揚塵及噪聲污染。模塊化混凝土技術結構性能安全可靠，具有防火、防腐、后期維護簡便等特點，能極大減少電梯使用過程中的維護工作。但模塊化預制混凝土構件質量較大，對吊運設備要求較高；對構件尺寸、鋼筋與預埋件數量、位置等精度要求較高。

1 模塊化混凝土預制電梯系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)組成

模塊化預制混凝土加裝電梯產品整體包括現(xiàn)場澆筑與工廠預制2部分。現(xiàn)場澆筑部分包括樁基、混凝土基坑、連廊地坪、出入口臺階、坡道等；工廠預制部分包括預制混凝土井道主體墻板、連廊板、連廊框架、井道頂蓋等，預制部分需在工廠安裝組合，形成單元式組合構件體，如圖1所示。該系統(tǒng)既能充分發(fā)揮傳統(tǒng)混凝土結構形式的優(yōu)點，又能實現(xiàn)工廠生產、初步安裝，現(xiàn)場裝配式安裝。

圖1 電梯井道構件板

受制作設備制約，現(xiàn)有預制工廠無法將電梯井道一次性預制成型，因此需對井道進行拆分設計，通過1次預制、2次安裝的方式形成整體電梯井道，具體生產、安裝工藝如下。

1)在工廠生產電梯井道主體墻板。

2)在工廠將電梯井道主體墻板進行角部現(xiàn)澆連接，即第1次拼裝，形成四面圍合的組合井道，如圖2所示。

圖2 電梯井道組合

3)將組合井道運輸至現(xiàn)場，與現(xiàn)場澆筑成型的井道基坑連接，并依次連接上部各層組合井道。

4)井道主體安裝完成后，鋪設內部電梯軌道、管線等。

5)安裝電梯轎廂。

6)安裝預制電梯井道頂蓋。

1.2 連接構造

1)鋼筋套筒灌漿連接 構件的豎向連接采用鋼筋灌漿套筒，在井道墻體構件下部，縱向受力筋對應位置預埋鋼筋灌漿套筒。結合項目綜合考慮，若采用外飾面一體化安裝，灌漿套筒的出、入漿孔應設置在井道內側；若后裝外飾面，套筒出、入漿孔則可面向外側，以便套筒灌漿。

2)水平構件鋼筋U形環(huán)扣連接 目前常用的鋼筋連接方式主要有搭接、焊接、機械連接及灌漿套筒連接等。其中，搭接因須滿足鋼筋搭接長度要求，需較大空間；焊接和機械連接需專用設備，也需較大操作空間。結合本方案中構件在水平連接時均為轉角連接的特點，提出采用U形環(huán)扣鋼筋連接的新型節(jié)點形式。構件生產時，將水平鋼筋兩端設置為U形，水平鋼筋垂直間距需滿足結構安全性。U形鋼筋由單根鋼筋彎折形成，兩塊構件U形鋼筋交界處為現(xiàn)澆區(qū)域，在形成的方形空間4個角部后置縱向插銷鋼筋，形成箍筋籠，然后在外側局部支模，對搭接區(qū)域進行混凝土澆筑，完成構件連接。

2 構件設計與制作

對方案進行全尺寸試驗，試驗設計為2層，以對方案的結構安全性及施工便捷性進行評估。根據試驗需要共設計井道背側墻板構件、井道側墻板構件、井道門側墻板構件、加裝電梯與原有建筑連廊構件、連廊框架5種構件，共11塊，如圖3所示。

圖3 新增電梯井道構件組合示意

電梯井道背側墻板尺寸為2.2m×3m，共2塊，墻板兩邊朝向井道一側，U形鋼筋從上向下均勻布置，垂直于墻板，伸出長度與間距根據結構計算得出，如圖4所示。

圖4 井道背側墻板

電梯井道側墻板尺寸為1.4m×3m，共4塊，墻體兩側水平分布筋由環(huán)狀筋代替，并伸出墻板側面，形成U形筋，伸出長度與水平間距應符合結構安全性要求，如圖5所示。

圖5 井道側墻板

電梯井道門側墻板尺寸為2.2m×3m，共2塊,墻板兩邊朝向井道一側，U形鋼筋由上往下均勻布置，朝向電梯門廳一側在上部樓層標高處設置U形鋼筋，均垂直于墻板，伸出長度與間距根據結構計算得出，如圖6所示。

圖6 井道門側墻板

以上墻板均厚200mm，底部預埋鋼筋灌漿套筒，頂部后置縱向插銷鋼筋，鋼筋兩端錨固長度應符合結構安全性要求，并定位準確，以確保與鋼筋灌漿套筒的連接。

新加電梯與原有建筑間連廊板尺寸為1.23m×2.2m，厚100mm，共2塊。兩側設300mm×200mm連梁，并在梁端設U形鋼筋，分別與預制井道門側墻板、連梁框架連接，避免連廊過大加大荷載，如圖7所示。

圖7 連廊板

連廊框架尺寸為2.2m×6m，共1塊，如圖8所示。通過與連廊板、新增部分基礎的連接，與整個加裝電梯井道部分形成整體，使加裝電梯在原有建筑外部形成閉合整體，在原有建筑外部完成各類荷載的傳遞，避免新增電梯部分對原有建筑增加額外荷載。

圖8 連廊框架

3 電梯井道安裝

電梯井道的安裝分為工廠拼裝和現(xiàn)場安裝。

3.1 工廠拼裝

在工廠生產各類預制構件，進行第1次構件拼裝；拼裝前需按電梯井道尺寸預制底座，并在對應位置設好井道墻板定位、臨時支撐等工序所需孔位，基本安裝流程如下(見圖9)。

圖9 電梯井道第1次拼裝

1)電梯井道背部墻板定位 采用斜撐在底座上對墻板進行臨時固定，斜撐桿≥2根，位于構件同一側，且桿件與水平面夾角≥60°。利用靠尺隨時校驗墻體垂直度，保證墻體垂直。

2)電梯井道兩側墻板安裝 吊裝過程與普通墻板吊裝過程基本一致，但吊裝定位完成后不增加斜撐，而是利用對拉桿件與井道背部墻板連接進行精確定位，對拉桿≥2根，在構件上均勻布置，對拉桿件全部安裝完成后拆除井道背部墻板的斜撐。

3)電梯井道門側墻板安裝 安裝步驟與側墻板安裝基本一致。

4)完成四面墻體的臨時支撐與相互定位后，對井道墻板4個交角處臨時支模板，進行現(xiàn)澆段連接澆筑，完成一個層面的井道拼裝。

3.2 現(xiàn)場安裝

3.2.1井道安裝

井道拼裝完成后以一個整體運輸至現(xiàn)場，由于構件組合呈立方體，解決了豎向構件存放時的站立問題，降低了施工現(xiàn)場對構件臨時堆放工作的要求。

井道組合體與加裝電梯基坑間、相互樓層的井道組合體間利用鋼筋灌漿套筒連接，待加裝電梯井道全部安裝完成、結構牢固后拆除井道四面墻體相互間的臨時拉結桿件。漿料灌注需注意以下事項。

1)灌漿前應檢查灌漿孔道是否通暢，避免堵塞。

2)各構件及現(xiàn)澆電梯基坑的連接面應保持干凈，灌漿前對各表面進行濕潤。

3)電梯基坑與預制井道組合體、不同樓層的井道組合體連接處水平縫用漿料填實。

3.2.2框架安裝

由于電梯軌道對安裝精度要求極高，現(xiàn)階段采取后期統(tǒng)一安裝，因此應在電梯井道安裝完成且結構穩(wěn)定后，再進行電梯軌道、管線的統(tǒng)一安裝，以保證電梯后期的穩(wěn)定運行。

3.2.3平臺安裝

連廊板與兩側連接所需的框架梁一起預制，通過梁端U形環(huán)扣鋼筋與預制井道墻板、連廊框架的U形環(huán)扣鋼筋進行局部現(xiàn)澆連接，如圖10所示。

圖10 連廊平臺連接示意

電梯平臺連廊安裝時，需充分考慮新老建筑完成面的標高統(tǒng)一性，在平臺安裝時可適當將設計標高降低20～50mm，后期利用平臺面層貼地磚或調節(jié)連廊地坪的水泥砂漿找平層厚度與原建筑標高達到一致。

4 結語

既有建筑加裝電梯，是政府對老舊小區(qū)性能提升的重要舉措，能有效提高居民的生活便利性、舒適性，有效解決老年人上下樓難題，是一項貼合民生的重大工程。模塊化預制混凝土加裝電梯是基于裝配式混凝土技術的新型建造技術，解決了預制構件生產難度大的問題，節(jié)約電梯運行的綜合成本，具有顯著的經濟效益和現(xiàn)實意義。