人貨電梯基礎內置暗梁加固技術

王冠楠 （安徽建工第一建設集團有限公司，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程中人員、貨物等主要的垂直運輸機械，被廣泛使用。近年來，隨著我國城鎮化率的不斷提高，新建的施工工地往往與已建成的施工單體距離越來越近，在施工過程中的工地可使用的施工區域面積不斷減少。采用支護樁加冠梁的支護方式，避免了基坑開挖過程中地放坡，可以有效地減少新建工程對已建工程的干涉，在市區工地中大量被采用。當基坑與單體距離過近時，人貨電梯基礎布置時位置同樣受到空間限制。在某實際工程實踐中，人貨電梯基礎截面出現一部分落在車庫頂板，另一部分落在回填土基坑肥槽，類似于基礎出現了懸挑布置的形式。對此，為了保證人貨電梯基礎不傾覆、不產生不均勻沉降等問題。在實踐中采用了在電梯基礎內部設置三根暗梁，通過暗梁與主體結構首層加腋進行錨固，相當于利用懸挑暗梁將整個人貨電梯基礎“端”了起來。

2 工程概況

某B1#辦公樓項目為框架核心筒結構，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，人防地庫面積為1980m2，建筑標準層層高3.6m。其地下室負一層地下室頂板厚250mm，負二層地下室頂板厚度為120mm。混凝土強度為C35。基坑側壁支護形式為鉆孔灌注樁加冠梁，冠梁邊與地下車庫外墻邊距離為1100mm。采用SC200/200雙籠不帶對重型人貨電梯，布置人貨電梯時采用懸挑式鋼管腳手架作為接料平臺。

3 人貨電梯基礎設計

3.1 平面定位

本項目選用的人貨電梯型號為雙籠不帶對重型電梯。在人貨電梯平面布置時綜合考慮了其說明書提供的電梯尺寸參數，同時考慮到卸料平臺的尺寸、人貨電梯附墻桿件長度及其與結構連接方式等要求，最終，人貨電梯平面布置時，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 基礎結構設計

由于基礎下部支撐的三種不同形式（車庫結構、回填土、冠梁）剛度不同，很容易造成電梯基礎不均勻沉降，由此帶來施工安全風險。為此，采用兩步法對該電梯基礎進行結構設計。

①根據電梯廠家說明書要求，普通電梯基礎尺寸為（長）6000mm×（寬）4000mm×（高）300mm，進行了相應的擴大。項目實際施工過程中采用的基礎尺寸為（長）6500mm×（寬）4500mm×（高）400mm。基礎配筋采用雙向雙層12@200 鋼筋，同時布置梅花狀拉結筋10@400mm×400mm。基礎鋼筋保護層厚度為40mm，混凝土強度等級為C35 早強。該步驟主要滿足人貨電梯基礎本身抵抗抗沖切和承載上部導軌和吊籠等荷載的能力。

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

通過平面定位后發現，由于電梯基礎下部車庫頂板在基礎寬度方向長度不夠，形成了人貨電梯基礎橫跨整個基坑。相當于，擬施工的電梯基礎截面一部分設置在車庫頂板結構面上，一部分擱置在回填土上。經過現場實際發現，該項目基坑支護采用了鉆孔管樁加冠梁的支護形式，且冠梁頂面標高與車庫頂板結構頂標高一致。故該電梯基礎布置時橫跨了三段不同的支撐面，即車庫頂、回填土頂、冠梁頂。經計算，人貨電梯位置約55%面積位于地庫頂板，約20%面積位于支護樁冠梁上，約25%面積位于回填用8@150(2)。該步驟以提升基礎整體剛度、強度及穩定性。

3.3 暗梁錨固設計

B1#辦公樓結構設計中首層結構梁板與車庫頂板標高高差達1.4m，故此在連接處采用了加腋節點設計做法。加腋采用60°放坡鋼筋混凝土結構，利用該腋角將暗梁一端鋼筋直接與腋角進行錨固，鋼筋錨固長度為Lae，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點。

圖2 人貨電梯基礎配筋圖

固端連接處在簡化計算時直接按照固端支座設計，可以承受支座彎矩及X和Y 方向的支座反力，擱置在冠梁頂的支座在簡化計算時按照單鏈桿支座考慮，僅承受來自Y 方向支座反力，該部分支座彎矩為0，即不承受支座彎矩。根據此設計，相當于利用基礎中的三根暗梁，將人貨電梯基礎，相當于“橋梁”結構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，利用基礎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題。

3.4 構造設計

考慮到車庫頂板標高比建筑±0.000 處標高低1.4m，當基礎施工完成后，由于標高較低會形成基礎表面積水的問題。為解決此問題，對基礎的積水處理方式采用有組織的排水思路，主要從三個方面進行設計。①在基礎四周砌筑1.3m 高的砌體擋土墻，避免基礎四周車庫頂板的積水直接蔓延至基礎表面，從而導致基礎節預埋螺栓被積水浸泡。②基礎表面整體設置0.3%的單邊泛水設計，讓基礎表面的存水在其自身重力作用下自然匯集至最低處。③在基礎頂面標高最低處設置一個50mm×100mm的積水坑，便于將匯集的水集中排出。

4 人貨電梯基礎施工

4.1 施工流程

施工準備→冠梁頂超高部分剔鑿→回填土標高整平→基礎墊層澆筑→結構邊線放樣→模板支設→基礎底部鋼筋綁扎→暗梁鋼筋綁扎→基礎頂部鋼筋綁扎→拉鉤拉結→人貨電梯基礎螺栓定位及預埋→基礎混凝土澆筑→混凝土養護。

4.2 施工要點

當局部冠梁頂標高超出車庫頂板標高時，需要進行人為剔鑿。在剔鑿時需要注意將冠梁鋼筋表面黏結的混凝土剔鑿干凈。

圖3 人貨電梯基礎立面構造圖

墊層澆筑時需要注意控制好頂面標高。

澆筑混凝土時，人貨電梯預埋框的螺栓孔需臨時用木板遮住或加塑料塞等其他填充物予以保護，防止混凝土進入螺栓孔內。預埋完成后應嚴格按照說明書控制好，螺栓端面比成型后的混凝土表面高出的高度。

基礎施工時，要求地腳螺栓定位準確，尺寸符合要求，相對偏移不大于5mm，16根螺栓固定后，開始放入模中。

澆注混凝土時，要求精心細致，振搗不得直接振搗螺桿，施工中由專人對其進行檢驗復核，做到尺寸準確。

人貨電梯基礎要做好混凝土試塊制作，混凝土澆筑后做好養護，必須保證混凝土強度達到設計強度之后方可開始人貨電梯安裝作業。

5 人貨電梯滿堂腳手架支撐方案

5.1 加固方案

對人貨電梯作用范圍的地下室頂板進行支撐，使板處于不受力狀態。

支撐架體材料選用鋼管（Φ4.8×3.5）搭設滿堂腳手架（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。滿堂腳手架搭設采用立桿上加可調頂托，可調頂托上采用方木（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。負一層架體水平拉桿步距1000mm，負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，可調頂托必須旋緊。

5.2 架體搭設要求

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

滿堂支架沿人貨電梯基礎四邊，支架立桿沿豎向設置一道縱、橫向剪刀撐，由底至頂連續設置。剪刀撐應用旋轉扣件固定在與之相交的水平桿或立桿上，旋轉扣件中心線至主接點的距離不宜大于150mm。

縱橫向水平桿設置在立桿內側。縱橫向水平桿接長采用對接扣件連接，縱橫向水平桿的對接扣件交錯布置，即兩根相鄰縱橫向水平桿的接頭不應設置在同步或同跨內；不同步或不同跨兩個相鄰接頭在水平方向錯開的距離不應小于500mm；各接頭中心至最近主節點的距離不應大于縱距的1/3。

架體搭設完畢，必須由項目技術負責人組織有關人員按照設計方案的要求，進行檢查驗收，合格后方可進行人貨電梯的安裝。

6 人貨電梯基礎驗算

①承載力計算

吊籠重：2×1500=3000kg；

外籠重：1480kg；

導軌架重：[106.5/1.508]取整×150=10650kg；

吊籠載重：2×2000=4000kg；

對重：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。

轉化為均布荷載為：q=165.4kN/6.5m=25.24kN/m。

根據實際工況，采用計算簡圖如圖4所示，彎矩圖如圖5所示。彎矩中最大值為：

本項目人貨電梯基礎混凝土采用C35 早強，保護層40mm，為安全考慮，計算時采用C30 強度，保護層厚度取30mm進行復核。

圖4 計算簡圖

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。

結論：暗梁荷載滿足要求。

②強度的驗算：Mmax=4.58kN·m；

彎曲截面系數：

梁強度滿足要求。

③梁的擾度計算

梁的慣性矩I=混凝土的彈性模量E=3.0×104。

④擾度計算

ymax=0.00542ql4/EI=0.014mm＜L/600

=2.67mm，

梁擾度滿足要求。

7 結語

本工程人貨電梯的加固措施考慮到了現場的實際情況，充分利用了在基坑支護臨時工程的灌注樁和冠梁的支撐作用，采用內置暗梁，操作簡便，造價低廉，同時在使用過程中保證了人貨電梯基礎的安全穩固，體現了經濟性和合理性。其不足之處在于，計算時安全儲備較大，將常用的人貨電梯基礎尺寸進行了放大；未能在冠梁處設置固端連接，從而可以適當降低暗梁配筋。同時，由于項目實際情況限制未采用無料臺的人貨電梯布置方式，當采用無料臺設計時，人貨電梯與主體結構的距離可以大大減少，從而可以將電梯基礎全部布置在車庫頂板上，以節省加固費用。