装修工程如何在楼层内增设电梯施工工艺研究

王 刚 章勇军 徐巨龙

在原有建筑内进行装修改造施工时，要求增设一台室内施工电梯。传统的电梯井道为钢筋混凝土结构，施工时需先对电梯周边原有结构进行加固、拆除，再施工电梯基坑及电梯井道，最后安装电梯。因其涉及到多个专业施工，且施工部位为楼内、高层，其施工技术难度显著增加且面临施工机具搬运、材料运输等问题。

综合考虑项目整体工期、材料现场垂直运输、新增结构自重过大及施工质量难以保证等因素。施工建议业主将原井道设计优化为现浇钢筋混凝土+钢结构的形式。采用优化后施工工艺，井道自重降低，且避免了整体现浇结构材料运输的问题，整体工期缩短约25 %，劳动力成本减少10 %，整体成本降低12 %，可为相同类型项目施工提供参考。

1 工程概况

1.1 工程概述

杭州某办公楼装饰工程位于杭州市上城区，总建筑面积41 114 m2，规模等级为一类公共建筑，地下含夹层及3 层地下室，地上19 层，建筑限高80 m，结构形式为框架核心筒结构，抗震设防烈度为7 度，设计基本地震加速值0.1 g，框架抗震等级为二级，剪力墙抗震等级为二级；建筑设计使用年限为50 年。

装饰施工内容：包括1F ～19F 机电安装、消防、加固、景观电梯安装、屋顶花园。业主为方便董事长在屋顶花园招待客人特意要求在十七层至十九层之间加设一台景观电梯，依据装饰设计图纸，此电梯设置在楼内如图1 所示。

图1 楼内新增电梯设计图（来源：作者自绘）

结构拆除范围为：18 层至屋面层4 ～5 轴交F-G 轴中间区域楼板，面积总计约15 m2。结构加固内容为：新增结构、楼板碳纤维、梁粘钢。

1.2 方案优化

原结构设计新增电梯井道采用的是现浇钢筋混凝土，考虑本项目整体工期、材料现场垂直运输、新增结构自重过大及施工质量难以保证等因素。施工方建议业主将原井道设计优化为现浇钢筋混凝土+钢结构的形式。优化后井道设计方案为：现浇钢筋混凝土+钢结构的形式（图2、图3、图4）。基础设计为：侧壁及底板均为厚度为200 mm 的C35细石混凝土，侧壁配筋竖向C12 间距为150 mm、横向C10 间距200 mm，底板配双层双向C12 间距150 mm。钢结构设计：采用Q235B 方钢组成，包括钢柱、钢梁、钢斜撑如图5 所示，构件之间连接采用手工电焊和高强度螺栓连接，焊接材料为E43（Q235B；HPB300）、E55（HRB400）焊条，安装完成后应对焊缝进行检测并涂刷防锈漆。

图2 优化后井道立面图（来源：作者自绘）

图3 电梯基础剖面图（来源：作者自绘）

图4 电梯基础平面图（来源：作者自绘）

图5 钢结构井道设计图（来源：作者自绘）

2 施工工作流程

工作流程：设计出图、核审→深化设计→定位、放样→加固→拆除→梯井底座砼浇捣→钢龙骨安装→砖砌体围护墙→电梯安装配合→运行测试→交付。

3 施工技术工艺

3.1 设计出图、核审

由电梯公司根据现场实际尺寸，给出电梯定位放样图，如图6。该电梯厂商的平面设计图应经原结构设计单位对开凿洞口结构安全进行验算，出具对开凿楼板洞口梁的结构加固施工图纸（图7），经审图办审核后投入施工。

图6 电梯洞口定位图（来源：作者自绘）

图7 梁加固节点图（来源：作者自绘）

3.2 深化设计、构件加工

针对设计图纸与钢结构构件加工厂协同进行深化设计，明确各构件加工尺寸、规格及端部处理方式、预埋板安装位置、列出构件加工清单等。

钢构件应依据深化料单由专业厂家定尺加工，按结构的安装顺序分单元成套供应。构件的切割应考虑切割过程对构件产生的影响，为将此影响降到最低，切割应先从短边开始。对不同形状的钢构件进行切割加工时，应依据深化设计后的构件规格、尺寸，进行合理规划，充分利用原材，减少损耗。切割过程同时应讲究先割大件，后割小件，先割不规则构件，后割规则构件的原则进行切割；进行窄长条形板的切割时，为防止钢构件产生变形，必须针对两长边同时进行切割[1]。切割允许偏差详见表1、表2。

表1 机械切割的允许偏差

表2 气割的允许偏差

钢构件进场后存放应设置专门存放场地，场地地面要进行硬化找平处理，设排水措施，保证场地无积水。钢构件堆放应按照构件的规格及安装顺序进行存放。构件堆放时底部必须垫垫枕，垫枕应有足够支承面。构件需要叠放时，各层构件之间必须用垫枕隔开，防止构件之间产生碰撞变形，构件叠放层数应按构件重量进行分别控制。焊接材料和螺栓涂料等小件材料应建立专门仓库存放，库房内应设置窗户，保持干燥通风。

3.3 定位、放样

第一，先自十七层根据原有墙体及梁、柱控制线用经纬仪测设一条基准线，水平线利用水准仪按已有墙体的水平标高线为基准线，放出电梯底坑、及各层的电梯梁边线；再放出楼板需要拆除、加固范围线。第二，利用升降操作平台，将加固定位线以及各锚固钢筋锚固点位引至梁底及板底。第三，现有需要加固的柱进行统一的垂直方正检测，在纵横统一的轴线上检测偏离误差。在柱截面加固时对严重偏离轴线的柱体进行处理。

3.4 结构加固

3.4.1 碳纤维加固

本项目施工区域为16 楼碳纤维加固区域（板面：6 ～8/F ～1/G 轴范围板，板底6 ～7/F ～G 轴碳纤维加固）。屋面层碳纤维加固区域（板底：4 ～5/F ～G轴范围板、4 ～7/D ～E 轴范围板），如图8 所示。

图8 板底碳纤维加固（来源：作者自摄）

材料选用：本项目采用的为同正碳纤维布（TZ-300）满足碳纤维受拉弹性模量≥2.4×105 MPa，受拉强度标准值不小于3 400 MPa；胶粘剂采用A 级胶粘剂，现场使用为同正浸渍树脂（TZ-RH），其抗拉强度为59.8 MPa ≥40 MPa。

基层处理：碳纤维施工前应先对结构基层进行处理，需用混凝土角磨机、砂轮（砂纸）等工具出去装饰层，直至混凝土结构面，将混凝土表面凸起部位用角磨机磨平，针对转角要粘贴部位要做成圆弧状倒角，R ²＞20 mm。再清理干净混凝土表面的浮浆、油污等杂质，最后用空压机将混凝土表面清理干净并保持干燥。有裂缝部位，要应先对裂缝进行封闭处理。

涂胶：按要求调配好胶液后用滚桶刷或毛刷将胶液均匀涂抹于处理好的混凝土表面， 涂抹厚度不超过0.4 mm，不得有流淌、气泡，同时不能有漏涂。胶液涂刷完成后要让胶液有充足的固化时间，保证强度，固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2 h。

贴碳纤维布：按设计要求尺寸裁剪碳纤维，并应将碳纤维表面擦拭干净至无粉尘，后按照纤维方向进行粘贴，并立即涂刷粘结胶，胶层应呈突起状，平均厚度不小于2 mm。再用特制光滑滚筒在碳纤维片材表面沿同一方向进行反复滚压，直至胶料渗出碳纤维片材外表面，以确保去除胶层内空气，并使碳纤维充分浸润胶料。多层粘贴重复按以上步骤操作即可。

每两层碳纤维粘贴技术间歇时间控制以纤维表面用指触感干燥，方可进行下一层碳纤维的粘贴。碳纤维全部粘贴完毕后需在最外层碳纤维的外表面再均匀涂抹一层粘贴胶料并养护。

3.4.2 粘接钢板加固

材料选用：钢板：Q355B 级；焊条：E43（Q235B；HPB300）、E55（HRB400）；同正粘钢结构胶（TZ-NG），A 级胶粘剂，现场按产品要求进行调制，抗拉强度30.3 MPa ≥30 MPa。钢板在安装之前应先对构件表面进行除锈，如钢板未生锈或轻微锈蚀，可用喷砂法除锈或采用平砂轮打磨除锈，除锈完成后用脱脂棉沾丙酮对构件整体进行擦拭，保证钢构件表面干净。钢构件表面的油脂用三氯乙烯进行清理擦拭，最后再用清水进行冲洗。

基层处理：对原混凝土构件的粘合面，应先将装饰层铲除，后对粘合面进行打磨，除去2 ～3 mm 厚表层，直至完全露出新面，再用硬毛刷沾高效洗涤剂，刷除表面油垢污物，并用清水冲洗，最后用无油压缩空气吹除粉尘并是混凝土表面干燥。若混凝土表面严重凹凸不平，可先用高强修补材料修补找平。

粘接钢板：为降低应力水平，减轻和消除后粘钢板的应力应变滞后，粘钢前对构件适量卸荷，卸荷稳定以后再开始粘钢。如果用千斤顶卸荷，为了防止油压千斤顶漏油使卸载不稳定，必须使用螺旋千斤顶卸载。对结构进行钻孔注胶后用抹刀同时将胶粘剂涂抹在已处理好的钢板表面和混凝土表面上，胶粘剂厚度宜控制在1 ～3 mm 之间，并以中间厚边缘较薄为宜，最后将钢板粘贴于预定位置见图9。钢板粘好后立即用螺栓或夹具、钢管顶撑，并适当加压，以使胶液从钢板边缘挤出为宜。

图9 粘接钢板加固（来源：作者自摄）

固化养护：建筑结构胶的固化养护，如环境温度保持在15℃以上，则24 h 可拆除夹具及支撑，3 d 后可受力使用；如环境温度低于15℃，应当采用人工升温措施。固化期间不得对钢板进行任何的扰动。

3.4.3 主梁加大截面加固

按照设计要求电梯搭设的二根主梁，均需植筋加固。施工顺序：先在电梯梁与主梁需搭接处，先植上下大梁主筋2Φ20+6Φ25，植入深度是20 d。再在原梁中部两边植GΦ14@200 腰筋，其次在板内植Φ10@200 的U 形箍筋，植入深度是10 d。

加固混凝土灌注：等加固钢筋绑扎、模板支撑完成后，按照设计进行灌浆施工[2]，本工程设计加固截面采用灌浆料为C40 无收缩混凝土灌浆料。为混凝土浇筑质量控制，在梁上部楼板位置开洞，混凝土从洞口往下进行浇筑，C30 砼浇捣需浇拌均匀，保证砼质量。

灌浆料制备:灌浆料的配置需严格按照厂家提供的配合比及加料顺序进行拌制，搅拌用水必须采用饮用水。以浆料整体均匀、无浮浆即可。最后将灌浆料与细石混凝土按7:3 的比例混合成混合料使用。

3.5 结构拆除

楼板的拆除选用静力切割机械，具体操作入下：先进行洞口四周的切割，将砼切割块放置在支撑平台上，风镐破碎。拆除部位周边需在拆除作业开始直径完成对结构的回顶，保证安全。

3.6 梯井底座混凝土浇捣

（1）混凝土浇筑:混凝土浇筑前，须对原结构表面凿毛清洗处理，凿毛深度应以剔凿到结构面层以下1 ～2 cm 为准，剔凿到位后用清水进行冲洗。面层冲洗干净后，涂刷水泥净浆作为界面剂。混凝土施工应编制专项模板支撑方案，现场按方案设计计算的参数搭设支模架及模板加固。混凝土采用商品混凝土，通过电梯运送到位，浇筑过程中要对混凝土进行振捣，保证混凝土密实度。浇筑过程中要按规范要求留下混凝土试块。

（2）混凝土养护:混凝土浇捣后，要及时对混凝土表面覆盖塑料薄膜进行保水养护，养护期不应小于14 d。如混凝土表面开始变干，要及时进行洒水并重新覆盖塑料薄膜，以保证混凝土表面一直处于湿润状态。

（3）电梯混凝土底座浇捣安全：由于电梯混凝土底座重量较大，模板支撑平台需严格按照规范要求搭设如图10 所示，在砼浇捣过程中要派人全程旁站，发现问题及时加固支撑[3]。电梯基础完成后要及时进行养护，保证混凝土质量如图11。

图10 电梯井道基础施工（来源：作者自摄）

图11 混凝土基础完成（来源：作者自摄）

3.7 钢龙骨安装

为加强电梯井的刚度，井道围护墙设计采用钢结构龙骨，砖砌体围护结构，在钢支架上电焊竖向间距Φ6@600 钢筋作为砌体拉结筋[4]。

本工程钢结构主材全部采用Q235B方钢制作，包括钢柱、钢梁、钢斜撑。连接形式为采用手工电焊和高强度螺栓连接，焊接材料为E43（Q235B；HPB300）、E55（HRB400）焊条，安装工艺为：构件散件进场，现场设钢构件组装场，在钢构件组装场拼装成多个安装单元，运至安装楼层后用葫芦配合人工进行安装。根据楼层高度，通过深化设计，本工程单根钢梁最长不超过3.5 m，能满足楼层单层高度，因此不用进行分段处理。

图12 预埋铁件及骨架焊接（来源：作者自摄）

图13 构件与构件之间焊接（来源：作者自摄）

图14 电梯井道完成效果（来源：作者自摄）

（1）手工电焊：根据图纸设计，钢构件与埋板、钢构件与钢构件之间连接大部分为焊接如图12、13、14 所示。在大批量焊接施工之前，应按照要求进行焊接工艺评定试验。

焊接作业区风速控制标准：气体保护焊及药芯焊丝电弧焊不超过2 m/s、手工电弧焊不超过8 m/s。当作业区域风速超过规定范围时作业区应设防风棚或其他防风措施。焊接作业区环境温度不得抵于0℃，当作业环境温度低于0℃时，应将构件焊接部位各方向大于或等于两倍钢板厚度且不小于100 mm 范围内的母材进行预加热，将温度加热到20℃及以上时方可施焊，且焊接过程中要一直保持这个温度。

（2）螺栓连接：本工程局部使用螺栓连接，螺栓使用6.8 级扭剪型高强螺，由制造厂按批配套供货，并提供出厂质量保证书。开始安装前需先由第三方进行复验螺栓连接副的紧固轴力，复验数量按每批此复验8 套取。高强度螺栓连接副安装时，在每个连接节点应先采用临时螺栓和冲钉进行临时固定，来保证安装时高强度螺栓处于不受力状态，此处应注意不能用正式螺栓代替临时螺栓或冲钉使用。

3.8 砖砌体围护墙施工

（1）砖砌体围护墙施工顺序：包括抄平、放线、摆砖样、立皮数杆、挂准线、铺灰、砌砖等工序。

（2）砌体抄平底、中拉结、顶灌实：第一皮应该30 mm 厚细石砼抄平，防止地平铺贴渗漏到电梯井中。砖砌体施工前应进行浇水湿润，拉结筋应压在砖砌体中如图15 所示，保证砂浆的和易度，砖砌体砌至楼板顶，留50 mm 用细石砼灌实。

图15 围护结构砌筑（来源：作者自摄）

（3）为加强电梯井粉刷粘结力，在砌好的墙体外加设电焊直径4mm 的@200 mm 纵横钢盘网再在上面绑扎钢丝网片，后进行粉刷如图16 所示。

图16 拉钢丝网防开裂（来源：作者自摄）

4 结语

装修工程加装电梯多见于在落地起步，这种在楼层中间加设，还是较少。因为这种加设电梯，结构处理难度大、施工复杂，且严重影响起步楼层的空间使用率。

如确实需要增加，则要充分考虑结构荷载、空间布局以及施工难度等，综合考虑各方面因素，通过合理有效的管理措施，对施工方案进行优化，已达到既保证施工安全、质量目标，又缩短工期、节约施工成本的目的[5]。同时在施工过程，要严格按事前策划、事中严控、事后检查验收的管理程序开展，确保整个施工过程受控。