人货电梯基础内置暗梁加固技术

王冠楠 （安徽建工第一建设集团有限公司，安徽 合肥 230000）

1 引言

在建筑高层施工中人货电梯作为一种施工过程中人员、货物等主要的垂直运输机械，被广泛使用。近年来，随着我国城镇化率的不断提高，新建的施工工地往往与已建成的施工单体距离越来越近，在施工过程中的工地可使用的施工区域面积不断减少。采用支护桩加冠梁的支护方式，避免了基坑开挖过程中地放坡，可以有效地减少新建工程对已建工程的干涉，在市区工地中大量被采用。当基坑与单体距离过近时，人货电梯基础布置时位置同样受到空间限制。在某实际工程实践中，人货电梯基础截面出现一部分落在车库顶板，另一部分落在回填土基坑肥槽，类似于基础出现了悬挑布置的形式。对此，为了保证人货电梯基础不倾覆、不产生不均匀沉降等问题。在实践中采用了在电梯基础内部设置三根暗梁，通过暗梁与主体结构首层加腋进行锚固，相当于利用悬挑暗梁将整个人货电梯基础“端”了起来。

2 工程概况

某B1#办公楼项目为框架核心筒结构，地下2 层、地上27 层，主楼建筑高度99m，总建筑面积为36289.38m2，其中地上建筑面积为28812.13m2，地下建筑面积为7477.25m2，人防地库面积为1980m2，建筑标准层层高3.6m。其地下室负一层地下室顶板厚250mm，负二层地下室顶板厚度为120mm。混凝土强度为C35。基坑侧壁支护形式为钻孔灌注桩加冠梁，冠梁边与地下车库外墙边距离为1100mm。采用SC200/200双笼不带对重型人货电梯，布置人货电梯时采用悬挑式钢管脚手架作为接料平台。

3 人货电梯基础设计

3.1 平面定位

本项目选用的人货电梯型号为双笼不带对重型电梯。在人货电梯平面布置时综合考虑了其说明书提供的电梯尺寸参数，同时考虑到卸料平台的尺寸、人货电梯附墙杆件长度及其与结构连接方式等要求，最终，人货电梯平面布置时，电梯中心距离建筑外墙尺寸为3400mm。土上。

图1 人货电梯平面布置图

3.2 基础结构设计

由于基础下部支撑的三种不同形式（车库结构、回填土、冠梁）刚度不同，很容易造成电梯基础不均匀沉降，由此带来施工安全风险。为此，采用两步法对该电梯基础进行结构设计。

①根据电梯厂家说明书要求，普通电梯基础尺寸为（长）6000mm×（宽）4000mm×（高）300mm，进行了相应的扩大。项目实际施工过程中采用的基础尺寸为（长）6500mm×（宽）4500mm×（高）400mm。基础配筋采用双向双层12@200 钢筋，同时布置梅花状拉结筋10@400mm×400mm。基础钢筋保护层厚度为40mm，混凝土强度等级为C35 早强。该步骤主要满足人货电梯基础本身抵抗抗冲切和承载上部导轨和吊笼等荷载的能力。

②为了解决在不同支撑面下产生不均匀沉降的问题，在基础中增加设置三条（宽）400mm×（高）400mm 的暗梁，暗梁配筋为上下各422 主筋，箍筋采

通过平面定位后发现，由于电梯基础下部车库顶板在基础宽度方向长度不够，形成了人货电梯基础横跨整个基坑。相当于，拟施工的电梯基础截面一部分设置在车库顶板结构面上，一部分搁置在回填土上。经过现场实际发现，该项目基坑支护采用了钻孔管桩加冠梁的支护形式，且冠梁顶面标高与车库顶板结构顶标高一致。故该电梯基础布置时横跨了三段不同的支撑面，即车库顶、回填土顶、冠梁顶。经计算，人货电梯位置约55%面积位于地库顶板，约20%面积位于支护桩冠梁上，约25%面积位于回填用8@150(2)。该步骤以提升基础整体刚度、强度及稳定性。

3.3 暗梁锚固设计

B1#办公楼结构设计中首层结构梁板与车库顶板标高高差达1.4m，故此在连接处采用了加腋节点设计做法。加腋采用60°放坡钢筋混凝土结构，利用该腋角将暗梁一端钢筋直接与腋角进行锚固，钢筋锚固长度为Lae，形成了一端固端连接方式。暗梁另一端直接搁置在冠梁顶部，形成仅提供竖向支撑力的单链杆支撑节点。

图2 人货电梯基础配筋图

固端连接处在简化计算时直接按照固端支座设计，可以承受支座弯矩及X和Y 方向的支座反力，搁置在冠梁顶的支座在简化计算时按照单链杆支座考虑，仅承受来自Y 方向支座反力，该部分支座弯矩为0，即不承受支座弯矩。根据此设计，相当于利用基础中的三根暗梁，将人货电梯基础，相当于“桥梁”结构一样横跨支撑能力最弱的基坑回填土，布置于基坑段的人货电梯基础，利用基础自身和三根暗梁共同作用，避免了在软弱土层上的基坑沉降问题。

3.4 构造设计

考虑到车库顶板标高比建筑±0.000 处标高低1.4m，当基础施工完成后，由于标高较低会形成基础表面积水的问题。为解决此问题，对基础的积水处理方式采用有组织的排水思路，主要从三个方面进行设计。①在基础四周砌筑1.3m 高的砌体挡土墙，避免基础四周车库顶板的积水直接蔓延至基础表面，从而导致基础节预埋螺栓被积水浸泡。②基础表面整体设置0.3%的单边泛水设计，让基础表面的存水在其自身重力作用下自然汇集至最低处。③在基础顶面标高最低处设置一个50mm×100mm的积水坑，便于将汇集的水集中排出。

4 人货电梯基础施工

4.1 施工流程

施工准备→冠梁顶超高部分剔凿→回填土标高整平→基础垫层浇筑→结构边线放样→模板支设→基础底部钢筋绑扎→暗梁钢筋绑扎→基础顶部钢筋绑扎→拉钩拉结→人货电梯基础螺栓定位及预埋→基础混凝土浇筑→混凝土养护。

4.2 施工要点

当局部冠梁顶标高超出车库顶板标高时，需要进行人为剔凿。在剔凿时需要注意将冠梁钢筋表面黏结的混凝土剔凿干净。

图3 人货电梯基础立面构造图

垫层浇筑时需要注意控制好顶面标高。

浇筑混凝土时，人货电梯预埋框的螺栓孔需临时用木板遮住或加塑料塞等其他填充物予以保护，防止混凝土进入螺栓孔内。预埋完成后应严格按照说明书控制好，螺栓端面比成型后的混凝土表面高出的高度。

基础施工时，要求地脚螺栓定位准确，尺寸符合要求，相对偏移不大于5mm，16根螺栓固定后，开始放入模中。

浇注混凝土时，要求精心细致，振捣不得直接振捣螺杆，施工中由专人对其进行检验复核，做到尺寸准确。

人货电梯基础要做好混凝土试块制作，混凝土浇筑后做好养护，必须保证混凝土强度达到设计强度之后方可开始人货电梯安装作业。

5 人货电梯满堂脚手架支撑方案

5.1 加固方案

对人货电梯作用范围的地下室顶板进行支撑，使板处于不受力状态。

支撑架体材料选用钢管（Φ4.8×3.5）搭设满堂脚手架（支撑面尺寸为4500mm×6500mm），将地下室顶板上的荷载传至地下室底板以满足安全施工要求。满堂脚手架搭设采用立杆上加可调顶托，可调顶托上采用方木（50mm×100mm）作为主龙骨的支撑体系。立杆间距400mm×400mm，底部垫50mm厚垫板。负一层架体水平拉杆步距1000mm，负二层水平拉杆步距第一道1000mm，往上采用800mm 步距布置，上下水平拉杆距立杆不大于200mm。为确保施工电梯荷载能够有效传递至地下室底板，可调顶托必须旋紧。

5.2 架体搭设要求

板加固时，立杆必须上下顶紧，纵、横杆件不得缺少，立杆下部扣件拧紧。现浇板上部支撑立杆使用可调托撑（顶丝）与钢管龙骨相连时，托板厚度不得小于5mm，托板与螺杆必须焊接牢固，使用时螺杆伸出长度不得超过200mm，插入立杆内的长度不得少于300mm。

满堂支架沿人货电梯基础四边，支架立杆沿竖向设置一道纵、横向剪刀撑，由底至顶连续设置。剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的水平杆或立杆上，旋转扣件中心线至主接点的距离不宜大于150mm。

纵横向水平杆设置在立杆内侧。纵横向水平杆接长采用对接扣件连接，纵横向水平杆的对接扣件交错布置，即两根相邻纵横向水平杆的接头不应设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不应大于纵距的1/3。

架体搭设完毕，必须由项目技术负责人组织有关人员按照设计方案的要求，进行检查验收，合格后方可进行人货电梯的安装。

6 人货电梯基础验算

①承载力计算

吊笼重：2×1500=3000kg；

外笼重：1480kg；

导轨架重：[106.5/1.508]取整×150=10650kg；

吊笼载重：2×2000=4000kg；

对重：2×1200=2400kg；

底板自重：4.5×6.5×0.4×24=280.8kN；

承载力总和：（3000+1480+10650+4000+2400）/100+280.8=215.3+280.8=496.1kN。

此荷载均布于三道暗梁，每道梁承受的荷载496.1/3=165.4kN。

转化为均布荷载为：q=165.4kN/6.5m=25.24kN/m。

根据实际工况，采用计算简图如图4所示，弯矩图如图5所示。弯矩中最大值为：

本项目人货电梯基础混凝土采用C35 早强，保护层40mm，为安全考虑，计算时采用C30 强度，保护层厚度取30mm进行复核。

图4 计算简图

图5 弯矩示意图

混凝土C30：fC=14.3N/mm2。

钢筋HRB400:fy=f'y=360N/mm2，εb=0.518，保护层厚度=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。

结论：暗梁荷载满足要求。

②强度的验算：Mmax=4.58kN·m；

弯曲截面系数：

梁强度满足要求。

③梁的扰度计算

梁的惯性矩I=混凝土的弹性模量E=3.0×104。

④扰度计算

ymax=0.00542ql4/EI=0.014mm＜L/600

=2.67mm，

梁扰度满足要求。

7 结语

本工程人货电梯的加固措施考虑到了现场的实际情况，充分利用了在基坑支护临时工程的灌注桩和冠梁的支撑作用，采用内置暗梁，操作简便，造价低廉，同时在使用过程中保证了人货电梯基础的安全稳固，体现了经济性和合理性。其不足之处在于，计算时安全储备较大，将常用的人货电梯基础尺寸进行了放大；未能在冠梁处设置固端连接，从而可以适当降低暗梁配筋。同时，由于项目实际情况限制未采用无料台的人货电梯布置方式，当采用无料台设计时，人货电梯与主体结构的距离可以大大减少，从而可以将电梯基础全部布置在车库顶板上，以节省加固费用。