既有多层住宅加装电梯项目结构安全性后评估

■ 周建武 ZHOU Jianwu 蔡乐刚 CAI Legang 方 林 FANG Lin

0 引言

上海市自2011 年启动既有多层住宅加装电梯工作以来，主要经历了3 个阶段：①初期尝试阶段（2011—2016 年），解决“能装”问题；② 政策优化阶段（2016—2019 年），解决“好装”问题；③政策提升阶段（2020 年至今），解决“快装”问题。截至2022 年底，上海市加装电梯已经投入运行4 397 台。在既有多层住宅加装电梯数量大幅增长的同时，加装电梯的安全问题也引起了越来越多的关注。部分加装电梯出现不均匀沉降拉裂房屋，受台风、雷雨天气影响电梯与房屋连接处渗水，玻璃井道玻璃爆裂、高坠等新闻频频见诸于报端，引起居民担忧。为此，各地已陆续出台有关政策法规以规范既有多层住宅加装电梯的实施，相关学者在加装电梯的建筑布置、结构设计、推进难点与解决思路等方面也展开了研究[1-6]，但对既有多层住宅加装电梯项目运行使用后结构安全性评估，目前未见相关研究。

上海市既有多层住宅最早加装的电梯已投入使用近十年，钢结构井道和电梯设备已进入检测和维修保养周期，对2011—2022 年间的加装电梯项目使用运行安全情况进行后评估已经迫在眉睫。本文选取上海市144 台加装电梯，对既有房屋及加装电梯进行完损性检测，调查既有房屋及井道的倾斜与不均匀沉降情况，评估既有多层住宅加装电梯项目结构安全性。

1 调查概况

为确保调查样本的多样性和覆盖面，本次调查综合考虑既有多层住宅建造年代、房屋现状（倾斜是否超10‰、结构类型、基础形式等）、井道的结构形式（钢结构、钢筋混凝土结构、装配式等）、外立面材质（铝塑板、铝板、加气混凝土板、硅酸钙板等）等因素，选取144 台已投入使用的加装电梯，对其中96 台开展既有房屋和电梯井道完损性检测、倾斜测量及不均匀沉降调查，90 台开展电梯井道完损性检测。调查样本加装电梯竣工时间集中在2014—2022年，其中：建造于2016 年之前，未进行房屋安全性论证的电梯3 台；建造于2017—2019 年，通过安全性论证但无相关规范标准论证依据的电梯60 台；建造于2020 年之后，依据加装电梯相关规范标准通过安全性论证的电梯81 台（图1）。

图1 调查电梯加装年代分布图

1.1 既有房屋建筑结构概况

调查96 幢房屋的结构类型、房屋建造年代、基础型式分布（图2～4），大部分为6 层建筑（90%以上），少数为7 层。房屋承重砖墙一般采用烧结砖、烧结多孔砖与混合砂浆砌筑，部分房屋为粉煤灰中型砌块，少数房屋采用煤渣砖、粉煤灰小砌块等砌筑材料。房屋砌筑砖墙、混凝土梁、板、柱、墙等承重构件的材料强度离散性较大，砌筑砖抗压强度在7.1～24.5 MPa 之间，砌筑砂浆抗压强度在0.9～8.0 MPa 之间，混凝土抗压强度等级为C10～C30。

图2 房屋结构类型分布图

图3 房屋建造年代分布图

图4 房屋基础形式分布图

1.2 加装电梯结构与既有房屋连接

1.2.1 新老基础连接情况

加装电梯结构形式以钢结构为主，个别为钢筋混凝土结构。钢框架一般为六柱或八柱框架结构，基础形式多采用桩筏基础。原有房屋基础持力层一般位于第二层土，埋深在1.5～2.0 m，与新增电梯基础底板标高接近。为增加基础的整体性，降低新增结构与原有房屋基础之间的差异沉降，同时增强基础抗倾覆能力，新老基础通常采用构造连接，形成一体。根据原有房屋基础埋深、基础底板厚度、外挑尺寸、新增电梯基础底板厚度与埋深等情况，采用相应的新老基础构造连接方式，不同工程案例做法详见图5 所示。

图5 新老基础连接典型做法

1.2.2 上部结构连接情况

新增电梯上部结构与既有房屋结构要求脱开，但为进一步提高安全性和减小风荷载作用下新增钢结构井道的位移量，通常采用与原有房屋构造柱或圈梁水平构造连接方式进行加强（图6）。考虑沉降变形的影响，节点板设置竖向腰形螺栓孔，腰型孔竖向大小可根据沉降量设计。

1.2.3 连通部位墙体开洞情况

加装电梯与既有房屋连通部位不可避免地存在对既有房屋外墙墙体开洞现象，调查样本房屋基本利用原有楼梯间窗洞，将窗洞改为门洞。当原窗宽不小于900 mm，可满足通行要求时，新开洞口一般利用原有圈梁和窗洞周边的构造柱，无需加强措施；当原窗宽不足时，在新开洞口周边增设构造柱和过梁，并采用植筋方式与原主体结构连接（图7）。

2 既有房屋及其加装电梯完损性检测

2.1 加装电梯与主体结构连接部位完损性调查

对96 台已投入使用1～7 年的加装电梯进行既有房屋及加装电梯区域的完损性调查，调查内容主要为：既有房屋加装电梯部位墙体开洞及洞口周边加强情况、开洞墙体周边损伤情况、楼梯间损伤情况及电梯与主体结构连接部位的损伤和渗漏水情况，了解加装电梯前后房屋的损坏及损坏发展趋势，分析房屋现有损伤是否对其结构安全性造成不利影响。

2.1.1 墙体开洞及洞口周边加强情况

96 幢房屋中，92 幢房屋的墙体开洞为利用原有外墙窗洞，将原窗洞改为门洞，4 幢房屋将原阳台护栏改为门洞。墙体新开洞口宽度基本维持在原窗洞宽度，洞口周边的加强措施设计多为利用原有圈梁和构造柱，未采取加强措施，少数房屋洞口周边设计采用增设构造柱、过梁加固。

2.1.2 开洞墙体周边及楼梯间损伤情况

加装电梯部位墙体开洞的影响范围一般在楼梯间的范围内，加装电梯施工完成后，楼梯间也会进行必要的整修。根据调查结果，开洞墙体周边及楼梯间未见明显损伤，仅个别房屋楼梯间存在老化损伤，对房屋主体结构的安全性无明显影响。

2.1.3 加装电梯与主体结构连接部位损伤和渗漏情况

加装电梯与主体结构之间主要通过电梯厅连通，连接部位容易受温度、不均匀沉降等因素的影响而出现开裂，处于室外环境中的密封胶容易老化开裂，进而引起渗水。雨水一旦渗入，将对电梯井道结构的耐久性产生不利的影响。

根据调查结果，部分房屋电梯厅存在老化损伤和渗漏情况，存在损伤或渗漏的房屋占比38.5%，大多程度较轻，主要表现为以下几个问题：① 电梯厅外墙窗洞周边墙面、纵横墙交接处等位置存在大面积水渍、涂料开裂；②电梯厅与主体结构相接部位密封胶开裂，与主体结构脱开或轻微脱开；③电梯厅吊顶板存在霉渍、大面积水渍、涂料脱落等渗水现象；④ 少数井道与房屋相接处存在霉渍、渗水等现象。

2.2 电梯井道完损性调查

共对90 个加装电梯井道进行完损情况调查，调查结果如表1 所示。

表1 电梯井道完损性现场调查结果

根据调查结果，除1 幢房屋井道外观破损、渗水严重和1 幢房屋钢结构节点油漆剥落、锈蚀严重外，加装电梯井道的整体状况尚可，少量电梯井道钢构件表面油漆剥落、存在轻微浮锈，基坑底面积水潮湿，个别井道内壁或屋顶渗水，内壁或外观破损。

3 既有房屋及其加装电梯井道倾斜与不均匀沉降影响

3.1 既有房屋倾斜测量和不均匀沉降调查

3.1.1 倾斜测量

共对96 幢房屋进行倾斜测量，其中84 幢有加装电梯前原始测量数据，可进行对比分析。结果表明：调查房屋角点棱线的倾斜率在0.1‰～8.3‰之间，部分房屋存在一定的不均匀沉降。将本次调查倾斜复测结果与加装电梯前检测数据（加装电梯前已开展房屋检测）进行对比，对比情况如图8 所示。考虑到前后两次测点部位不完全一致，对比的结果仅做参考。

图8 调查房屋倾斜测量与加装电梯前检测数据比对情况

房屋的倾斜复测结果与加装电梯前检测数据相比主要存在以下3 种情况。

（1）房屋角点棱线的倾斜率变大，占比26%。既有房屋原倾斜方向为向电梯方向倾斜，加装电梯后，既有房屋倾斜有所增加。主要出现在2019 年之前加装电梯的房屋中，倾斜率变化范围多数小于1‰。

（2）房屋角点棱线的倾斜方向变化或倾斜率变小，占比18%。既有房屋原倾斜方向为背向电梯方向倾斜，加装电梯后，既有房屋的倾斜有所减小。

（3）房屋角点棱线的倾斜率无明显变化，占比56%。加装电梯对既有房屋的倾斜无明显影响。

总体上，加装电梯对既有房屋角点棱线的倾斜率多数无明显影响，少数房屋向电梯方向倾斜有所增加，主要出现在2019 年之前加装电梯项目中。

3.1.2 不均匀沉降影响分析

通过调查电梯井道与既有房屋连接部位，如底层地坪相接处、室外地坪、台阶、坡道等部位损伤情况，反映加装电梯与既有房屋的差异沉降，判断二者之间是否存在不均匀沉降情况。

调查结果表明，全部加装电梯项目电梯厅底层地坪与既有房屋底层地坪之间均完好，加装电梯部位室外地坪、台阶、坡道等未见明显开裂，说明既有房屋的沉降基本稳定，加装电梯采用桩筏基础，整体沉降量较小，与既有房屋之间无明显的沉降差。

3.2 电梯井道倾斜测量

共对96 幢电梯井道进行倾斜测量，测量结果表明，调查的电梯井道角点棱线的倾斜率较小，在0.1‰～4.0‰之间，平均倾斜率均小于4‰，符合上海市地基基础规范的要求，表明上海市加装电梯沉降控制的设计标准基本有效。

4 结论

本文通过对144 台上海市加装电梯项目开展调查，包括既有房屋和电梯井道完损性调查、倾斜测量、不均匀沉降调查以及趋势比对，得出以下主要结论。

（1）加装电梯对既有房屋在正常使用条件下的结构安全未发现明显的影响；房屋角点棱线的倾斜率多数无明显变化，少数房屋向电梯方向的倾斜率有所增加，但均处于规范允许范围内；加装电梯项目电梯厅底层地坪与既有房屋底层地坪之间均完好，与既有房屋之间无明显的沉降差。

（2）加装电梯井道结构整体安全可靠，未发现明显的不均匀沉降，整体倾斜率控制在规范允许范围内。部分房屋电梯与原主体结构连接部位存在损伤和渗漏情况，部分电梯井道坑底存在少量积水，部分井道钢结构存在油漆剥落、锈蚀，对电梯结构的耐久性产生不利影响，在电梯的日常运维过程中，应加强连接部位和电梯井道结构的维护和保养。

（3）既有房屋和电梯井道结构安全性评估结果表明，上海市加装电梯的技术路线整体合理可靠，经过安全性论证用于施工的设计图纸可满足加装电梯所需的安全性要求。