超高層施工電梯在樓面上的特殊安裝方案

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簡介： 本文通過介紹的施工電梯基礎卻不能落在地基上，而是要安裝在已經(jīng)使用的地下室屋面結構上的工程實例，詳細介紹了超高層建筑工程施工中，施工電梯安裝在地下室樓面結構上，基礎的特殊處理方案；并附有結構施工電梯基礎梁設計計算書。
關鍵字：施工電梯 梁式基礎 結構轉換 結構承載力 穩(wěn)定性 沉降觀測

　　施工電梯作為高層建筑中材料和人員垂直運輸?shù)谋貍涫┕C械，已經(jīng)得到了廣泛的應用，電梯基礎是施工電梯的重要組成部分，它直接影響到施工電梯的安全運行。因此電梯基礎的設計和施工極為重要，應根據(jù)地基承載力結合工程特點進行計算。但這里主要介紹的施工電梯基礎卻不能落在地基上，而是要安裝在已經(jīng)使用的地下室屋面結構上的工程實例。

　　一、工程概況

　　重慶紅鼎國際名苑工程，位于重慶市江北區(qū)觀音橋商貿(mào)中心地段，該項目屬“四久工程”，地下室及裙樓部分為“現(xiàn)代廣場”已于99年正式通過驗收投入使用。紅鼎國際名苑工程自七層裙樓上續(xù)建A、B、C座高層住宅，工程建筑總面積16.0萬平方米，其中：A座48層，高154.5米，建筑面積6.2萬平方米；工程結構為框支剪力墻結構，為超高層建筑。

　　根據(jù)紅鼎國際名苑工程A座現(xiàn)場實際情況，工程周遍無施工場地，只有在軸外側郵政營業(yè)廳的三層屋面，即地下室屋面結構上有空地可以作為施工場地，安裝施工機械設備。但本工程是48層的超高層建筑，施工電梯安裝高度要求達到146m，集中計算荷載大，作為唯一安裝施工電梯的郵政營業(yè)廳的三層屋面結構，無法承受和荷載的傳遞，且下部結構無法進行加固，因此安裝在樓面結構上難度極大。

　　項目工程師絞盡腦汁，最后大膽地將施工電梯安裝在車道剪力墻與兩根框架柱之間，采用“T”型鋼筋混凝土扁梁結構，作為施工電梯基礎的特殊安裝方案。

　　二、施工電梯基礎設計

　　1、施工電梯基礎設計難點：

　　a、施工電梯如此大的荷載該部位屋面梁板結構無法承受，電梯基礎不可能直接做在屋面上；

　　b、該部位三層以下為郵政營業(yè)廳庫房正在使用，不能對下部梁板結構進行加固處理；

　　c、施工電梯安裝位置的下部豎向結構跨度達到8000mm，且電梯基礎內側支座不能直接支撐在豎向結構上，要進行結構轉換；

　　d、施工電梯基礎高度受到上物坡度的限制。

　　2、施工電梯基礎形式及配筋設計

　　由于施工電梯的集中荷載達到600KN，荷載較大，所以電梯基礎采用基礎梁的形式進行荷載傳遞。梁式基礎有鋼筋混凝土梁和型鋼組合梁兩種形式，但考慮內側基礎梁支座要進行結構轉換，我們在實際施工中采用的是鋼筋混凝土梁的形式作為施工電梯的基礎。

　　施工電梯基礎梁L1尺寸為：1000mm寬×500mm高，梁寬是根據(jù)施工電梯標準件寬度750mm確定，梁高是考慮上材料的斜坡高度。

　　內側支座結構轉換梁L2尺寸為：400mm寬×800mm高，其中L2在軸為鋼筋混凝土牛腿支座。

　　施工電梯基礎梁L1、 L2及牛腿配筋設計附后。

　　3、施工電梯基礎平面圖

　　4、施工電梯基礎梁荷載傳遞形式

　　a、基礎梁L1荷載傳遞：

　　b、基礎梁L2及牛腿荷載傳遞：

　　三、施工電梯基礎梁的施工

　　1、8.1M標高三層樓面結構軸線引測，確保基礎梁支座位置準確。軸線由樓面軸線網(wǎng)引出，確定基礎梁位置，彈出基礎梁模板線及控制線，并彈出下部剪力墻邊線，校核剪力墻位置。

　　2、施工電梯基礎梁外端支座，先鑿除樓面找平層，確保施工電梯基礎梁支撐在下部豎向結構上，支座部位增加植入下部墻體內的支座連接鋼筋，施工中應注意保護原結構砼；施工電梯基礎梁內端支座是通過L2梁進行轉換，L2梁要注意集中荷載節(jié)點處的鋼筋加強。

　　3、L1、L2電梯基礎梁底鋪設50mm隔離層，隔離層采用砂墊層，砂墊層周遍砌磚表面覆蓋彩條布，待電梯基礎梁達到強度后清除，確保電梯基礎梁與下部結構之間50mm的間隙，防止電梯基礎梁的荷載向下部梁板結構傳遞。

　　4、鋪梁底模板，綁扎梁鋼筋，支設加固梁模板，予埋地腳螺栓及予埋鐵件。

　　5、澆筑基礎梁C30砼，校正地腳螺栓，梁面找平。

　　6、砼澆筑完畢后，砂墊層必須拆除、清理干凈。

　　7、為保證施工電梯基礎側向的穩(wěn)定性，標準件附墻跨度要加大，開始階段的附墻也要適當增加。

　　四、沉降觀測

　　施工電梯在施工過程中每加載一次，都要進行了基礎沉降觀測，現(xiàn)在施工電梯總高度已到146m，經(jīng)多次沉降觀測施工電梯基礎最大沉降量(也就是梁的最大撓度)不超過20㎜，符合設計規(guī)范要求,(梁設計最大允許撓度 [f]為40.2mm計算詳見附頁施工電梯基礎梁設計計算書)。

　　五、結束語

　　本工程施工電梯基礎設置在已施工完的樓層結構上，這種情況是我們第一次遇到，且安裝位置只此一處，沒有其他可供選擇的位置，我們經(jīng)過對各種方案的篩選，覺得只有該方案經(jīng)濟實用。經(jīng)過一年來的使用一切正常，未對下部已處在使用中的結構產(chǎn)生任何影響，得到了監(jiān)理、業(yè)主的認可和好評。施工電梯在高層工程建設中，已得到了廣泛使用。基礎設計方案也有多種，以上是將基礎設計在樓層結構上的施工方案，為我們在以后的施工中遇到同樣的情況時提供了借鑒經(jīng)驗。

　　附頁：施工電梯基礎梁設計計算書

　　一、基礎梁L1（1000×500）

　　1、設計依據(jù)：a、SCD200/200施工電梯說明書；

　　b、混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2002

　　c、原有結構設計施工圖

　　2、荷載計算

　　計算數(shù)據(jù)

　　a、根據(jù)原有結構設計施工圖（詳上圖）及施工電梯安裝部位，基礎設計支座為原結構300mm寬剪力墻，計算凈跨8040mm。

　　b、根據(jù)施工電梯使用情況及安裝要求，基礎設計寬度1000mm，高度500mm。

　　c、施工電梯安裝高度154.9-8.1=146.8M，電梯荷載：

　　吊籠（雙籠）2×20 KN

　　導軌架（146.8÷1.5≈98節(jié)，1.8 KN/節(jié)） 176.4 KN

　　對重2×10 KN

　　載重2×20 KN

　　合計： 276.4 KN

　　動力荷載安全系數(shù)：K=1.4

　　設計計算荷載P=276.4×1.4=387 KN

　　d、基礎自重：b=1.0m,h=0.5m,比重25Kn/m3,安全系數(shù)K=1.2

　　q==15 KN/m

　　3、彎矩計算（《簡明建筑結構設計手冊》P56、57）

　　集中力: MC===245867 N·m

　　MB===449208 N·m

　　均布力: MC=N·m

　　MB=N·m

　　計算彎矩:MC=245867+40401=286268 N·m

　　MB=449208+80802=530010 N·m

　　4、配筋（《簡明建筑結構設計手冊》P167）

　　梁截面尺寸1000×500砼C30

　　上部筋:A=

　　查表得（《簡明建筑結構設計手冊》P168）:ρ(%)=0.926

　　AS=

　　選Ф28、10根，AS=6153㎜2。

　　下部筋:A=

　　查表（《簡明建筑結構設計手冊》P168）得:ρ(%)=0.478

　　AS=

　　實際配10根Ф28,AS=6153㎜2。

　　5、撓度驗算

　　允許撓度[f]=（《簡明建筑結構設計手冊》P225）

　　ρ=

　　短期剛度（《簡明建筑結構設計手冊》P215） BS=，查表（P219）求得:（=0）

　　BS=1544×1000×4503=1.41×1014

　　f=

　　f=13.67㎜＜[f]=40.2㎜符合要求

　　二、基礎梁L2（400×800）設計

• 荷載

• 彎矩 （《簡明建筑結構設計手冊》P57）

　　1）q1作用下：

　　2）q2作用下：（《簡明建筑結構設計手冊》P57）

　　計算彎矩：Mmax=667430+9216=676646 N·M

　　MB=341452+18432=359884N·M

• 配筋（《簡明建筑結構設計手冊》P167）

　　梁截面尺寸 400×800砼C30

　　下鐵：

　　查表（《簡明建筑結構設計手冊》P168）得：ρ(%)=1.113

　　選Ф25、7根，AS=3436㎜2

　　上鐵：

　　查表（《簡明建筑結構設計手冊》P168）得：ρ(%)=0.559

　　選Ф25、4根，AS=1963㎜2