浅谈电梯井的改造设计与施工方案

姚玉芳

【摘要】本论文重点论述了电梯井改造工程的施工方案和施工技术，采用聚氨脂固化剂外壁既可有效阻水防渗，又大大提高局部地基承载力。既节约成本又省时，可为同类建筑物改造参考。

【关键词】聚氨脂固化剂；电梯井；改造；

1 工程概况

某地法式城堡为三层框架结构，层高为6m，地下室一层，层高为7.5m。地下室地面标高为-7.50m，基础底标高为-8.30m，底板下有砂石垫层约700mm厚，当前地下水位约在-7.60m处。原电梯井基础位于地下室中部的大石上，因业主要求将电梯井基础移至地下室底板以下，使得电梯能充分为地下室所用。原电梯井处框架柱基础底面积为4.4m*4.4m的独立基础，柱底及其上部堆载约80吨，地基承载力为180KPa。施工单位在施工时将框架柱基础与基础底板连成一整板，事实该建筑已形成为整板基础。由于该城堡主体工程已经完成，而改建井坑要在原地下室底板下进行，在施工过程中可能发生底板下的砂石垫层流动而影响基础不均匀沉降，而导致结构破坏，因此本工程风险较大，施工难度也较大。图1为电梯井改造平面图，图2、图3分别为改造前后电梯井的剖面圖。

图1 电梯井改造平面图

图2 电梯井改造前剖面图 图3 电梯井改造后剖面图

2 方案分析

根据甲方的要求，曾有人提出将电梯井处框架柱基础下移至井坑以下，认为这样框架柱基础受力情况较好，但这样的方案首先必须将该框架柱承受的上部荷载全部托住，在挖除原基础后深挖新基坑需要大范围降水，施工难度大，因此造价高，达50万元左右，工期也相应较长，为了一个小小电梯井坑大动干戈似不值得。我们在综合分析甲方所提供的资料以后认为：下移框架柱基础方案并不可取，除因造价高工期长外，还有个很难解决的问题就是该建筑物占地面积很大，大面积室外降水，既不经济又不现实；如果在室内相对较大范围降水，会造成建筑物的不均匀沉降，从而导致结构的破坏。因此经过我们认真分析后提出：仅在电梯井坑处切除部分框架柱的基础，将电梯井基础挖至需要位置。这个方案较前方案既省时省力，又大大节约了工程造价，仅为下移框架柱基础方案的1/4～1/5。这个方案虽在切除框架柱基础一角后造成基础偏心，但在施工完毕后，井坑壁是紧顶在柱基下部，井坑壁与原柱基相连处用植筋连成整体，事实上又将柱基缺角补齐，原先在施工开挖期间的基础挖除边缘应力集中又得以恢复。笔者认为采用该方案对此电梯井坑进行改造除正常施工程序外，尚需解决两个关键问题：

（1） 降低地下水位，防止在开挖井坑时引起砂石垫层流动，而影响地基强度。

（2） 井坑处挖去柱基础一角，约1/4受力面积，是否会造成因柱子倾斜而引起结构破坏。

根据以上两个问题，我们采取的方案是：在井坑壁外凿槽后，在槽内插管井点降水，同时在槽内进行聚氨脂固化剂注浆，固化砂石垫层直达坑底，固化宽度达800mm左右，至固化强度达30%以上时，即可进行开挖，凿去上部钢筋混凝土底板及坑内的固化物。采用聚氨脂固化剂止水主要有以下三个优点：①聚氨脂系水凝性材料，具有快硬、抗渗漏的良好性能。②固化处形成一个阻止砂石流动的带，不致影响地基强度。③我们认为切除部分柱基础后对柱的影响不大的理由是：由于基础底板已形成事实上的整板基础，地基应力将远远低于地基强度（180kPa），局部切除6m2后，由于应力重分布而对基础整体影响较小。在柱下虽由于切除所造成的偏心，井坑口边缘应力提高，也因为固化带相应提高了坑口周围的地基强度而得到平衡，故不致影响上部结构。

3 施工技术

3.1 坑底作法

（1） 坑底座落在粗砂层上，地质条件良好，在降水后直接作为天然地基，不需特殊处理，

只作100mm厚C10素混凝土垫层，表面抹光。

（2） 在素混凝土上作柔性防水层，采用SBS两布三油作法。

（3） 上作400mm厚C30抗渗钢筋混凝土坑底板。

3.2 坑壁作法

（1） 将固结带内壁切除整齐，表面水泥砂浆抹平，作坑壁下部外模。

（2） 将底板防水层翻上来贴在外模上，至基础底板下与原有防水层相接，并与接头焊牢（或

加一圈油膏止水带）作300mm厚C30抗渗钢筋混凝土坑壁。

3.3 在井坑底及内壁作防水砂浆抹面，按五层作法施工。

3.4 井点降水井管在停止降水后，不拔出，在素混凝土垫层下截断，并以微膨胀混凝土灌实，管口处素混凝土垫层封闭。

3.5 在坑壁与原基础及底板连接处均植入Φ16@200钢筋，将新老结构连成一体，柱下也以植筋与坑壁相连，柱上部分荷载直接传至井坑底板，因此施工完成后就补足了柱基础的缺角，原坑口地基应力也将得以恢复均匀。

3.6 在施工过程中为保证结构安全，避免因柱基在挖除一角后由于基础偏心及底面积减小而引起柱根侧移及基础变形，现场对该柱进行了观测和采取了应对措施。经观测，该柱纵轴下端偏移不超过最大值11mm，沉降不超过最大值14mm，均满足规范要求。应对措施是在柱9m跨一侧扎门架式支架，支撑于梁根部，支架足以承受该柱1/4上部荷载（即20吨）。

4 结语

（1） 采用本方法进行电梯井的改造，相比其它方法可大大节约成本，缩短施工时间，赢得

了业主的好评。

（2） 在改造设计中，要充分考虑改造对结构整体及相关受力构件的影响。

（3） 采用聚氨脂固化剂固化外壁既可有效阻水防渗，又可提高局部地基承载力，还可以当

作外模。

（4） 采用植筋法可有效地保证新老结构连成整体，共同工作。

（5） 在改造过程中，应采取可靠支撑，确保施工过程的安全性。

参考文献

[1] 混凝土结构加固技术规范（CECS 25：90）. 北京： 中国计划出版社， 1992

[2] 曹双寅，邱洪兴，王恒华. 结构可靠性鉴定与加固技术. 北京. 中国水利水电出版社. 2001

[3] 卫龙武，吕志涛，朱万福. 建筑物评估、加固与改造. 南京： 江苏科技出版社，1993

[4] 唐少华.植筋工艺在高层建筑改造中的应用.中外建筑.2003（2）