施工升降机基础抗倾防沉设计应用

苏瑜

（中铁十四局集团有限公司，济南250014）

1 工程概况

本工程为章丘某安置房项目1#楼，东西长61.50m，南北宽12.80m，结构总高度32.23m，地下1 层为储藏室，层高2.92m，地下2 层为汽车库，层高2.78m，地上11 层为二类高层住宅，结构形式为剪力墙结构，基础形式为平板式筏型基础。地基持力层为第三乘全风化～强风化泥质砂岩，勘察期间钻孔地下水在3.0～12.0m，地下水类型为上层滞水中的第四系孔隙水，主要排泄途径为地下径流，人工抽取等。

根据施工需要，拟在楼北侧以伸缩缝为中线安装1 台SC200K 变频双系统施工升降机，基础长5 800mm，宽3 800mm，厚度为300mm，设置双层双向HRB335 直径为12mm 的钢筋，间距200mm，混凝土标号为C35[2]。施工电梯位置距主楼挡土墙1.2m，基础顶面标高为1#楼±0m 以下1.76m，基础以下回填土深度为4.84m。基坑上口护栏外为现场施工生产道路。

2 荷载分析

考虑应能承受施工升降机最不利工作条件下的全部荷载。首先对施工升降机的基础进行载荷计算[1]。

式中，P为基础承载力，N；n为安全系数，考虑运行中的动载、风载及自重误差对基础的影响，取n=2；G为设备自重，kg，包括吊笼自重（含驱动系统）、吊笼额定载重、底架护栏自重、导轨架自重、附件重量、附墙架重量和对重自重。

转换为重力，即P=0.02G（kN）。共有2 个吊笼，每个吊笼：自重2 000kg、额定载重2 000kg；底架护栏自重1 300kg；根据1#楼建筑高度得出架设高度为45m，标准节高1.5m，每节重145kg，所以导轨架自重4 350kg；附件电缆、紧固件等重2 000kg；附墙架9m 布置1 道，共5 道，每道145kg，自重计725kg；对重自重无。由此，得P=327.5kN。

基础面积为3.8×5.8=22.04m2，则混凝土地基的最大承载力为：P（地基）=327.5/22.04=14.86（kN·m-2）≈0.015MPa

3 方案设计

由于1#楼基坑有地下水渗出、施工电梯使用需经历一个冬季和一个雨季，因此，应充分考虑回填土含水率过高、冬春季节土体冻融导致承载力不足的问题。经过现场察看及荷载分析，解决方法为在施工升降机基础下面再设计框架结构，和夯实的回填土一起承载施工电梯，框架结构框架结构混凝土标号均为C30，其基底标高、持力层均与1#楼相同。

具体设计为：沿施工电梯基础短边设置宽300mm，高500mm 2 道地梁，一端植筋锚入1#楼挡土墙内，另一端连接宽300mm，高600mm 地梁并锚入2 根框架柱内，框架柱为方柱，长宽均为500mm，框架柱下设普通坡型独立基础，基础底面长宽均为1 500mm，顶面距柱距离为50mm，基础底面高与坡面高均为200mm，独立基础下设素混凝土垫层，垫层尺寸每边宽出独立基础100mm。

4 设计计算

4.1 独立基础计算

根据已知条件：混凝土强度等级：C30，抗压强度fc=14.30N·mm-2；钢筋级别：HRB400，抗拉强度fy=360N·mm-2；纵筋最小配筋：0.15，配筋调整系数：1.0；基础混凝土纵筋保护层厚度：40mm；基础与覆土的平均容重：20.00N·mm-3；修正后的地基承载力特征值fa：100kPa；方柱；1 阶；锥形；利用PKPM V3.1.6 软件进行通用法配筋计算，得出底板配筋：X向实配E12mm@200mm（565mm2/m，0.283%）≥As=300mm2/m，Y向实配E12mm@200mm（565mm2/m，0.283%）≥As=300mm2/m。

1）地基承载力验算:

Pk=72.22＜fa=100.00kPa，满足。

Pkmax=85.56＜1.2fa=120.00kPa，满足。

2）基础抗冲切验算:

抗冲切验算公式Fl≤0.7βhpftAq

（冲切力F1根据最大净反力Pmax计算）

第1 阶：F1下=23.23kN，F1右=23.23kN，F1上=23.23kN，F1左=23.23kN；

混凝土抗冲面积：Aq下=0.23m2，Aq右=0.23m2，Aq上=0.23m2，Aq左=0.23m2。抗冲切满足。

4.2 上部计算

矩形截面混凝土柱下端铰接，柱顶弯矩调整系数、柱底弯矩调整系数、柱剪力调整系数均取1，调幅系数0.85，扭矩折减系数0.40，刚度系数1.56，梁属性按照混凝土梁、框架梁、调幅梁，梁地震组合剪力调整系数1.00，非加密区箍筋面积Asvm=33m2，利用PKPM V3.1.6 软件进行梁配筋计算和验算输出，得配筋如图1 所示。

图1 梁配筋简图

5 应用

5.1 施工流程

浇筑垫层→绑扎独立基础钢筋→支模板→浇筑基础→绑扎柱钢筋→搭设梁底模板支架，安装梁柱模板→挡土墙植筋，绑扎梁筋→浇筑混凝土。

5.2 需要注意的问题

需要注意的问题包括：（1）植筋深度大于12d（d为钢筋直径），植筋抗拉强度大于钢筋屈服强度；（2）按要求分层回填夯实灰土至梁顶，然后施作升降机基础并安装升降机；（3）升降机周围砌筑挡水台、排水沟。

5.3 应用结果

施工电梯运行期间定期观察，1#楼植筋部位挡土墙及周边负一层顶板未发现裂纹等异常。在升降机基础上设立了5 个沉降观测点，每周记录观测数据，雨雪天气加大观测频率。观测数据表明，同1#楼主楼沉降观测数据相符合，数值微小且均匀。

6 结语

施工升降机为建筑施工常用设备，在基底条件不佳的情况下进行抗倾防沉的框架设计，能够确保其垂直运输安全。