施工升降机基础沉降分析与处理办法

苏卫华，黄 川，黄治衡

（1.广西建工集团建筑机械制造有限责任公司，广西 南宁 530299；2.东北石油大学 机械科学与工程学院，黑龙江 大庆 163000）

施工升降机是建筑施工中主要的载人及运货设备，如在运行过程中出现事故，不仅会造成重大经济损失，还可能导致人员伤亡，因此，为预防施工升降机出现重大安全事故，有效实现安全生产[1]，有必要对施工升降机基础进行重点关注。本文以某仓库厂房施工升降机安装工程为例，简述施工升降机基础沉降过程，列举了基础沉降产生的影响和处理办法，并就预防施工升降机基础沉降提出相关建议措施。

1 工程概况

本工程为某仓库厂房项目生活配套用房，建筑面积6 351.49m2，为框架结构，地下1 层，地上5 层，建筑高度21.1m，建筑物周边土层为回填土层。该项目在建筑物外侧4-6 轴位置的回填土上安装了1 台施工升降机，安装高度25.5m（17个标准节），具体如图1 所示。

图1 施工升降机安装立面图

安装施工升降机前，施工单位对回填土进行了压实，并在施工升降机基础下铺了一层大的硬石块，然而基础在下雨后还是发生沉降现象，导致施工升降机出现外笼门倾斜、底架弯曲、吊笼无法平层等使用故障，必须进行整改后才能保证设备正常使用。

2 基础下沉过程及处理办法

施工升降机于2 月底安装，使用1 个月后有降雨过程，降雨后施工升降机基础开始出现轻微沉降现象，通过抢修作业后设备可以正常使用，然而连续降雨致使施工升降机基础不断沉降，5月底已不能满足安全使用标准，基础沉降各阶段产生的影响与处理办法如下。

2.1 基础轻微沉降阶段

施工升降机基础刚出现沉降时，外笼门向标准节方向倾斜，外笼门上的机械联锁碰块入侵升降机正常运行通道，吊笼下降过程中，因设备无法识别运行通道内的障碍物，吊笼结构与外笼门机械联锁碰块产生碰撞，撞击导致外笼门机械联锁碰块变形损坏，如图2 所示。当吊笼运行到基础平层位置时，外笼门机械联锁碰块无法正常触碰打开吊笼门上的机械联锁钩，出现操作工人无法从笼内打开吊笼门的故障，需要对变形损坏的结构进行维修后才能正常使用。

图2 吊笼与外笼门碰撞图

抢修作业时，可利用铁线将外笼门固定在安全防护棚立柱上，以扶正外笼门，然后将机械连锁组件修复到原来位置，在保证设备垂直度满足要求后，设备可正常使用。

2.2 基础中度沉降阶段

因持续降雨，施工升降机基础不断下沉，外围栏整体变形较大，需要通过垫平才能正常使用。但施工升降机底架位置已出现变形，中间出现弯曲变形，设备整体出现下沉，垂直度出现偏差，影响施工升降机安全使用。考虑到项目工期紧张，抢修作业只能在底架下添加垫铁，如图3所示，通过垫铁抬高并调整整个底架的水平度，从而保证设备正常使用，同时要求项目持续观察整个升降机导轨架的垂直度，当垂直度出现较大偏差时不得使用设备。

图3 底架垫铁图

在基础出现中度沉降时，可在基础上钻孔加支撑桩来防止基础进一步沉降，然项目提出基础下面是大的硬石块，难以钻孔添加支撑桩。

2.3 基础严重沉降阶段

在施工升降机使用过程中，因基础进一步沉降，整个施工升降机导轨架出现大幅度下沉，施工升降机附墙架已和阳台板面发生接触，致使附墙架不仅受到导轨架传递的拉力，还受到阳台板楼板传递的向上的支撑力；另外，因轨道架下沉，吊笼门已无法准确停止在进料门平层位置，如继续使用，需将下限位板向上移动一段距离，综上所述，此时的施工升降机已因基础沉降而无法运行，需彻底整改。

经现场了解，施工升降机剩余使用时间大概只有1 个月，如采用整体开挖重新浇筑基础费用加高，刚好设备安装位置的楼体有1 根600mm×600mm 的结构柱可使用，于是提出如下加固方案：先将施工升降机拆下，然后将2 根型号为20b 的工字钢（材料Q235B）用连接杆焊接稳定，钢梁一端与建筑物柱固定，另外一端平放在实土上，接着在钢梁承载区下方浇筑支撑混凝土进行支撑，再将施工升降机安装在两根工字钢上，如图4 所示。

图4 整改方案示意图

2.3.1 钢梁受力计算

根据产品说明书，底笼重G地笼=11.27kN，吊笼重（单个笼含额定载重量）G吊笼=37.24kN，传动装置（单个）重G传动=7.84kN，标准节（单个）重G标准节=1.47kN，电缆重G电缆=0.18kN，依据GB26557-2021《吊笼有垂直导向的人货两用施工升降机》第5.2 条，施工升降机整机重量Fk=G地笼+G吊笼+G传动+G标准节+G电缆=126.6kN。

单根20b 工字梁承受载荷F1=Fk／2=63.3kN，许用切应力[τ]≈101MPa，查表得工字钢面积A为39.5cm2，工字钢主要切应力τ=F1／A=16.03MPa ≤[τ]。

工字钢梁计算通过，满足使用要求。

2.3.2 施工升降机拆卸与重新安装

施工升降机安装高度25.5m，在汽车起重机的配合下，1 天时间就可以完成拆卸与重新安装作业过程，安装后的工字梁如图5 所示。需要注意的是：工字钢安装完成后，必须对工字钢下部进行支撑，并后续填充混凝土，以防止工字钢出现悬空而产生较大的弯曲应力。

图5 整改过程示意图

为确保施工升降机正常使用，重新安装后仍需定期对设备进行垂直度观察，出现偏差时应及时整改。

3 预防基础沉降措施

上述通过钢梁加固的整改过程，不用重新开挖基础，不仅提高了整改效率，还节省了一定的生产费用。然而，因不清楚边坡外实土层的特性，上述整改方式只能用于后续工期较短的情况。根据目前工程特点，还有很多施工升降机基础布置在回填土上，尽管施工单位按土建方式进行了压实，在降雨后还是会出现基础沉降的情况，为防止施工升降机基础出现沉降而影响设备安全使用，可在建筑物主体施工的同时制作一个支撑柱，然后将施工升降机安装在支撑柱上，具体过程如下。

1）在施工准备阶段，根据建筑物结构特点确定施工升降机安装中心位置。

2）在建筑物地下结构施工时，同时在施工升降机安装中心位置浇筑一定大小的支撑柱，支撑柱上端预留钢筋接头。

3）在项目基坑回填后，根据施工进度计划，浇筑施工升降机基础，施工升降机基础钢筋应和支撑柱预留钢筋接头相连。

4）待基础混凝土强度达到使用要求后安装施工升降机。

4 结语

施工升降机是建筑施工中主要的载人运货设备，在项目建设过程中发挥着重要的运输作用，为确保安装后的施工升降机能够安全使用，应重点关注施工升降机基础安全，特别是施工升降机安装在回填土上时，要提前做好预防措施，以免基础在雨后发生沉降现象，造成额外的经济成本和安全风险。

本文以施工升降机安装工程为例，简述了施工升降机基础沉降过程，列举了基础沉降产生的影响和处理办法，并就预防施工升降机基础沉降提出相关建议措施，以期为类似情况提供技术参考。