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【摘 要】 本文结合工程实例，对直接坐落在回填土上的施工电梯，通过计算施工电梯荷载，重新对施工电梯基础进行设计，经实践证明，该施工方法安全、经济、简便，对其他类似工程将起到借鉴作用。
【关键词】 施工电梯；回填土；荷载计算；基础设计
一、前言
在目前高层建筑中，由于地下室层数多、开挖深度大、工期紧、基坑回填较早，施工电梯往往坐落在回填土上。目前国内的施工现状，基坑回填土的承载力一般很难达到施工电梯基础对支撑荷载的要求。如对基础不进行加固处理，可能引发安全事故。如采用打桩处理，则成本较高。本着经济、安全的原则，本文介绍一种回填土上施工电梯基础的施工方法。
二、工程概况
保利海上罗兰四期工程，地下二层，地上部分共4栋高层住宅，地上高层层高为2.9米，31层总高89.9m。地下室开挖深度为11.2m，开挖坡度1：1，工程地处沿海地区，距离海边约1公里，地下水位高、水量大，基坑四周设高压旋喷桩止水帷幕，止水桩距离建筑外边线11米。本工程实际选用SCD200/200型双笼施工电梯。
三、电梯均布荷载计算
施工电梯荷载
施工电梯型号：SCD200 基础4*4.6*0.5米
电梯基础自重：G=4*4.6*0.5*25=230KN
外笼重量：1480kg
对重重量：2*2000=4000kg
吊笼重量：2*1200=2400kg
吊笼载重：2*2000=4000kg
导轨架总重：（共需62节，每节重158kg）：62*158=9796kg
合计：21676kg
附墙架、电缆、钢丝绳、头架紧固件等重量约占导架总重量30%9796*0.3=2939kg
过道竖杆和过桥连杆的附墙结构的重量约占导架总重的45%
9796*0.45=4408kg
荷载分项系数取2，（考虑动载、自重误差、风荷载影响）
施工电梯总荷载：P=（21676+2939+4408）*9.8*2=568850N=569KN
四、基础设计
施工电梯基础设计时不考虑回填土的承载力，施工电梯荷载全部传递至基础梁，基础梁荷载再传递至止水桩、剪力墙。电梯基础垂直于地下室外墙方向增加两条0.5*1.0m的梁，梁长12m（具体做法见下图），一边植筋锚固在地下室外墙内（也可以在地下室外墙施工时提前预留钢筋），另一边支撑在边坡旋喷桩顶上部（如外侧无桩，可以支撑在原始土层上），梁内配筋：上部4C18、下部18C189/9、腰筋6C16、箍筋为C8@200（4）。电梯基础板厚0.5m，配筋：垂直于梁方向底部配筋C18@150、上部钢筋及平行梁方向底部钢筋C12@200.
1-1剖面图
五、施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
施工电梯基础设计→回填土施工→基础放线→基础梁、板土方开挖→基础梁、板垫层施工→砖胎膜施工→基础梁、板钢筋绑扎→砼浇筑
5.2操作要点
5.2.1施工电梯基础设计。基础设计时不考虑回填土的承载力，施工电梯荷载传递至基础梁，基础梁的支撑点一边设置在地下室外墙，另一边设置在止水桩（支护桩或者原始土上。如支撑在原始土上，为安全考虑可以考虑梁端设置基础）。根据梁的不同跨度，计算梁的配筋。基础板钢筋计算时，板底部垂直与梁方向的钢筋按照计算进行配筋，底部平行与梁方向的钢筋、板上部钢筋可以按照厂家提供基础配筋施工。
5.2.2地下室外墙回填土按照现场实际情况、或室外回填标高回填完成后进行基础梁、板放线。基础梁土方开挖后整平，浇筑垫层，基础梁模板采用12厚砖胎膜。基础设计虽未考虑回填土的承载力，但是如实际施工时间充裕，可以考虑在回填土完成后对施工电梯位置处回填土进行预压，预压材料可以用塔吊标准节、盘螺钢筋等。
5.2.3基础梁连接地下室外墙位置防水须处理好，基础梁施工完成后，将基础梁部位的外墙防水翻至基础梁1米，基础梁上卷材收口按照卷材防水正常施工方法进行施工，在基础梁上留凹槽，卷材施工完成后，凹槽部位用防水砂浆抹平。
六、验算
6.1基础板计算
6.1.1基本资料：
1、边界支座条件（左端/下端/右端/上端）：铰支/悬挑/铰支/悬挑/
2、荷载：
施工电梯荷载按569KN集中力考虑，作用在基础中心，转换为均布荷载为62kN/m2（此均布荷载考虑到施工电梯底座作用在基础上受力面积小，为安全考虑，安全系数取值2）
永久荷载标准值：g=62.00+12.50（板自重）=74.50kN/m2
可变荷载标准值：q=2.00kN/m2
计算跨度 Lx=10000mm（按单向板计算，此值为设定值，大于2倍Ly）；
计算跨度 Ly=4600mm
板厚 H=500mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB400
3、计算方法：弹性算法。
4、泊松比：μ=1/5.
6.1.2计算结果：
My=（0.12500+0.00000/5）*（1.35*74.50+0.98*2.00）*4.6^2=271.21kN·m
Asy=1639.84mm2，实配φ18@150（As=1696.mm2）
ρmin=0.179%，ρ=0.339%
6.1.3跨中挠度验算：
Mq——按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值
1、挠度和裂缝验算参数： Mq=（0.12500+0.00000/5）*（1.0*74.50+0.5*2.00）*4.6^2=199.70kN·m
Es=200000.N/mm2 Ec=29791.N/mm2
Ftk=2.01N/mm2 Fy=360.N/mm2
2、在荷载效应的准永久组合作用下，受弯构件的短期刚度Bs：
①裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：
ψ=1.1-0.65*ftk/（ρte*σsq）（混凝土规范式7.1.2-2）
σsq=Mq/（0.87*ho*As）（混凝土规范式7.1.4-3）
σsq=199.70/（0.87*476.*1696.）=284.252N/mm2
矩形截面，Ate=0.5*b*h=0.5*1000*500.=250000.mm2
ρte=As/Ate（混凝土规范式7.1.2-4）
ρte=1696./250000.=0.00679
ψ=1.1-0.65*2.01/（0.00679*284.25）=0.424
②钢筋弹性模量与混凝土模量的比值αE：
αE=Es/Ec=200000.0/29791.5=6.713
③受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf'：
矩形截面，γf'=0
④纵向受拉钢筋配筋率ρ=As/b/ho=1696./1000/476.=0.00356
⑤钢筋混凝土受弯构件的Bs按公式（混凝土规范式7.2.3-1）计算：
Bs=Es*As*ho^2/[1.15ψ+0.2+6*αE*ρ/（1+3.5γf'）]
Bs=200000.*1696.*476.^2/[1.15*0.424+0.2+6*6.713*0.00356/（1+3.5*0.00）]=92492.26kN·m2
3、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θ：
按混凝土规范第7.2.5条，当ρ'=0时，θ=2.0
4、受弯构件的长期刚度B，可按下列公式计算：
B=Bs/θ（混凝土规范式7.2.2）
B=92492.26/2=********kN·m2
5、挠度f=κ*Qq*L^4/B
f=0.01302*75.5*4.60^4/********=9.518mm
f/L=9.518/4600.=1/483，满足规范要求！
6.2基础梁计算
1、计算简图：
其中100KN/M为板传递的荷载：569/2/4+2.3*0.5*25=100KN/M
G12.5为基础梁自重
2、计算条件：
①荷载条件：
梁容重：25.00kN/m3 计算时考虑梁自重：考虑
恒载分项系数：1.20 活载分项系数：1.40
活载调整系数：1.00
②配筋条件：
抗震等级：不设防 纵筋级别：HRB400
混凝土等级：C30 箍筋级别：HRB400
配筋调整系数：1.0 上部纵筋保护层厚：25mm
面积归并率：30.0% 下部纵筋保护层厚：25mm
最大裂缝限值：0.400mm 挠度控制系数C：200
截面配筋方式：双筋
3、计算结果：
单位说明：
弯矩：kN.m 剪力：kN
纵筋面积：mm2 箍筋面积：mm2/m
裂缝：mm 挠度：mm
梁：跨长=12000 B×H=500×1000
左 中 右
弯矩（-）：0.000 0.000 0.000
弯矩（+）：0.006 1432.802 0.003
剪力： 515.001 -175.000 -265.001
上部as： 35 35 35
下部as： 35 35 35
上部纵筋：1000 1000 1000
下部纵筋：1000 4476 1000
箍筋Asv： 477 477 477
上纵实配：4C18（1018） 4C18（1018） 4C18（1018）
下纵实配：18C18（4580） 18C18（4580） 18C18（4580）
箍筋实配：4C8@200（957） 4C8@200（957） 4C8@200（957）
腰筋实配：6C16（1206） 6C16（1206） 6C16（1206）
上实配筋率：0.25% 0.25% 0.25%
下实配筋率：0.99% 0.99% 0.99%
箍筋配筋率：0.19% 0.19% 0.19%
裂缝： 0.000 0.385 0.000
挠度： 0.000 28.631 0.000
最大裂缝： 0.385mm<0.400mm
最大挠度： 28.631mm<60.000mm（12000/200）
本计算通过.
七、结束语
此施工电梯施工方法得到了设计、建设、监理单位的批准与认可。在实际施工过程中未出现异常情况。处理方法简单。希望对其他类似工程有借鉴作用。
参考文献：
[1]《建筑结构荷载规范》GB5009-2012
[2]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
【关键词】 施工电梯；回填土；荷载计算；基础设计
一、前言
在目前高层建筑中，由于地下室层数多、开挖深度大、工期紧、基坑回填较早，施工电梯往往坐落在回填土上。目前国内的施工现状，基坑回填土的承载力一般很难达到施工电梯基础对支撑荷载的要求。如对基础不进行加固处理，可能引发安全事故。如采用打桩处理，则成本较高。本着经济、安全的原则，本文介绍一种回填土上施工电梯基础的施工方法。
二、工程概况
保利海上罗兰四期工程，地下二层，地上部分共4栋高层住宅，地上高层层高为2.9米，31层总高89.9m。地下室开挖深度为11.2m，开挖坡度1：1，工程地处沿海地区，距离海边约1公里，地下水位高、水量大，基坑四周设高压旋喷桩止水帷幕，止水桩距离建筑外边线11米。本工程实际选用SCD200/200型双笼施工电梯。
三、电梯均布荷载计算
施工电梯荷载
施工电梯型号：SCD200 基础4*4.6*0.5米
电梯基础自重：G=4*4.6*0.5*25=230KN
外笼重量：1480kg
对重重量：2*2000=4000kg
吊笼重量：2*1200=2400kg
吊笼载重：2*2000=4000kg
导轨架总重：（共需62节，每节重158kg）：62*158=9796kg
合计：21676kg
附墙架、电缆、钢丝绳、头架紧固件等重量约占导架总重量30%9796*0.3=2939kg
过道竖杆和过桥连杆的附墙结构的重量约占导架总重的45%
9796*0.45=4408kg
荷载分项系数取2，（考虑动载、自重误差、风荷载影响）
施工电梯总荷载：P=（21676+2939+4408）*9.8*2=568850N=569KN
四、基础设计
施工电梯基础设计时不考虑回填土的承载力，施工电梯荷载全部传递至基础梁，基础梁荷载再传递至止水桩、剪力墙。电梯基础垂直于地下室外墙方向增加两条0.5*1.0m的梁，梁长12m（具体做法见下图），一边植筋锚固在地下室外墙内（也可以在地下室外墙施工时提前预留钢筋），另一边支撑在边坡旋喷桩顶上部（如外侧无桩，可以支撑在原始土层上），梁内配筋：上部4C18、下部18C189/9、腰筋6C16、箍筋为C8@200（4）。电梯基础板厚0.5m，配筋：垂直于梁方向底部配筋C18@150、上部钢筋及平行梁方向底部钢筋C12@200.
1-1剖面图
五、施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
施工电梯基础设计→回填土施工→基础放线→基础梁、板土方开挖→基础梁、板垫层施工→砖胎膜施工→基础梁、板钢筋绑扎→砼浇筑
5.2操作要点
5.2.1施工电梯基础设计。基础设计时不考虑回填土的承载力，施工电梯荷载传递至基础梁，基础梁的支撑点一边设置在地下室外墙，另一边设置在止水桩（支护桩或者原始土上。如支撑在原始土上，为安全考虑可以考虑梁端设置基础）。根据梁的不同跨度，计算梁的配筋。基础板钢筋计算时，板底部垂直与梁方向的钢筋按照计算进行配筋，底部平行与梁方向的钢筋、板上部钢筋可以按照厂家提供基础配筋施工。
5.2.2地下室外墙回填土按照现场实际情况、或室外回填标高回填完成后进行基础梁、板放线。基础梁土方开挖后整平，浇筑垫层，基础梁模板采用12厚砖胎膜。基础设计虽未考虑回填土的承载力，但是如实际施工时间充裕，可以考虑在回填土完成后对施工电梯位置处回填土进行预压，预压材料可以用塔吊标准节、盘螺钢筋等。
5.2.3基础梁连接地下室外墙位置防水须处理好，基础梁施工完成后，将基础梁部位的外墙防水翻至基础梁1米，基础梁上卷材收口按照卷材防水正常施工方法进行施工，在基础梁上留凹槽，卷材施工完成后，凹槽部位用防水砂浆抹平。
六、验算
6.1基础板计算
6.1.1基本资料：
1、边界支座条件（左端/下端/右端/上端）：铰支/悬挑/铰支/悬挑/
2、荷载：
施工电梯荷载按569KN集中力考虑，作用在基础中心，转换为均布荷载为62kN/m2（此均布荷载考虑到施工电梯底座作用在基础上受力面积小，为安全考虑，安全系数取值2）
永久荷载标准值：g=62.00+12.50（板自重）=74.50kN/m2
可变荷载标准值：q=2.00kN/m2
计算跨度 Lx=10000mm（按单向板计算，此值为设定值，大于2倍Ly）；
计算跨度 Ly=4600mm
板厚 H=500mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB400
3、计算方法：弹性算法。
4、泊松比：μ=1/5.
6.1.2计算结果：
My=（0.12500+0.00000/5）*（1.35*74.50+0.98*2.00）*4.6^2=271.21kN·m
Asy=1639.84mm2，实配φ18@150（As=1696.mm2）
ρmin=0.179%，ρ=0.339%
6.1.3跨中挠度验算：
Mq——按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值
1、挠度和裂缝验算参数： Mq=（0.12500+0.00000/5）*（1.0*74.50+0.5*2.00）*4.6^2=199.70kN·m
Es=200000.N/mm2 Ec=29791.N/mm2
Ftk=2.01N/mm2 Fy=360.N/mm2
2、在荷载效应的准永久组合作用下，受弯构件的短期刚度Bs：
①裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：
ψ=1.1-0.65*ftk/（ρte*σsq）（混凝土规范式7.1.2-2）
σsq=Mq/（0.87*ho*As）（混凝土规范式7.1.4-3）
σsq=199.70/（0.87*476.*1696.）=284.252N/mm2
矩形截面，Ate=0.5*b*h=0.5*1000*500.=250000.mm2
ρte=As/Ate（混凝土规范式7.1.2-4）
ρte=1696./250000.=0.00679
ψ=1.1-0.65*2.01/（0.00679*284.25）=0.424
②钢筋弹性模量与混凝土模量的比值αE：
αE=Es/Ec=200000.0/29791.5=6.713
③受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf'：
矩形截面，γf'=0
④纵向受拉钢筋配筋率ρ=As/b/ho=1696./1000/476.=0.00356
⑤钢筋混凝土受弯构件的Bs按公式（混凝土规范式7.2.3-1）计算：
Bs=Es*As*ho^2/[1.15ψ+0.2+6*αE*ρ/（1+3.5γf'）]
Bs=200000.*1696.*476.^2/[1.15*0.424+0.2+6*6.713*0.00356/（1+3.5*0.00）]=92492.26kN·m2
3、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θ：
按混凝土规范第7.2.5条，当ρ'=0时，θ=2.0
4、受弯构件的长期刚度B，可按下列公式计算：
B=Bs/θ（混凝土规范式7.2.2）
B=92492.26/2=********kN·m2
5、挠度f=κ*Qq*L^4/B
f=0.01302*75.5*4.60^4/********=9.518mm
f/L=9.518/4600.=1/483，满足规范要求！
6.2基础梁计算
1、计算简图：
其中100KN/M为板传递的荷载：569/2/4+2.3*0.5*25=100KN/M
G12.5为基础梁自重
2、计算条件：
①荷载条件：
梁容重：25.00kN/m3 计算时考虑梁自重：考虑
恒载分项系数：1.20 活载分项系数：1.40
活载调整系数：1.00
②配筋条件：
抗震等级：不设防 纵筋级别：HRB400
混凝土等级：C30 箍筋级别：HRB400
配筋调整系数：1.0 上部纵筋保护层厚：25mm
面积归并率：30.0% 下部纵筋保护层厚：25mm
最大裂缝限值：0.400mm 挠度控制系数C：200
截面配筋方式：双筋
3、计算结果：
单位说明：
弯矩：kN.m 剪力：kN
纵筋面积：mm2 箍筋面积：mm2/m
裂缝：mm 挠度：mm
梁：跨长=12000 B×H=500×1000
左 中 右
弯矩（-）：0.000 0.000 0.000
弯矩（+）：0.006 1432.802 0.003
剪力： 515.001 -175.000 -265.001
上部as： 35 35 35
下部as： 35 35 35
上部纵筋：1000 1000 1000
下部纵筋：1000 4476 1000
箍筋Asv： 477 477 477
上纵实配：4C18（1018） 4C18（1018） 4C18（1018）
下纵实配：18C18（4580） 18C18（4580） 18C18（4580）
箍筋实配：4C8@200（957） 4C8@200（957） 4C8@200（957）
腰筋实配：6C16（1206） 6C16（1206） 6C16（1206）
上实配筋率：0.25% 0.25% 0.25%
下实配筋率：0.99% 0.99% 0.99%
箍筋配筋率：0.19% 0.19% 0.19%
裂缝： 0.000 0.385 0.000
挠度： 0.000 28.631 0.000
最大裂缝： 0.385mm<0.400mm
最大挠度： 28.631mm<60.000mm（12000/200）
本计算通过.
七、结束语
此施工电梯施工方法得到了设计、建设、监理单位的批准与认可。在实际施工过程中未出现异常情况。处理方法简单。希望对其他类似工程有借鉴作用。
参考文献：
[1]《建筑结构荷载规范》GB5009-2012
[2]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010