加建电梯采用微型钢管桩的优势

加建电梯采用微型钢管桩的优势

何奇春

广东省建筑设计研究院广州510010

摘要：本文结合多层建筑加建电梯结构工程实例，描述了加电梯在广州市旧的多层建筑日益需要，但已有建筑基础对新加电梯基础形式的限制，分析了微型钢管桩基础施工工艺的方便及对周边其它建筑影响小的特点，对加建电梯提出了可靠的方案，为广州地区加建电梯工程处理参考借鉴。

关键词：基础形式、结构受力、桩基础施工工艺、周边影响小

一、工程概况

广州市某小区加装电梯以满足宿舍楼住户垂直交通需要。结合考虑宿舍楼的周边环境和原有建筑结构条件以及交通流线的便捷性等因素，决定在原来建筑物中庭位置的楼梯半层休息平台外侧处加建两台有机房电梯，此两栋宿舍楼加建电梯高度约为25米，电梯尺寸约为3.450米×2.4米，拟采用现浇钢筋混凝土框架结构，微型钢管压桩基础。

二、基础设计

1.周边建筑物的影响

新建电梯位于建筑物东面楼梯，已有建筑物为本建筑物层数8层，总高度25米，采用现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，基础为预应力管桩基础。新加建电梯位置如下图所示：

三、工程地质概况

〈1〉人工填土层：以素填土为主，欠压实～稍压实，主要成份为粉质粘土、砂土和碎石。层厚0.90～2.70m，平均层厚2.03m。

〈2-1〉粉细砂层：层面埋深0.9～2.70m，层厚0.50m。建议fak=80~100Kpa,qsa=12Kpa。

〈2-2〉粉质粘土（可塑）：层面埋深3.0～3.8m,层厚3.0~5.7m，平均层厚4.73m,灰黄、黄红色，以粉粘粒为主，含较多粉细砂，多呈可塑状态，局部硬塑。压缩模量Es=5Mpa,qsa=25Kpa。

〈2-3〉粉质粘土（软塑）层面埋深1.40m,层厚2.4m。建议fak=80Kpa,qsa=10Kpa。

〈3-2〉粉质粘土（硬塑）：层面埋深8.9~9.3m，层厚2.7~2.8m，平均层厚2.75m。建议fak=180~200Kpa,压缩模量Es=8.5Mpa,Eo=35~40Mpa,qsa=35Kpa。

〈4-1〉炭质灰岩全风化岩：层面埋深6.0~12.1m层厚2.4~6.5m，平均层厚3.9m灰黑色，炭质灰岩全风化岩。建议fak=350Kpa,Eo=70~80Mpa,qsa=40Kpa。钻（冲）孔桩的桩端阻力特征值qqa=500Kpa。

〈5-1〉炭质灰岩强风化带：层面埋深8.80~18.6m，层厚8.1~16.0m，平均层厚11.83m，灰黑色，炭质灰岩强风化。建议fak=500Kpa,Eo=100~120Mpa,qsa=60Kpa。钻（冲）孔桩的桩端阻力特征值qqa=700Kpa。

〈6-1〉灰质岩中风化带：层面埋深24.8m,层厚0.70m。建议fak=1500Kpa,fr=3000~4000Kpa。本层岩石坚硬度为较软岩，岩体完整程度分类为较破碎，岩体基本质量等级分类为V类。

钢管桩：当hb/d>5，λq=0.8(根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008)

电梯基础采用形式进行优选比较，如下：

基础形式场地施工可操作性承载力造价

天然基础中低低

挖孔桩低高高

预制桩低高高

微型钢管压浆桩高中中

新旧建筑的基础边界比较靠近，电梯基础的承载力要求高；而加建电梯井位置在原建筑物的中庭旁边，通过上表对比及综合考虑各基础形式施工工艺。本工程基础应采用微型钢管压浆桩，桩径D为220mm，桩长约12米。（钢管混凝土桩是在钢管桩基础上发展起来的比钢管桩更经济的一种新型桩。与钢管桩相比，由于钢管中混凝土的存在增强了钢管的局部稳定性，且混凝土承载了较大的轴向荷载，节省了大量钢材，而混凝土的价格比钢材低得多。）

五、对开挖基础及原主体结构施工的影响

基坑采用钢板桩支护形式，开挖最大深度为2.5m,主体结构基础形式为桩基结构。由于新建电梯基础主体结构基础非常近，施工难度较大，开挖基础会对原基础有影响，施工安全的因素需谨慎。另外，桩孔内注浆采用水泥砂浆，强度等级为M25，水灰比不大于0.6，一次注浆，注浆压力取为0.30~0.50Mpa。为保证压浆成功，浆体须满足小管径输送的要求，施工应采取如下措施以确保砂浆在满足强度要求的前提下具有足够的流动性、和易性：

1）、拟采用砂浆配合比为（水泥：砂：水=1:0.2:0.6）；2）、施工前应通过现场试配试验确定砂浆的最佳配合比；3）、砂应采用细砂或特细砂；4）、应添加适量减水剂。

六、处理效果

采用微型钢管压浆桩基础在施工中，对周边建筑物影响，进行监测。微型钢管压浆桩的直径小，对原基础的桩挤压作用较小，所以周边建筑物地基影响范围也会比较小。为了更好地处理新旧建筑物之间影响，增加相应的措施：1、新旧基础采用分缝处理，各自承担上部荷载作用，避免新建筑物荷载影响原基础的承载力；2、新建电梯井与楼层间采用植筋连接，增加电梯井的横向刚度。

目前改工程已竣工验收，使用方进行运行阶段，该加建电梯采用微型钢管压浆桩基础形式，对原建筑物安全性无影响。处理效果良好，表明该方案在加建电梯达到预期目的。

七、结语

加建电梯对旧的多层建筑的居住好环境不断改善与提高，垂直交通的需求日益增加。本文对今后加建电梯工程提供一定的参考。