姚玉芳

【摘要】本論文重點(diǎn)論述了電梯井改造工程的施工方案和施工技術(shù)，采用聚氨脂固化劑外壁既可有效阻水防滲，又大大提高局部地基承載力。既節(jié)約成本又省時(shí)，可為同類(lèi)建筑物改造參考。

【關(guān)鍵詞】聚氨脂固化劑；電梯井；改造；

1 工程概況

某地法式城堡為三層框架結(jié)構(gòu)，層高為6m，地下室一層，層高為7.5m。地下室地面標(biāo)高為-7.50m，基礎(chǔ)底標(biāo)高為-8.30m，底板下有砂石墊層約700mm厚，當(dāng)前地下水位約在-7.60m處。原電梯井基礎(chǔ)位于地下室中部的大石上，因業(yè)主要求將電梯井基礎(chǔ)移至地下室底板以下，使得電梯能充分為地下室所用。原電梯井處框架柱基礎(chǔ)底面積為4.4m*4.4m的獨(dú)立基礎(chǔ)，柱底及其上部堆載約80噸，地基承載力為180KPa。施工單位在施工時(shí)將框架柱基礎(chǔ)與基礎(chǔ)底板連成一整板，事實(shí)該建筑已形成為整板基礎(chǔ)。由于該城堡主體工程已經(jīng)完成，而改建井坑要在原地下室底板下進(jìn)行，在施工過(guò)程中可能發(fā)生底板下的砂石墊層流動(dòng)而影響基礎(chǔ)不均勻沉降，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，因此本工程風(fēng)險(xiǎn)較大，施工難度也較大。圖1為電梯井改造平面圖，圖2、圖3分別為改造前后電梯井的剖面圖。

圖1 電梯井改造平面圖

圖2 電梯井改造前剖面圖 圖3 電梯井改造后剖面圖

2 方案分析

根據(jù)甲方的要求，曾有人提出將電梯井處框架柱基礎(chǔ)下移至井坑以下，認(rèn)為這樣框架柱基礎(chǔ)受力情況較好，但這樣的方案首先必須將該框架柱承受的上部荷載全部托住，在挖除原基礎(chǔ)后深挖新基坑需要大范圍降水，施工難度大，因此造價(jià)高，達(dá)50萬(wàn)元左右，工期也相應(yīng)較長(zhǎng)，為了一個(gè)小小電梯井坑大動(dòng)干戈似不值得。我們?cè)诰C合分析甲方所提供的資料以后認(rèn)為：下移框架柱基礎(chǔ)方案并不可取，除因造價(jià)高工期長(zhǎng)外，還有個(gè)很難解決的問(wèn)題就是該建筑物占地面積很大，大面積室外降水，既不經(jīng)濟(jì)又不現(xiàn)實(shí)；如果在室內(nèi)相對(duì)較大范圍降水，會(huì)造成建筑物的不均勻沉降，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。因此經(jīng)過(guò)我們認(rèn)真分析后提出：僅在電梯井坑處切除部分框架柱的基礎(chǔ)，將電梯井基礎(chǔ)挖至需要位置。這個(gè)方案較前方案既省時(shí)省力，又大大節(jié)約了工程造價(jià)，僅為下移框架柱基礎(chǔ)方案的1/4～1/5。這個(gè)方案雖在切除框架柱基礎(chǔ)一角后造成基礎(chǔ)偏心，但在施工完畢后，井坑壁是緊頂在柱基下部，井坑壁與原柱基相連處用植筋連成整體，事實(shí)上又將柱基缺角補(bǔ)齊，原先在施工開(kāi)挖期間的基礎(chǔ)挖除邊緣應(yīng)力集中又得以恢復(fù)。筆者認(rèn)為采用該方案對(duì)此電梯井坑進(jìn)行改造除正常施工程序外，尚需解決兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：

（1） 降低地下水位，防止在開(kāi)挖井坑時(shí)引起砂石墊層流動(dòng)，而影響地基強(qiáng)度。

（2） 井坑處挖去柱基礎(chǔ)一角，約1/4受力面積，是否會(huì)造成因柱子傾斜而引起結(jié)構(gòu)破壞。

根據(jù)以上兩個(gè)問(wèn)題，我們采取的方案是：在井坑壁外鑿槽后，在槽內(nèi)插管井點(diǎn)降水，同時(shí)在槽內(nèi)進(jìn)行聚氨脂固化劑注漿，固化砂石墊層直達(dá)坑底，固化寬度達(dá)800mm左右，至固化強(qiáng)度達(dá)30%以上時(shí)，即可進(jìn)行開(kāi)挖，鑿去上部鋼筋混凝土底板及坑內(nèi)的固化物。采用聚氨脂固化劑止水主要有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①聚氨脂系水凝性材料，具有快硬、抗?jié)B漏的良好性能。②固化處形成一個(gè)阻止砂石流動(dòng)的帶，不致影響地基強(qiáng)度。③我們認(rèn)為切除部分柱基礎(chǔ)后對(duì)柱的影響不大的理由是：由于基礎(chǔ)底板已形成事實(shí)上的整板基礎(chǔ)，地基應(yīng)力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于地基強(qiáng)度（180kPa），局部切除6m2后，由于應(yīng)力重分布而對(duì)基礎(chǔ)整體影響較小。在柱下雖由于切除所造成的偏心，井坑口邊緣應(yīng)力提高，也因?yàn)楣袒瘞鄳?yīng)提高了坑口周?chē)牡鼗鶑?qiáng)度而得到平衡，故不致影響上部結(jié)構(gòu)。

3 施工技術(shù)

3.1 坑底作法

（1） 坑底座落在粗砂層上，地質(zhì)條件良好，在降水后直接作為天然地基，不需特殊處理，

只作100mm厚C10素混凝土墊層，表面抹光。

（2） 在素混凝土上作柔性防水層，采用SBS兩布三油作法。

（3） 上作400mm厚C30抗?jié)B鋼筋混凝土坑底板。

3.2 坑壁作法

（1） 將固結(jié)帶內(nèi)壁切除整齊，表面水泥砂漿抹平，作坑壁下部外模。

（2） 將底板防水層翻上來(lái)貼在外模上，至基礎(chǔ)底板下與原有防水層相接，并與接頭焊牢（或

加一圈油膏止水帶）作300mm厚C30抗?jié)B鋼筋混凝土坑壁。

3.3 在井坑底及內(nèi)壁作防水砂漿抹面，按五層作法施工。

3.4 井點(diǎn)降水井管在停止降水后，不拔出，在素混凝土墊層下截?cái)?，并以微膨脹混凝土灌?shí)，管口處素混凝土墊層封閉。

3.5 在坑壁與原基礎(chǔ)及底板連接處均植入Φ16@200鋼筋，將新老結(jié)構(gòu)連成一體，柱下也以植筋與坑壁相連，柱上部分荷載直接傳至井坑底板，因此施工完成后就補(bǔ)足了柱基礎(chǔ)的缺角，原坑口地基應(yīng)力也將得以恢復(fù)均勻。

3.6 在施工過(guò)程中為保證結(jié)構(gòu)安全，避免因柱基在挖除一角后由于基礎(chǔ)偏心及底面積減小而引起柱根側(cè)移及基礎(chǔ)變形，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該柱進(jìn)行了觀測(cè)和采取了應(yīng)對(duì)措施。經(jīng)觀測(cè)，該柱縱軸下端偏移不超過(guò)最大值11mm，沉降不超過(guò)最大值14mm，均滿(mǎn)足規(guī)范要求。應(yīng)對(duì)措施是在柱9m跨一側(cè)扎門(mén)架式支架，支撐于梁根部，支架足以承受該柱1/4上部荷載（即20噸）。

4 結(jié)語(yǔ)

（1） 采用本方法進(jìn)行電梯井的改造，相比其它方法可大大節(jié)約成本，縮短施工時(shí)間，贏得

了業(yè)主的好評(píng)。

（2） 在改造設(shè)計(jì)中，要充分考慮改造對(duì)結(jié)構(gòu)整體及相關(guān)受力構(gòu)件的影響。

（3） 采用聚氨脂固化劑固化外壁既可有效阻水防滲，又可提高局部地基承載力，還可以當(dāng)

作外模。

（4） 采用植筋法可有效地保證新老結(jié)構(gòu)連成整體，共同工作。

（5） 在改造過(guò)程中，應(yīng)采取可靠支撐，確保施工過(guò)程的安全性。

參考文獻(xiàn)

[1] 混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范（CECS 25：90）. 北京： 中國(guó)計(jì)劃出版社， 1992

[2] 曹雙寅，邱洪興，王恒華. 結(jié)構(gòu)可靠性鑒定與加固技術(shù). 北京. 中國(guó)水利水電出版社. 2001

[3] 衛(wèi)龍武，呂志濤，朱萬(wàn)福. 建筑物評(píng)估、加固與改造. 南京： 江蘇科技出版社，1993

[4] 唐少華.植筋工藝在高層建筑改造中的應(yīng)用.中外建筑.2003（2）