模块化预制混凝土加装电梯井道施工技术

徐耀东，马 骞，卢 旦

(1.上海市建筑建材业市场管理总站，上海 200032；2.华东建筑设计研究院有限公司，上海 200011)

0 引言

受总体经济条件制约，我国仍存在大量多层住宅未安装电梯，随着人民生活水平的提高，这类住宅带来很大不便，特别是居住人群以老年人为主，生活的不便性则更加突出。因此，国家与地方各级政府先后出台各类政策鼓励既有住宅加装电梯。

多年来，众多学者对老旧住宅加装电梯进行了研究。现阶段加装电梯主体结构多采用钢结构形式，钢结构体系自重较小，可一定程度减少基础所需桩，降低对原有建筑的影响。但钢结构体系需定期维护，且维护成本和难度较大。

模块化预制混凝土电梯井道施工技术，采用工厂化制造，机械化、自动化生产，可提高构件质量，缩短工期；节约原材料，降低能源消耗，大幅度减少施工现场的建筑垃圾、扬尘及噪声污染。模块化混凝土技术结构性能安全可靠，具有防火、防腐、后期维护简便等特点，能极大减少电梯使用过程中的维护工作。但模块化预制混凝土构件质量较大，对吊运设备要求较高；对构件尺寸、钢筋与预埋件数量、位置等精度要求较高。

1 模块化混凝土预制电梯系统

1.1 系统组成

模块化预制混凝土加装电梯产品整体包括现场浇筑与工厂预制2部分。现场浇筑部分包括桩基、混凝土基坑、连廊地坪、出入口台阶、坡道等；工厂预制部分包括预制混凝土井道主体墙板、连廊板、连廊框架、井道顶盖等，预制部分需在工厂安装组合，形成单元式组合构件体，如图1所示。该系统既能充分发挥传统混凝土结构形式的优点，又能实现工厂生产、初步安装，现场装配式安装。

图1 电梯井道构件板

受制作设备制约，现有预制工厂无法将电梯井道一次性预制成型，因此需对井道进行拆分设计，通过1次预制、2次安装的方式形成整体电梯井道，具体生产、安装工艺如下。

1)在工厂生产电梯井道主体墙板。

2)在工厂将电梯井道主体墙板进行角部现浇连接，即第1次拼装，形成四面围合的组合井道，如图2所示。

图2 电梯井道组合

3)将组合井道运输至现场，与现场浇筑成型的井道基坑连接，并依次连接上部各层组合井道。

4)井道主体安装完成后，铺设内部电梯轨道、管线等。

5)安装电梯轿厢。

6)安装预制电梯井道顶盖。

1.2 连接构造

1)钢筋套筒灌浆连接 构件的竖向连接采用钢筋灌浆套筒，在井道墙体构件下部，纵向受力筋对应位置预埋钢筋灌浆套筒。结合项目综合考虑，若采用外饰面一体化安装，灌浆套筒的出、入浆孔应设置在井道内侧；若后装外饰面，套筒出、入浆孔则可面向外侧，以便套筒灌浆。

2)水平构件钢筋U形环扣连接 目前常用的钢筋连接方式主要有搭接、焊接、机械连接及灌浆套筒连接等。其中，搭接因须满足钢筋搭接长度要求，需较大空间；焊接和机械连接需专用设备，也需较大操作空间。结合本方案中构件在水平连接时均为转角连接的特点，提出采用U形环扣钢筋连接的新型节点形式。构件生产时，将水平钢筋两端设置为U形，水平钢筋垂直间距需满足结构安全性。U形钢筋由单根钢筋弯折形成，两块构件U形钢筋交界处为现浇区域，在形成的方形空间4个角部后置纵向插销钢筋，形成箍筋笼，然后在外侧局部支模，对搭接区域进行混凝土浇筑，完成构件连接。

2 构件设计与制作

对方案进行全尺寸试验，试验设计为2层，以对方案的结构安全性及施工便捷性进行评估。根据试验需要共设计井道背侧墙板构件、井道侧墙板构件、井道门侧墙板构件、加装电梯与原有建筑连廊构件、连廊框架5种构件，共11块，如图3所示。

图3 新增电梯井道构件组合示意

电梯井道背侧墙板尺寸为2.2m×3m，共2块，墙板两边朝向井道一侧，U形钢筋从上向下均匀布置，垂直于墙板，伸出长度与间距根据结构计算得出，如图4所示。

图4 井道背侧墙板

电梯井道侧墙板尺寸为1.4m×3m，共4块，墙体两侧水平分布筋由环状筋代替，并伸出墙板侧面，形成U形筋，伸出长度与水平间距应符合结构安全性要求，如图5所示。

图5 井道侧墙板

电梯井道门侧墙板尺寸为2.2m×3m，共2块,墙板两边朝向井道一侧，U形钢筋由上往下均匀布置，朝向电梯门厅一侧在上部楼层标高处设置U形钢筋，均垂直于墙板，伸出长度与间距根据结构计算得出，如图6所示。

图6 井道门侧墙板

以上墙板均厚200mm，底部预埋钢筋灌浆套筒，顶部后置纵向插销钢筋，钢筋两端锚固长度应符合结构安全性要求，并定位准确，以确保与钢筋灌浆套筒的连接。

新加电梯与原有建筑间连廊板尺寸为1.23m×2.2m，厚100mm，共2块。两侧设300mm×200mm连梁，并在梁端设U形钢筋，分别与预制井道门侧墙板、连梁框架连接，避免连廊过大加大荷载，如图7所示。

图7 连廊板

连廊框架尺寸为2.2m×6m，共1块，如图8所示。通过与连廊板、新增部分基础的连接，与整个加装电梯井道部分形成整体，使加装电梯在原有建筑外部形成闭合整体，在原有建筑外部完成各类荷载的传递，避免新增电梯部分对原有建筑增加额外荷载。

图8 连廊框架

3 电梯井道安装

电梯井道的安装分为工厂拼装和现场安装。

3.1 工厂拼装

在工厂生产各类预制构件，进行第1次构件拼装；拼装前需按电梯井道尺寸预制底座，并在对应位置设好井道墙板定位、临时支撑等工序所需孔位，基本安装流程如下(见图9)。

图9 电梯井道第1次拼装

1)电梯井道背部墙板定位 采用斜撑在底座上对墙板进行临时固定，斜撑杆≥2根，位于构件同一侧，且杆件与水平面夹角≥60°。利用靠尺随时校验墙体垂直度，保证墙体垂直。

2)电梯井道两侧墙板安装 吊装过程与普通墙板吊装过程基本一致，但吊装定位完成后不增加斜撑，而是利用对拉杆件与井道背部墙板连接进行精确定位，对拉杆≥2根，在构件上均匀布置，对拉杆件全部安装完成后拆除井道背部墙板的斜撑。

3)电梯井道门侧墙板安装 安装步骤与侧墙板安装基本一致。

4)完成四面墙体的临时支撑与相互定位后，对井道墙板4个交角处临时支模板，进行现浇段连接浇筑，完成一个层面的井道拼装。

3.2 现场安装

3.2.1井道安装

井道拼装完成后以一个整体运输至现场，由于构件组合呈立方体，解决了竖向构件存放时的站立问题，降低了施工现场对构件临时堆放工作的要求。

井道组合体与加装电梯基坑间、相互楼层的井道组合体间利用钢筋灌浆套筒连接，待加装电梯井道全部安装完成、结构牢固后拆除井道四面墙体相互间的临时拉结杆件。浆料灌注需注意以下事项。

1)灌浆前应检查灌浆孔道是否通畅，避免堵塞。

2)各构件及现浇电梯基坑的连接面应保持干净，灌浆前对各表面进行湿润。

3)电梯基坑与预制井道组合体、不同楼层的井道组合体连接处水平缝用浆料填实。

3.2.2框架安装

由于电梯轨道对安装精度要求极高，现阶段采取后期统一安装，因此应在电梯井道安装完成且结构稳定后，再进行电梯轨道、管线的统一安装，以保证电梯后期的稳定运行。

3.2.3平台安装

连廊板与两侧连接所需的框架梁一起预制，通过梁端U形环扣钢筋与预制井道墙板、连廊框架的U形环扣钢筋进行局部现浇连接，如图10所示。

图10 连廊平台连接示意

电梯平台连廊安装时，需充分考虑新老建筑完成面的标高统一性，在平台安装时可适当将设计标高降低20～50mm，后期利用平台面层贴地砖或调节连廊地坪的水泥砂浆找平层厚度与原建筑标高达到一致。

4 结语

既有建筑加装电梯，是政府对老旧小区性能提升的重要举措，能有效提高居民的生活便利性、舒适性，有效解决老年人上下楼难题，是一项贴合民生的重大工程。模块化预制混凝土加装电梯是基于装配式混凝土技术的新型建造技术，解决了预制构件生产难度大的问题，节约电梯运行的综合成本，具有显著的经济效益和现实意义。