0 引言

　　高层建筑逆作法为先施工水平楼面梁板结构，后施工楼梯、剪力墙、外包柱等后置构件，施工人员上、下均需搭设临时楼梯，不方便^[1,2,3]。当地下室施工达3层以上深度时，如能安装施工电梯，作为地下室人员快捷出入兼作小型构件垂直运输工具，则可提高施工效率。

　　目前已有一些学者开展建筑深基坑施工电梯相关方面研究。谢高华等^[4]在上海世茂深坑酒店通过对施工电梯配置与安装方案的研究及优化，采用附着塔式起重机标准节上的施工电梯，成功解决了人员和材料向基坑内运输的施工难题。戴小松等^[5]在武汉东湖核心区污水传输系统工程中，主隧部分竖井采用新型悬挂式施工电梯，解决了建筑超深基坑开挖过程中人员上、下通行困难问题。郭朋鑫等^[6]以长沙冰雪世界为工程背景，由于工程以百米深矿坑为载体，采用间接附着式施工电梯，分析施工电梯强度、刚度和稳定性，解决人员和材料垂直运输问题。

　　由于SC系列施工电梯常规做法为先施工基础，再由下向上随着主体结构升高逐层安装标准节、附墙架，而如何实现逆作法地下室逐层下沉安装施工电梯在国内还没有参考案例。为此，本文以湖南旺旺医院(二期)———医疗大楼扩建工程(以下简称“湖南旺旺医院(二期)”)为背景，采用标准节(导轨架)整体拼装插入底板下桩基，空桩部位及时回填水稳料，竖向承载体系先期施工，随着逆作土石方逐层往下开挖，施工电梯逐层下沉，逐层加设附着反向运动的施工技术，可有效解决逆作法施工深基坑安装施工电梯的难题，该技术先进、安全可靠、操作性强，社会效益和经济效益明显，具有推广价值。

　　1 工程概况

　　湖南旺旺医院(二期)项目为1座集医疗、住院、停车一体的综合性大楼，总建筑面积约18万m²，其中地上约12万m²，地下约6万m²。地上20层、地下7层，基坑开挖深度(地下室底板深度)32m，工程采用上、下同步全逆作法施工。

　　2 工艺原理

　　深基坑逆作法基坑双笼户外电梯施工技术工艺原理如下。

　　1)根据“一柱一桩”施工原理，采取施工电梯标准节(导轨架)整体拼装替代“一柱一桩”中钢格构柱的方式，同时在基础底板下设1根桩基作为施工电梯竖向承重基础，在“一柱一桩”施工阶段，先将桩基与整体拼装好的标准节(导轨架、齿轮包裹好)施工完成，标准节深入桩基内3m，确保了承载力、垂直度满足施工电梯要求，空桩部位采用8%水泥稳定碎石(水稳料)，以增强标准节(导轨架)在逆作阶段的稳定性。

　　2)当地下室土石方开挖至地下3层且各项工作准备就绪时，将施工电梯吊笼从出土孔或吊物孔吊入，再使用挖土机转运至施工电梯安装位置，并在1层楼面上利用1台10t小型汽车式起重机或电动葫芦配合安装，即可进行施工电梯正常安装。

　　3)随着地下室逆作向下开挖且下层楼板结构施工完毕，通过加装附墙架(6～9m)、重装底盘，调整施工电梯，即可实现施工电梯向下作业，进而实现深基坑逆作阶段施工电梯的使用。地下室逆作安装双笼施工电梯设计如图1所示。

　　图1 逆作法双笼施工电梯设计  

　　由于标准节需深入桩基内3m，在实际操作中工人难以下至桩顶进行操作，为保证标准节底部与桩顶连接质量，本项目在实际操作中采用图2所示的导向定位转换装置(?为650mm×650mm电梯标准节，?为4 28钢筋(束)，?为10mm厚加劲肋板，?为83×6钢管内穿4 28钢筋(束)，?为└100×8，?为开孔(4个开孔尺寸相同)，?为20mm厚钢底板，?为314mm倒锥形上杯口边(由6mm厚钢板制作)，?为87mm倒锥形下杯口边(由6mm厚钢板制作)，为12mm厚钢底板，○K为314mm孔)。

　　3 关键施工技术

　　3.1 成桩施工

　　施工电梯基础增设1根1.4m桩基，采用人工挖孔桩与旋挖钻机干作业复合成孔施工技术进行“一柱一桩”成孔施工，上部人工挖孔(孔径加大200mm)钢筋混凝土护壁进入中风化泥质砂岩层≥1m，下部采用大型旋挖钻机成孔、桩底大放脚机械初扩，采用钢筋护套、人工下基坑修引孔调整旋挖钻成孔垂直度及修、清桩基扩底。

　　图2 导向定位转换装置  

　　按设计规定进行桩钢筋笼制作组装，再进行吊装，浇筑C35混凝土至定位器底标高，混凝土达1.2MPa强度以上时下人清凿至定位器底标高。

　　3.2 施工电梯标准节(导轨架)施工

　　SCD200/200k型双笼施工电梯采用650mm×650mm标准节，桩内标准节所需长度为30.3m，每节长1.508m，共需20节，使其达到逆作分界面高度。施工前，先将标准节依次对接好，并用300N·m拧紧力矩紧固全部螺栓，组成电梯导轨架。

　　1)整体拼装标准节立管接缝处错位阶差≤0.5mm，以便安装对重滑轮;标准节齿条连接处相邻齿条高的阶差≤0.3mm，齿距应≤0.6mm，并将导轨架节两侧齿条包裹好。

　　2)整体吊装采用主、副双机抬吊，本工程配置180t履带式起重机作为主吊，50t履带式起重机作为副吊。

　　3)整体安装结合“一柱一桩”施工原理，采用“专用导向定位器、视频辅助对中、顶端顶托调垂”干作业模式定位器法，在导轨架底部采用卯、榫结构原理设计定位器，并在井底安装摄像头，通过视频线连接至吊装室进行辅助吊装，从而实现电梯导轨架垂直度≤L/2 000且≤15mm(L为导轨架设高度)。

　　电梯导轨架预先埋入桩基内3m，采用C35混凝土浇筑至桩顶标高，空桩部位采用8%水泥稳定碎石(水稳料，无侧限抗压强度为6MPa)回填，并分层对称夯实，确保导轨架稳定性。

　　桩基所能承受的荷载应大于竖向恒荷载设计值，以湖南旺旺医院(二期)户外电梯安装为例，设备型号为SCD200/200k双笼型，H=43.4m。

　　1)电梯自重计算吊笼重(双笼) 2 000kg×2=4 000kg;外笼重1 480kg;导轨架自重(安装高度43.4m，标准节每节长1.508m，共需29节，每节重170kg):170kg×29=4 930kg;对重重1 200kg×2=2 400kg;吊笼载重(双笼) 2 000kg×2=4 000kg;机架重G=4 000+1 480+4 930+2 400+4 000=16 810kg。

　　2)附墙架、紧固件等总重附墙架、紧固件等约占导轨架总重的30%，约为170×29×0.3=1 479kg。

　　3)电梯总重标准值P₁=16 810+1 479=18 289kg=18.289t≈182.9k N，动力系数取2.1，可得设计值P₂=P₁×2.1=182.9×2.1=384.1k N。

　　4)竖向恒荷载标准值P_恒=P₁=182.9k N。

　　5)竖向恒荷载设计值P=P₂=384.1k N。

　　所用ZH1414桩基单桩承载力设计值为7 027k N>P=384.1k N，桩基承载力满足要求。

　　3.3 电梯安装准备工作

　　1)在逆作施工阶段，根据设计要求预留6 100mm×5 080mm吊物井并进行逆作结构加强，考虑1层电梯停靠顶节安全高度，其2层对应位置结构梁板需留空。

　　2)待地下结构施工至地下3层(地下1层、地下2层因出入地下室便捷，故可不安装施工电梯)，即可进行施工电梯安装。安装前，清理导轨架上杂质并将齿条上裹条清理干净，此外在原有施工电梯导轨架上加节以使导轨架达到电梯运行所需高度。

　　3)施工前，技术负责人根据规范要求编制双笼施工电梯施工方案。对相关人员进行技术交底。作业前，必须了解施工方案和熟悉各作业要求，分清责任，明确工作职责。仔细阅读《SC型施工升降机使用手册》，整个安装过程应严格按该型号施工电梯使用说明书的安装程序进行。

　　4)进场验收双笼施工电梯设备，现场准备好施工电梯安装所需材料，应具备能量足够的电源，并必须配备1个专供电梯用的电源箱，每个吊笼均应由1个开关控制。

　　5)工地专用电源箱应直接从工地变电室引入电源，距离应≤30m。一般每个吊笼用1根>4×25mm²铜线电缆连接，如距离过长应适当增加电缆截面积。

　　3.4 附墙架安装

　　随着地下室逆作向下开挖，自上而下加密安装附墙架，附墙架每隔6～9m安装1次，最上面1处附着架以外悬出高度≤6m。施工电梯附墙架应尽量水平安装，附着架平面与水平面夹角不得大于±8°。

　　根据工程实际需要选取合适附墙架与建筑物的连接方式，常用附墙方式有预埋式、焊接式、穿墙式等。本文采用穿墙式附墙架，结构如图3所示，即在建筑物边梁上对称预埋2个螺栓，然后通过附墙架对电梯标准节进行固定。

　　每次安装1套附墙架均要利用水平仪或线坠测量1次导轨架在2个方向垂直度，导轨架垂直度误差值<H/1 000，如超出要求，则通过经纬仪测定后调节可调螺栓来校正导轨架垂直度，确认导轨架垂直度在误差要求范围之内时，可将各处扣件拧紧。

　　图3 电梯附墙架示意  

　　3.5 施工电梯安装

　　施工电梯安装顺序为:外笼、吊笼安装→对重安装→天轮、钢丝绳安装→电缆保护架安装→电缆导向装置安装→限位碰铁装置安装→层门安装→电气装置检查。注意事项如下。

　　1)齿轮与齿条啮合侧隙应保证在0.2～0.3mm，背后间隙为0.5mm，各滚轮与标准节立管间隙为0.5mm。

　　2)对重导向轮与滑道间隙控制在0.5mm，以确保每个轮转动灵活，应保证吊笼在达到最大提升高度时对重应距地面>550mm，注意吊笼及对重不得与附墙架相碰。天轮安装至导轨架顶部，利用M24螺栓固定。

　　3)安装电缆保护架时，要调整电缆保护架及电缆托架位置，确保电缆在电缆保护架U形中心，安装电缆时应注意电缆不可缠绕。

　　4)吊笼满载下行时调整下限位碰铁，自动停止在吊笼地板与外笼门坎相平处;下板限碰铁安装在吊笼碰到缓冲弹簧前制动。上限位碰铁调整至使吊笼自动停止在上终端平台位置，要确保此时吊笼与导轨架顶部安全距离符合当地安全规定;上板限碰铁应安装在吊笼越过上终端平台150mm处。

　　5)层门安装要安装机电联锁保护装置，门框应与建筑物连接牢固。利用接地电阻测试仪测量户外电梯钢结构及电器设备金属外壳接地电阻，应≤4Ω，500V兆欧表测量电动机及电器元件对地绝缘电阻应≥1MΩ。双笼施工电梯现场安装效果如图4所示。

　　3.6 整机调试、试验及检查验收

　　安装完毕后即可进行施工电梯整机调试，调试内容包括腰滚轮侧隙、各间隙、速度、电缆滑车等。施工电梯使用前均需按相关要求进行荷载及坠落试验。

　　新安装的施工电梯必须进行至少1次坠落试验，使吊笼上升至距地面10m左右，吊笼制动距离控制在0.25～1.2m，总下滑距离控制在1.2～2.5m。使用前，检查各螺栓紧固件有无松动现象，电梯电气系统工作是否正常，各交流接触点吸合情况，导线接头情况，各部位润滑情况，各滚轮、背轮调整间隙及齿轮与齿条啮合间隙是否正常，如不符合要求应及时调整，直至符合要求即可验收。

　　图4 双笼施工电梯现场安装效果  

　　3.7 逆作开挖施工电梯使用

　　经验收合格后即可使用双笼施工电梯进行垂直运输。当逆作每向下开挖1层时，先预留电梯下土层，待整层开挖完毕再开挖电梯下土层，通过重新安装底盘装置进行下移施工电梯调试工作，并随逆作开挖增加附墙架，6～9m设置1道，即可实现逆作施工阶段施工电梯使用。

　　4 结语

　　1)将施工电梯标准节(导轨架)整体拼装，标准节锚入底板以下桩内3m长，标准节(导轨架)与桩空隙部位及时回填水稳料，保证了电梯竖向承载力及稳定性，标准节底部加设倒锥形转化装置及导向底座，采用导向定位器法施工，满足导轨架垂直度要求。

　　2)地下室逆作开挖至地下3层时即可安装使用电梯，并随着逆作法不断向下层结构施工的过程中，重新安装底盘并加装附墙架即可使电梯向下工作。

　　3)该技术解决了深基坑地下室逆作过程中人员及材料垂直运输难题，规划了施工人员出入地下室路线，使地下室施工人员劳动强度和工作条件得以改善，提高了逆作施工效率，缩短了施工工期，同时也确保了施工安全。