李國用

(廈門市同安區(qū)第一建筑工程公司 福建廈門 361100)

某柱頂隔震綜合樓隔震層施工技術(shù)分析

李國用

(廈門市同安區(qū)第一建筑工程公司 福建廈門 361100)

隔震層施工質(zhì)量是隔震建筑工程質(zhì)量控制的要點和難點。文章以廈門市某采用底層柱頂層間隔震綜合樓的施工過程為案例，根據(jù)現(xiàn)場跟蹤記錄，分析了底層獨立柱和隔震支座上、下支墩、隔震層上部梁板結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土施工過程，著重分析了上、下預(yù)埋板和隔震支座的安裝及采取的施工措施，提出了保證混凝土密實度和可靠性的上、下支墩混凝土施工的方法。同時，強調(diào)了在施工中應(yīng)與設(shè)計單位充分溝通協(xié)調(diào)，解決由于節(jié)點鋼筋密集和部分設(shè)計構(gòu)造可能影響施工質(zhì)量的問題。

柱頂隔震；隔震建筑工程；隔震層；施工技術(shù)

1 概述

隔震技術(shù)主要是在建筑物基礎(chǔ)或下部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間增設(shè)一隔震層，使得建筑物基礎(chǔ)或下部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)柔性連接，有效地降低直接傳向建筑物上部結(jié)構(gòu)的地震能量。隔震層的設(shè)置增大了建筑物阻尼并延長了自振周期，使建筑物遠(yuǎn)離地震的地面運動的卓越周期，顯著地降低結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)，地震作用時，建筑上部結(jié)構(gòu)幾乎保持平動，有效保護建筑物內(nèi)部人員安全與設(shè)備儀器不傾覆，減少財產(chǎn)損失[1]。隔震技術(shù)作為目前國內(nèi)外研究較為深入的一種結(jié)構(gòu)抗震新技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用得到了充分的檢驗和認(rèn)可，在實際工程中廣為應(yīng)用[2-3]，據(jù)中國勘察設(shè)計協(xié)會不完全統(tǒng)計，截至2016年年底，我國目前在建與建成的隔震建筑超過了4 000棟，主要分布在我國云南、四川、甘肅、新疆和江蘇等省份。根據(jù)福州大學(xué)課題組統(tǒng)計，截至2016年年底，福建省已建和在建的隔震建筑約26棟，總建筑面積超過16萬平方米[3]。

大部分隔震建筑按照基礎(chǔ)隔震形式設(shè)計，如圖1(a)所示。層間隔震形式也是常見的形式，以隔震層設(shè)置在底層柱的頂部或者大底盤塔樓的下部為主要代表形式。福建省的工程實踐中，底層架空建筑多將隔震層設(shè)置在底層柱頂，如圖1(b)所示。

(a)基礎(chǔ)隔震 (b)底層柱頂隔震圖1 兩種隔震形式

隔震建筑隔震層的施工質(zhì)量是影響隔震效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2015年住建部頒布了《建筑隔震工程施工及驗收規(guī)范》，簡稱(《隔震施工規(guī)范》)并于同年12月1日開始實施，2016年福建省住建廳發(fā)布了《福建省建筑工程隔震橡膠支座和裝置施工及驗收規(guī)程》，簡稱(《福建省隔震施工規(guī)程》)進(jìn)一步促進(jìn)了隔震技術(shù)在福建省的推廣應(yīng)用。

目前，學(xué)者們對隔震層的施工質(zhì)量進(jìn)行了相關(guān)研究。姜大力[4]通過對采用橡膠支座隔震技術(shù)的北京某辦公樓進(jìn)行工程研究，從下預(yù)埋板位置控制、防止?jié)仓炷習(xí)r對預(yù)埋板位置造成影響、高強螺栓預(yù)擰與下預(yù)埋板保護等方面介紹了隔震建筑施工關(guān)鍵施工方法的選擇，并提出了隔震支座成品保護措施。殷許鵬[5]等通過對建筑隔震工程施工特點的分析，結(jié)合建筑工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)方法，總結(jié)了隔震建筑施工中存在的問題，為編制建筑隔震工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)作了基礎(chǔ)性研究。解琦[6]通過工程實踐證明了支座錯位的缺陷，采用定位鋼板、支座扭曲缺陷采用角鋼固定和支座污染采用苯板保護等方法，在隔震建筑施工過程中取得良好的效果。

但上述文獻(xiàn)對隔震建筑工程施工技術(shù)分析比較寬泛，對隔震建筑關(guān)鍵部位隔震層施工詳細(xì)分析較少。本文以廈門市某綜合樓為例，通過實踐追蹤整個隔震層施工過程，對隔震建筑隔震層的施工技術(shù)詳細(xì)分析，為類似隔震建筑工程隔震層施工提供參考。

2 工程概況

工程為廈門市森林公安局同安撲救隊綜合樓，5層建筑，總面積為2 208.30m2，底層為隔震專用檢修層以及開放空間，二～五層為警務(wù)用房，屋頂層為樓電梯間。底層層高2.80m，二層層高3.90m，其余各層層高為3.60m，建筑總高度為17.65m，平面、剖面及建成后的南立面如圖2所示。橫向兩跨、縱向5跨的現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。

工程施工階段為2011年～2012年，本文根據(jù)當(dāng)時施工實際并結(jié)合現(xiàn)行的JGJ360-2015《建筑隔震工程施工及驗收規(guī)范》[8]來闡述該工程的施工技術(shù)。

工程采用底層柱頂隔震，底層共有16根獨立柱，每柱設(shè)1個隔震支座，布置LNR400支座2個，LNR500支座2個LNR600支座4個，LRB400支座6個，LRB500支座2個，其中LNR表示天然橡膠支座，LRB表示鉛芯橡膠支座，隔震支座布置如圖3所示。同時，根據(jù)設(shè)計圖紙和施工圖審查結(jié)論，隔震層的抗風(fēng)設(shè)計滿足要求。

(a)底層平面圖

(b)3～5層平面圖

(c)剖面圖圖

(d)南立面圖圖2 建筑平面、剖面及立面圖

圖3 隔震支座布置圖

3 底層柱頂層間隔震結(jié)構(gòu)體系介紹

底層柱頂隔震結(jié)構(gòu)是將建筑整體結(jié)構(gòu)分為3大部分；分別是上部結(jié)構(gòu)(二層及以上)、隔震層和下部結(jié)構(gòu)。整體結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置如圖4所示，其中下部結(jié)構(gòu)必須承受罕遇地震內(nèi)力，基礎(chǔ)不屬于下部結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)設(shè)計按照《抗規(guī)》要求不必提高標(biāo)準(zhǔn)，按抗震結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行設(shè)計即可[7]。

圖4 隔震層預(yù)埋件大樣圖

圖5中，編號3為隔震支座，相應(yīng)的上下混凝土構(gòu)件為上支墩和下支墩，編號4為底層獨立柱也即下支墩，編號2梁柱交叉節(jié)點為上支墩。同時由圖5可知：隔震支座及其預(yù)埋件的安裝、下部結(jié)構(gòu)即下支墩和上支墩的混凝土質(zhì)量是施工的主要控制因素。

圖5 結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置示意圖1—二層框架柱；2—隔震層梁板；3—隔震支座；4—底層獨立柱；5—柱下獨立基礎(chǔ)；6—基礎(chǔ)梁

4 隔震層施工技術(shù)分析

隔震建筑與傳統(tǒng)建筑在施工技術(shù)上存在一定差異，隔震建筑的施工難度比傳統(tǒng)建筑大得多，尤其是隔震層的施工需要相關(guān)技術(shù)單位指導(dǎo)。該工程依托福州大學(xué)土木工程學(xué)院技術(shù)指導(dǎo)并制定完備的專項施工方案。隔震專項施工方案需經(jīng)業(yè)主、設(shè)計和監(jiān)理單位審核通過后，方可由施工單位實施。

4.1 綁扎下支墩鋼筋

該工程獨立柱不帶拉梁，下支墩部位有柱縱向鋼筋和箍筋、柱墩構(gòu)造鋼筋及下預(yù)埋板錨筋等鋼筋，如圖6所示。

下支墩(柱)的節(jié)點處鋼筋密集，獨立柱的井字形配箍,如圖7(a)所示，出現(xiàn)與下預(yù)埋板套筒或錨筋位置沖突，施工方案經(jīng)過了充分研究，并與設(shè)計人員和監(jiān)理工程師溝通，根據(jù)現(xiàn)場和實際情況，由設(shè)計單位出具設(shè)計變更文件，最后在箍筋肢數(shù)一定的條件下，通過改變箍筋形式來布置，設(shè)置了菱形箍如圖7(b)所示，這樣有利于下支墩混凝土的投料，保證了下支墩混凝土澆搗質(zhì)量。

圖6 上、下支墩鋼筋布置圖

(a)井字箍 (b)菱形箍圖7 獨立柱菱形箍示意圖

為避免搭接處鋼筋過密，主筋可采用螺紋連接或焊接連接的方式來搭接，下支墩鋼筋綁扎示意圖如圖6所示，需注意支墩鋼筋下料長度不應(yīng)低于下預(yù)埋板下沿。

4.2 下預(yù)埋件安裝

下預(yù)埋板安裝作為施工質(zhì)量的控制要點，下預(yù)埋板安裝定位主要方法有：

(1)短鋼筋頭結(jié)合楔形木墊塊定位法；

(2)鋼筋段定位法；

(3)地腳螺栓與鋼筋網(wǎng)片結(jié)合定位法；

(4)專用支架和定型模具定位法[3]。

該工程建設(shè)過程中參照廈門市已有幾棟隔震建筑的施工方法，下預(yù)埋板安裝仍然采用短鋼筋頭結(jié)合楔形木墊塊定位法。

首先通過輪式汽車吊將預(yù)埋件吊至支墩上方，在事先用水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀確定并標(biāo)定好的標(biāo)高位置下預(yù)埋件，然后在短鋼筋頭控制預(yù)埋件標(biāo)高的基礎(chǔ)上，運用楔形木塊對其做細(xì)微調(diào)整，經(jīng)校對設(shè)計標(biāo)高符合要求后，點焊下部構(gòu)件主筋與下預(yù)埋板錨筋，完成下預(yù)埋的固定，下預(yù)埋件固定安裝如圖8所示。

圖8 下預(yù)埋件固定安裝

4.3 下支墩混凝土澆搗

下預(yù)埋板定位驗收合格后，開始澆筑下支墩混凝土。為避免混凝土澆搗過程中的混凝土殘渣流入套筒內(nèi)，在澆筑前需要做好螺栓孔的保護工作。該工程在澆筑混凝土前采用膠帶將套筒和螺栓密封保護，保護做法如圖9所示。

獨立柱混凝土強度等級為C30，根據(jù)施工圖的要求，下支墩混凝土采用C35細(xì)石混凝土，即比原設(shè)計強度等級提高一級。下預(yù)埋板中部留有直徑為120mm的孔洞作為澆搗口，為保證混凝土澆筑質(zhì)量，采用插入式振動棒進(jìn)行振搗，同時用木槌側(cè)敲模板輔助振搗，初凝前采用清洗干凈的粒徑為40mm碎石填入澆搗口，再次人工輔助夯實，以保證下支墩混凝土充分密實，如圖10所示。

圖9 螺栓孔保護 圖10 支墩混凝土施工

澆筑完成后立即對下預(yù)埋板的水平度及軸線位置進(jìn)行二次檢驗，如有偏差及時進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整并做好相關(guān)記錄。根據(jù)《隔震施工規(guī)范》和《福建省隔震施工規(guī)程》要求，待混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度75%后，將下預(yù)埋板表面清理干凈、磨光，并對損壞的油漆保護膜進(jìn)行重新補漆，最后進(jìn)行隔震支座的安裝。

4.4 隔震支座安裝、調(diào)平和固定

(1)隔震支座由本體和上、下連接鋼板組成，上、下預(yù)埋鋼板還帶有螺栓套筒和固定錨筋。隔震支座必須與上、下預(yù)埋鋼板用螺栓套筒連接。首先將上預(yù)埋鋼板與隔震支座上連接板相連，將螺栓擰緊但不鎖死。上連接鋼板與隔震支座相連接作為一個整體來吊裝，如圖11所示。

(2)輪式汽車吊的選擇：根據(jù)工程特點和施工場地的條件，需要的最大臂長為20m，起升高度為10m，重量600kg，選擇8t輪式汽車吊可滿足要求。

(3)吊運過程中，根據(jù)廠家提供的吊點安裝吊具，嚴(yán)禁橡膠支座與堅硬的物體發(fā)生碰撞，嚴(yán)禁單環(huán)起吊或傾斜吊裝，嚴(yán)禁使用連接螺孔起吊，將隔震支座吊運至指定位置，如圖12所示。

圖11 隔震支座與上連接板連接 圖12 隔震支座吊裝

(4)隔震支座就位后，應(yīng)使隔震支座上高點與下墩(柱)低點對應(yīng)，以減小高度和水平度積累誤差；并復(fù)核隔震支座平面位置、頂面高程和頂面水平度；隔震支座安裝后，支座與下連接板應(yīng)密貼。

(5)固定支座時，螺栓應(yīng)對稱擰緊(對角線上或?qū)吷?，使每個螺栓具有一定的鎖緊力矩(扭力扳手上指針指到所需值為宜)，在拆除臨時支撐后復(fù)擰。

(6)支座安裝后應(yīng)清潔隔震支座表面污跡，修補損壞部位，并及時進(jìn)行驗收，驗收合格后對隔震支座采取相應(yīng)保護措施，常用做法是用膠合板在周邊作圍擋防護。

(7)支座安裝后期，支座連接板與上、下支墩(柱)頂面的預(yù)埋板應(yīng)密貼，板面縫隙大于1mm時，螺栓應(yīng)繼續(xù)擰緊至縫隙小于等于1mm，再采用環(huán)氧樹脂填縫[9]。

4.5 支座上部結(jié)構(gòu)模板和鋼筋工程

(1)支座相鄰上部結(jié)構(gòu)的模板和混凝土工程施工時，混凝土的振搗可能導(dǎo)致支座發(fā)生變形，隔震層發(fā)生水平位移，對隔震建筑的施工及使用是不利的，因此，應(yīng)對隔震層隔震支座采取臨時固定措施。常用做法是對每個支座縱橫兩向采用Φ25鋼筋斜拉點焊，如圖13所示，施工完畢，再割掉斜拉鋼筋。

(2)支設(shè)上支墩(柱)模板時，以上預(yù)埋鋼板為底模，對支座以上部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行支模，上預(yù)埋板的尺寸大小與上支墩的截面尺寸大小剛好吻合，避免過去常采用的三合板修補模板縫隙工作，如圖14所示。

圖13隔震支座臨時固定措施 圖14上支墩預(yù)埋板作為模板

(3)依次綁扎上支墩鋼筋、支設(shè)上支墩側(cè)模與梁底模、綁扎梁鋼筋、支設(shè)頂板底模、綁扎隔震層頂板鋼筋。

(4)支墩(柱)上預(yù)埋板安裝應(yīng)保證相應(yīng)的上支墩混凝土裝飾面層高度不得低于預(yù)埋板的頂面標(biāo)高，即頂面的標(biāo)高應(yīng)低于混凝土表面并露出5mm以上。

(5)在支座相鄰上部結(jié)構(gòu)施工直至工程完工過程中，應(yīng)定期監(jiān)測支座豎向和水平變形，并保留相應(yīng)記錄。支座相鄰上部結(jié)構(gòu)施工時，宜每周觀測一次，直至主體施工完成。進(jìn)行裝修工程時，可每2～3周觀測一次，直至工程完工。

4.6 支座上部梁板結(jié)構(gòu)混凝土澆筑

隔震支座的上方由上支墩和上部梁板結(jié)構(gòu)組成，上部梁板結(jié)構(gòu)是肋梁樓蓋。上支墩與上部結(jié)構(gòu)梁板節(jié)點處，二層的預(yù)埋柱子鋼筋十分密集。上支墩底面即框架梁底原設(shè)計高度僅為100mm，經(jīng)過與設(shè)計單位協(xié)商，改為200mm，這樣上預(yù)埋板的套筒與框架梁的鋼筋不會碰撞。

上部梁板結(jié)構(gòu)混凝土澆筑主要的施工過程有：①對隔震支座上預(yù)埋鋼板水平度和軸線位置進(jìn)行復(fù)檢，滿足要求后方能澆筑支座上部梁板結(jié)構(gòu)混凝土。②上支墩(柱)與上部結(jié)構(gòu)梁板整體澆搗，上支墩與梁板節(jié)點，該部位鋼筋十分密集，澆筑上支墩混凝土?xí)r，為了保證上支墩混凝土質(zhì)量，采用高設(shè)計要求一級的高流動性細(xì)石混凝土。③混凝土澆搗過程中要十分細(xì)心，澆筑施工完成后應(yīng)及時采取相應(yīng)措施進(jìn)行養(yǎng)護，以保證混凝土的施工質(zhì)量，如圖15所示。

(a) (b)圖15 上部結(jié)構(gòu)梁板鋼筋和混凝土施工

該建筑隔震構(gòu)造尚有：電梯間從二層懸掛，四周設(shè)有300mm寬水平隔離縫，樓梯間從架空層開始布置，設(shè)計有250mm寬水平隔離縫和30mm高的豎向隔離縫，施工做法與非隔震建筑也有很大區(qū)別。另外穿過隔震層的設(shè)備配管、配線均有預(yù)留柔性連接，以保證隔震建筑有可靠的水平位移空間。本文限于篇幅，對隔震構(gòu)造施工不做進(jìn)一步分析。

5 結(jié)語

通過對廈門市某采用底層柱頂層間隔震綜合樓的施工過程，現(xiàn)場跟蹤記錄和分析了底層獨立柱和隔震支座上、下支墩、隔震層上部梁板結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土施工過程得到如下結(jié)論：

(1)分析了上、下預(yù)埋板和隔震支座的安裝，提出了采取的施工措施。

(2)提出了上、下支墩混凝土施工的方法以保證了混凝土密實度和可靠性。

(3)施工中應(yīng)與設(shè)計單位充分溝通協(xié)調(diào)，解決由于節(jié)點鋼筋密集和部分設(shè)計構(gòu)造可能影響施工質(zhì)量的問題。

[1] 黨育，杜永峰，李慧.基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工指南[M]．北京:中國水利水電出版社，2007.

[2] 吳應(yīng)雄．低位層間隔震技術(shù)在某框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用研究[J]．福州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2012，40(6)：807-813．

[3] 金捷.福建省建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用隔震技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)查和政策推廣建議[D]．福州：福州大學(xué)，2016.

[4] 姜大力．疊層橡膠隔震支座施工技術(shù)[J]．建筑技術(shù)，2007，38(2):94-96．

[5] 殷許鵬，潘文，宋廷蘇,等．建筑隔震工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)研究[J]．施工技術(shù)，2013，42(9):61-63．

[6] 解琦．橡膠隔震支應(yīng)的施工方法[J]．甘肅科技，2007，23(2):143-144．

[7] GB50011-2010 建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010．

[8] JGJ360-2015 建筑隔震工程施工及驗收規(guī)范 [S]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015．

[9] DBJ/T13- 252-2016 福建省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)．福建省建筑工程隔震橡膠支座和裝置施工及驗收規(guī)程[S].福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳，2017．

Analysis onIsolation Layer Construction Technology of Columns’ Top Isolation Complex Building

LIGuoyong

(The first ConstructionCo.Ltdof Xiamen Tong-an Region , Xiamen 361100)

The construction quality of isolation layer is the key point and difficulty of the quality control of seismic isolation building.The article takes the construction process by a bottom column story isolation comprehensive building of Xia Men as a case.According to the field tracking record,analyzes the reinforced concrete construction process of the bottom floor independent columns, upper and lower support piers of isolation bearings,and upper supporting pier beam slab structureof isolation layer.Focuses on the analysis of the upper and lower pre buried plate and isolation bearing installation and construction measures taken, and the upper and lower supporting pier concrete construction methods are proposed to ensure the concrete compactness and reliability; meanwhile, stressed that the construction should be fully communicated with the design unit coordination, and solve the node intensive steel and the design structure may influence the construction quality problems.

Pillar isolation; Isolation building; Isolation layer; Construction technology

李國用(1965.10- )，男，工程師，國家一級注冊建造師。

E-mail:3094356377@qq.com

2017-05-25

TU352.1

A

1004-6135(2017)07-0114-05