莫曲浪

（柳州東方工程橡膠制品有限公司，廣西 柳州 545025）

1 建筑隔震技術(shù)概述

在建筑與地基間安裝一種專用的減震橡膠支座，將房屋與地基分隔開(kāi)來(lái)，減震支座起到減震作用，并將地震能量傳遞到房屋內(nèi)部。該設(shè)備也被稱為“隔震層”。

采用橡膠隔震技術(shù)是一種安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的新型抗震技術(shù)?！翱埂笔莻鹘y(tǒng)的抗震技術(shù)的一個(gè)重要特征，即建筑物的地基與地基緊密相連，因地震而產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致建筑物的上層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移，超出了其承載能力，將對(duì)建筑物的裝修、內(nèi)部設(shè)備造成嚴(yán)重的破壞：隔震技術(shù)利用隔震層-隔震橡膠支架的“隔”功能，將上、下基礎(chǔ)分離，隔震層的剛性較低，可以有效的降低70%～90%的地震響應(yīng)，等于將地震度降低1～2 級(jí)。它在生命線工程、重點(diǎn)建設(shè)工程及一般住宅建設(shè)中得到了廣泛的使用[1]。

2 采用隔震技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益

2.1 直接經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)應(yīng)用隔震技術(shù)，可以有效地減少高層建筑物的梁、柱壁尺寸，減少材料、水泥用量，雖然提高了減震橡膠支座的造價(jià)，但可以降低整體造價(jià)，從而為大規(guī)模應(yīng)用隔震技術(shù)創(chuàng)造了有利的環(huán)境。除其初期成本外，也包括在其運(yùn)行過(guò)程中受到的維修、重建、內(nèi)部物品的損害以及經(jīng)濟(jì)上的損害。我國(guó)已完成的工程顯示，在Ⅶ-K 級(jí)設(shè)防工程中，使用隔震式橡膠支座，其工程成本可以減少3%～9%，有些可減少5%～20%，帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)利益。

2.2 間接經(jīng)濟(jì)效益

（1）如果將可能造成的整體損失（包括結(jié)構(gòu)、建筑物、財(cái)產(chǎn)以及建筑物的損壞以及建筑和企業(yè)的停頓）納入到地震可能的整體損害，則隔震技術(shù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值是非常高的。

（2）在使用隔震橡膠支座后，房屋的抗震性能得到了改善，并且可以適度的降低房屋的高度和安全間距，從而節(jié)省了用地，從而產(chǎn)生了明顯的間接效益[2]。

3 建筑隔震橡膠支座的構(gòu)造、 適用范圍及工作原理

3.1 建筑隔震橡膠支座的構(gòu)造

建筑隔震橡膠支座是用多個(gè)橡膠與多個(gè)板或其他材質(zhì)的疊放復(fù)合而形成的。根據(jù)建筑物的需求，可以采用多種疊層結(jié)構(gòu)、制造工藝和配比。該方法包括：將隔震支座與房屋的上部構(gòu)造相聯(lián)接，而下部將隔震支座與房屋地基聯(lián)接。以達(dá)到垂直剛度，橫向變形，阻尼，耐久性等方面的要求。

3.2 建筑隔震橡膠支座的適用范圍

建筑隔震橡膠支座的適用范圍可分為3 種。

第1 類是衛(wèi)生保健，如幼兒園、校舍、中小學(xué)、醫(yī)院、學(xué)校、養(yǎng)老院等。

第2 類是在人口稠密的地方，如大型商場(chǎng)、寫字樓、居民樓、天橋。

第3 類是緊急救援計(jì)劃，例如政府機(jī)構(gòu)、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、電力、核電廠、通信樞紐、消防站、災(zāi)難控制中心、地震觀測(cè)站等。

4 建筑隔震橡膠支座的推廣應(yīng)用

在20 世紀(jì)60 年代，建筑隔震技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。日本、新西蘭和美國(guó)等國(guó)家在20 世紀(jì)60 年代中期和后期對(duì)地震隔離技術(shù)進(jìn)行了較為系統(tǒng)、深入的理論和試驗(yàn)，取得了較好的結(jié)果。新西蘭W.Robhinson 于1970 年首先發(fā)明了一種鉛芯疊層橡膠支架，這對(duì)隔震技術(shù)的推廣起到了很大的推動(dòng)作用。

20 世紀(jì)90 年代以后，對(duì)隔震體系進(jìn)行了理論上的研究。與此同時(shí)，世界各地也陸續(xù)出臺(tái)了更為詳細(xì)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母粽鸾Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，以及隔震支座的品質(zhì)與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，以確保其在廣泛使用中的可靠度。日本的隔震性建筑物數(shù)量比過(guò)去的任何一種都要多，目前擁有的隔震性房屋數(shù)量已達(dá)3000 多幢，而1996—2003 年度間，每年約6000 套。到目前為止，美國(guó)共有大約100 多座防震大樓，主要是政府辦公大樓、指揮中心、醫(yī)院等公用設(shè)施，以及一些老房子的隔震和加固[3]。

自20 世紀(jì)90 年代起，國(guó)內(nèi)對(duì)隔震橡膠支座進(jìn)行了大量的研發(fā)和應(yīng)用，并在廣東，昆明，衡水，西安，無(wú)錫等地相繼研制出了隔震橡膠支座。由于對(duì)隔震支座的研究不斷深化，其產(chǎn)品的質(zhì)量不斷改善，使其在房屋中的隔震層中起到了很大的作用。目前，我國(guó)已在四川，云南，廣東，吉林，河北，北京，天津等10 多個(gè)省份的500 多幢樓房上安裝了減震裝置，最大的一個(gè)項(xiàng)目是北京東部的一個(gè)地下地鐵站，50 幢7～9 層樓房，面積480000m2。有些隔震項(xiàng)目經(jīng)過(guò)了多次抗震試驗(yàn)，并獲得了良好的抗震性能。目前，中國(guó)國(guó)家計(jì)委、國(guó)家建設(shè)部已經(jīng)將橡膠支座隔震技術(shù)列入國(guó)家發(fā)展規(guī)劃。全國(guó)國(guó)土面積41%，城鎮(zhèn)超過(guò)50%，地震強(qiáng)度超過(guò)7級(jí)。由于國(guó)家政策的指導(dǎo)，隔震橡膠支座的使用將會(huì)越來(lái)越多，市場(chǎng)的需求也越來(lái)越大，在國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)也越來(lái)越明顯[4]。

5 建筑隔震橡膠支座的工作原理

在建筑物的基礎(chǔ)上加一層隔震墊，在隔震的基礎(chǔ)上加一橡膠隔震支座，采用彈性隔震支座的橫向撓度構(gòu)成一層撓性隔震層，它可以有效的吸收和消解地震的力量，從而有效的減少高層建筑的抗震能力，從而有效的降低高層建筑的抗震性能，同時(shí)還可以有效的減少建筑物的內(nèi)部裝修、室內(nèi)設(shè)備的損傷和其他的次要災(zāi)難。橡膠支座如圖1 所示。

圖1 橡膠支座

6 建筑隔震橡膠支座的安裝過(guò)程

（1）項(xiàng)目評(píng)審。根據(jù)專業(yè)人士的建議，對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了最優(yōu)的修改，以保證該項(xiàng)目的實(shí)用性，防止工程建設(shè)中的意外問(wèn)題和設(shè)計(jì)變化。

（2）對(duì)預(yù)埋件進(jìn)行加工。由于預(yù)制體處于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，長(zhǎng)期受外界和其他介質(zhì)的干擾，導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件腐蝕，從而對(duì)預(yù)制構(gòu)件的耐久性和隔震效果產(chǎn)生一定的不利作用。所以，在進(jìn)行預(yù)埋之前要進(jìn)行防腐蝕，除去殘余的鐵銹和塵埃，然后在其上均勻地涂上一層防腐蝕涂層[5]。

7 基于隔震支座施工質(zhì)量控制的探討

7.1 關(guān)于隔震支座材料進(jìn)場(chǎng)過(guò)程中的質(zhì)量控制

在現(xiàn)實(shí)情況中，隔震技術(shù)的運(yùn)用，主要是通過(guò)相關(guān)的隔離層來(lái)將建筑物的上部分結(jié)構(gòu)與下部分的基礎(chǔ)進(jìn)行隔離。一般來(lái)說(shuō)，隔離層的剛度都比較小，因此，當(dāng)發(fā)生地震的時(shí)候，隔離層就會(huì)發(fā)揮出自己的“隔”的優(yōu)勢(shì)，承受建筑物在地震作用下所發(fā)生的位移現(xiàn)象。隔離層的存在，會(huì)使得建筑物的上部結(jié)構(gòu)不至于發(fā)生大的變動(dòng)，近似平動(dòng)，以此來(lái)達(dá)到“隔離”的效果，減輕建筑物上部結(jié)構(gòu)的損壞情況。在這個(gè)過(guò)程中，隔震支座也具有著非常重要的作用。因此，當(dāng)隔震支座產(chǎn)品進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)之后，相關(guān)的工作人員就需要針對(duì)這些隔震支座產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)收，包括尺寸、產(chǎn)品合格證，以及出場(chǎng)檢測(cè)報(bào)告等各個(gè)方面的內(nèi)容。在安裝隔震支座之前，還需要進(jìn)行抽檢，檢查隔震支座產(chǎn)品材料的力學(xué)性能，包括豎向剛度、水平剛度，以及屈服力等等，確保其符合相關(guān)的要求。只有檢查合格之后，才能夠用于安裝。

7.2 隔震支座安裝流程及質(zhì)量控制

7.2.1 下支墩鋼筋連接

在建筑物下部橋墩的連接部位，鋼筋、預(yù)埋螺栓、構(gòu)架鋼筋等鋼筋的分布密度很大，對(duì)施工的精度有很高的要求。在下部橋墩的鋼筋聯(lián)結(jié)階段，采用鋼筋的捆扎法，將外側(cè)箍筋和主筋分別用來(lái)加固，從而減少下部橋墩的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。調(diào)整隔震支座和下預(yù)埋件的連接處，并將預(yù)先埋設(shè)的螺釘旋入螺釘孔洞，防止所注水泥滲入到螺釘孔洞中。上下支墩中間為隔震墊如圖2 所示。

圖2 上下支墩中間為隔震墊

7.2.2 下支墩混凝土澆筑

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)區(qū)段的分析，可以精確地判定在混凝土澆注過(guò)程中，由于振動(dòng)對(duì)橋面縱向和橋面縱向鋼筋的自由端部產(chǎn)生的作用，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)混凝土澆注的最優(yōu)控制。檢驗(yàn)混凝土的品質(zhì)，若有離析，應(yīng)再次進(jìn)行攪拌。對(duì)下部橋墩的混凝土進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，例如采用分段澆注，在鋼板下面0.5m 的位置盡量實(shí)現(xiàn)連續(xù)的澆筑。對(duì)每一層的混凝土進(jìn)行了嚴(yán)密的監(jiān)控，并對(duì)其進(jìn)行了周期性的檢測(cè)，使其厚度誤差在可接受的范圍之內(nèi)，使其最大的工作長(zhǎng)度為振動(dòng)棒的1.25 倍。同時(shí)進(jìn)行混凝土的澆注和振搗，確定振動(dòng)的個(gè)數(shù)和布置地點(diǎn)，并對(duì)振動(dòng)的先后次序和留振次數(shù)進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定。在沒(méi)有出現(xiàn)泡沫的情況下，完成振動(dòng)工作。

7.2.3 下預(yù)埋板安裝

（1）鋼筋鋪設(shè)。在下支墩混凝土澆筑2h 后，按照?qǐng)D紙，按照指定的順序，在指定的區(qū)域內(nèi)安裝鋼筋，按照1:1 的比例進(jìn)行放樣。

（2）將底板置于下部。在指定的位置進(jìn)行預(yù)埋件的安裝和水平位移，使用水平儀等儀器對(duì)基板的高度和四角進(jìn)行測(cè)量，然后用調(diào)節(jié)螺釘?shù)裙ぞ哒{(diào)整預(yù)埋件的水平和標(biāo)高。在準(zhǔn)確定位并確定預(yù)埋件的位置后，將預(yù)制塊、螺栓、螺栓等鋼筋進(jìn)行焊接。

（3）下部混凝土澆筑。采用手工布袋或機(jī)械灌漿，對(duì)單柱頭混凝土澆注量不大的施工項(xiàng)目采用手工布袋，能有效地防止施工中出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象。合理設(shè)置振搗點(diǎn)數(shù)，使振動(dòng)棒與主筋、預(yù)埋板之間的安全間距保持一致?；炷翝仓驼駬v完成后，應(yīng)采取混凝土防護(hù)，嚴(yán)禁人為機(jī)械踐踏，并定期檢查有無(wú)開(kāi)裂、麻面等質(zhì)量問(wèn)題，并對(duì)有缺陷的地方進(jìn)行修復(fù)。

7.2.4 隔震支座安裝

在安裝隔震支座之前，應(yīng)檢查隔震支座的外觀和結(jié)構(gòu)是否完整，如在存放過(guò)程中因外力撞擊而發(fā)生損壞變形，應(yīng)及時(shí)修復(fù)或更換新的支架。測(cè)試了混凝土試件的強(qiáng)度，當(dāng)其強(qiáng)度在85%或更高時(shí)，可以在二次澆筑混凝土中設(shè)置隔震支座。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)隔震支座的安裝路徑進(jìn)行了合理的規(guī)劃，并在前期進(jìn)行了試驗(yàn)，確定了吊點(diǎn)的數(shù)量及分布，并將隔震支座吊至工作面的上端，調(diào)整隔震支座的水平和方向，保證隔震支座與預(yù)埋板的螺孔在同一直線上。正確定位隔震支座后，將支承緩緩下壓，避免隔震支座與聯(lián)接板發(fā)生錯(cuò)縫。工人清理掉附著在預(yù)制板上的混凝土浮渣和灰塵，按照?qǐng)D紙上的要求在指定的地方進(jìn)行隔離。通過(guò)測(cè)量和修正隔震支座的水平、標(biāo)高和頂面水平，使其水平偏差小于0.8%。隔震支座安裝完成后，應(yīng)重新檢查支座的水平，并預(yù)先在隔震支座和預(yù)制板之間放置墊圈，若隔震支座的水平不符合要求，則用墊片進(jìn)行調(diào)整。隔震支座安裝完成后，采用對(duì)稱的方法，并將兩邊的螺栓擰緊。隔震支座安裝如圖3 所示。

圖3 隔震支座安裝

7.2.5 上預(yù)埋板安裝

在上預(yù)埋板安裝階段，對(duì)所安裝的隔震支座和下層構(gòu)件進(jìn)行了檢查，確保了該隔震支座的緊固性達(dá)到了要求，在隔震支座的頂端放置了一塊上預(yù)埋板，并用螺栓將其與上部的預(yù)埋板進(jìn)行了固定。對(duì)上部鋼筋網(wǎng)和部分預(yù)埋件進(jìn)行了綁扎，對(duì)上部結(jié)構(gòu)的模板采用了支護(hù)和防護(hù)，采用預(yù)埋板作為上連接板的底模。在特殊的施工條件下，如隔震支座上的連接板和上柱與梁的交叉，要根據(jù)具體的工程條件，根據(jù)具體的工程情況，設(shè)計(jì)相應(yīng)的專用模板。在安裝的上部預(yù)制板的軸線和水平度進(jìn)行了測(cè)量和校驗(yàn)，確認(rèn)正確后，再進(jìn)行混凝土的澆注。

7.2.6 隔震支座監(jiān)測(cè)

在隔震樁的建設(shè)過(guò)程中，各施工方要對(duì)隔震樁進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在隔震樁周圍布置感測(cè)器，建立遠(yuǎn)程無(wú)線自動(dòng)監(jiān)控。在建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)周圍環(huán)境的不斷的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，利用無(wú)線公用網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和遙控，根據(jù)現(xiàn)有的資料，編寫隔震支座的狀況，并對(duì)其進(jìn)行有效的檢測(cè)和處理。隔震監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括：垂直位移監(jiān)測(cè)、水平位移監(jiān)測(cè)、偏心變形監(jiān)測(cè)。根據(jù)監(jiān)測(cè)隔震支座的偏心變形情況，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)和繪制的曲線，可以準(zhǔn)確地判斷出隔震支座的安裝偏差、隔震支座的不平衡加載、框架柱的附加彎矩等因素。

7.2.7 隔震支座檢測(cè)及維護(hù)

在隔震支座的裝配中，對(duì)工程的質(zhì)量進(jìn)行了定期的檢查，標(biāo)識(shí)出有問(wèn)題的地方和缺陷，并對(duì)其進(jìn)行了修復(fù)。比如，在下橋墩鋼筋接頭完成后，對(duì)各部位的分布和部位進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)各部位的定位誤差進(jìn)行校正，使其定位誤差在容許范圍之內(nèi)。在保證下支橋墩的施工質(zhì)量達(dá)到要求后，進(jìn)行橋面的施工。在不能及時(shí)檢測(cè)出問(wèn)題的情況下，在進(jìn)行施工過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量和安全的風(fēng)險(xiǎn)。工程竣工后，應(yīng)全面檢查隔震支座的外形和結(jié)構(gòu)特性，并標(biāo)明存在的問(wèn)題，并責(zé)令施工方立即進(jìn)行修復(fù)。在隔震支座的裝配和檢測(cè)出的問(wèn)題都得到了妥善的解決后，就可以進(jìn)行隔震支座的施工并投入生產(chǎn)。

8 建筑工程完工后的隔震支座永久性保護(hù)措施

（1）消防安全。在支座周圍填充纖維棉等阻燃劑，并在下部支墩上安裝薄板，起到密封作用，防止發(fā)生火災(zāi)。

（2）振動(dòng)隔離。由于隔震支座在安裝和使用過(guò)程中，由于施工和維修的原因，很可能會(huì)對(duì)支座的表面產(chǎn)生力學(xué)破壞，從而加速支座的老化，從而導(dǎo)致支座的性能下降?？梢栽诟粽鹬ё砻婕右粚涌估匣南鹉z保護(hù)層，從而防止其表面的老化。

（3）抗變形防護(hù)。定期檢查隔震通道和隔震支座的預(yù)留空間，清理場(chǎng)地內(nèi)存在的障礙。

（4）對(duì)其進(jìn)行周期性的檢驗(yàn)。對(duì)隔震支座的工后使用狀況進(jìn)行定期檢查，主要檢查的內(nèi)容有橫向和縱向的變形。若隔震支座的性能達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)范或發(fā)生變形、扭曲等情況，必須立即進(jìn)行維修。

9 結(jié)語(yǔ)

總之，在現(xiàn)代建筑工程中，采用隔震支座的布置可以明顯提高建筑物的抗震能力，對(duì)提高工程的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益起著十分重要的作用。建設(shè)單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)隔震支座的施工問(wèn)題的關(guān)注，對(duì)各個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，建立健全的隔震支座專用施工系統(tǒng)，使工程建設(shè)和質(zhì)量控制達(dá)到最大，從而促進(jìn)我國(guó)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。