付瑩 李進篤 張志陽

新疆兵團城建集團有限公司，中國·新疆 烏魯木齊 830001

1 引言

經(jīng)過20 多年的研究與發(fā)展，中國建筑結(jié)構(gòu)的隔震技術(shù)理論已經(jīng)相對成熟。但是，與之相對應(yīng)的隔震支座安裝施工工法還沒有完善。也正因為如此，建筑工程的施工過程中，隔震支座的安裝施工總是出現(xiàn)各種各樣的問題。論文以中國昌吉州阜康市中醫(yī)醫(yī)院新院區(qū)建設(shè)項目門診醫(yī)技住院綜合樓隔震技術(shù)為例，對中國的建筑隔震技術(shù)原理進行深入的研究，了解隔震支座的具體構(gòu)造與特點，然后再以此為基礎(chǔ)探索出科學(xué)合理的安裝施工工藝技術(shù)，加強隔震支座安裝施工質(zhì)量的控制。

2 建筑隔震技術(shù)的原理分析

建筑隔震技術(shù)，其實就是一種被動式的振動控制技術(shù)，即將一層“彈簧層”嵌入建筑的上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)之間，將整個建筑結(jié)構(gòu)分層三部分，即上部結(jié)構(gòu)部分、隔震層部分與下部結(jié)構(gòu)部分。然后通過“彈簧層”來延長結(jié)構(gòu)的周期，削弱地震能量對建筑結(jié)構(gòu)的破壞程度[1]。具體如圖1 所示。目前，“彈簧層”即隔震層，主要由兩部分組成，一部分是隔震橡膠支座，另一部分是阻尼裝置?！皬椈蓪印敝饕O(shè)置在建筑工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間。無論是普通建筑結(jié)構(gòu)，還是學(xué)校、醫(yī)院等存放了大量精密儀器設(shè)備的建筑結(jié)構(gòu)，都需要使用這種隔震技術(shù)。

圖1 建筑隔震技術(shù)原理

3 建筑隔震支座的構(gòu)造與特點

3.1 隔震支座的構(gòu)造

目前，建筑隔震支座主要有兩種型號，一種是天然橡膠型號，另一種是帶有鉛芯能耗能的橡膠制作。昌吉州阜康市中醫(yī)醫(yī)院新院區(qū)建設(shè)項目門診醫(yī)技住院綜合樓隔震支座主體主要由以下幾部分組成：第一積層橡膠、第二積層薄鋼板、第三橡膠保護層、第四上下封板等。水平變形性能，是隔震支座的重要技術(shù)參數(shù)之一。這一技術(shù)參數(shù)的評估需要參考以下四大指標(biāo)：第一屈服前剛度、第二屈服后剛度、第三水平等效剛度、第四屈服力。本項目隔震支座的直徑在600～1400mm，高度不足直徑的一半。

3.2 隔震支座的特點

建筑隔震支座的應(yīng)用，主要表現(xiàn)出了以下五大特點：第一，豎向承載能力強，幾乎可以與等截面鋼筋混凝土柱的承載力相比，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)進行有效的支撐。第二，水平變形能力強，雖然其水平剛度不大，但是極限變形能力卻高達350%，可以直接在建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間形成水平向的柔弱層。第三，阻尼特性合理，如鉛芯橡膠支座內(nèi)有豎向鉛芯的設(shè)計[2]。這一設(shè)計使得地震災(zāi)害發(fā)生后，建筑上部結(jié)構(gòu)不容易發(fā)生明顯的水平位移。第四，自復(fù)位功能較強，橡膠材料本就擁有較強的彈力，以橡膠為主要材料的隔震支座自然也能在風(fēng)震或地震的作用下恢復(fù)原位。第五，耐久性強，隔震支座的保護層厚度約10mm，且保護層的制作材料中添加了很多的抗老化劑，其使用壽命已經(jīng)超過100年。

4 建筑隔震支座安裝施工技術(shù)要點

4.1 選擇性能好的隔震支座產(chǎn)品

在建筑隔震支座的安裝施工過程中，選擇性能好的隔震支座產(chǎn)品，能夠為相關(guān)施工質(zhì)量的控制打好基礎(chǔ)。第一，工作人員要對設(shè)計圖紙中的相關(guān)要求進行分析，并結(jié)合采購清單，對隔震支座產(chǎn)品的規(guī)格型號、比對參數(shù)等進行嚴(yán)格的核查，及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)存在缺陷或者規(guī)格尺寸不符合安裝施工要求的隔震支座，并將其退回廠家。第二，對隔震支座的產(chǎn)品合格證、出廠檢測報告等文件進行核查，加強隔震支座產(chǎn)品性能的進一步檢驗，然后隨機抽取若干樣品，對樣品的豎向剛度、水平剛度等力學(xué)性能進行檢測，分析其與標(biāo)準(zhǔn)化性能指標(biāo)之間的差異。

4.2 施工準(zhǔn)備

在隔震支座安裝施工的準(zhǔn)備階段，需要做好以下三方面的工作：首先，對隔震支座安裝施工方案進行嚴(yán)格的審核，并在專家的論證意見指導(dǎo)下，對這一方案進行優(yōu)化和完善，提高方案的可行性，以免在后續(xù)安裝施工過程中出現(xiàn)返工或設(shè)計變更問題[3]。其次，對預(yù)埋件進行妥善的處理。一般情況下，鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)中的預(yù)埋件，容易在多方面因素的影響下，出現(xiàn)不同程度的銹蝕問題，進而縮短其使用壽命，削弱建筑結(jié)構(gòu)隔震層的性能。鑒于此，在正式開始施工之前，需要對這些預(yù)埋件進行科學(xué)的防腐處理，先將預(yù)埋件表面的銹跡或污漬清潔干凈，然后再涂抹一層防腐漆。最后，做好技術(shù)交底。隔震支座的安裝施工流程異常復(fù)雜、煩瑣，對于施工人員的技術(shù)要求比較高。為了減少各種施工問題的出現(xiàn)概率，非常有必要做好施工交底，確保施工人員能夠準(zhǔn)確理解建筑隔震設(shè)計理念，掌握隔震支座安裝施工要點。

4.3 下支墩鋼筋連接

建筑結(jié)構(gòu)的下支墩節(jié)點處，分布著大量的鋼筋構(gòu)件，如縱向鋼筋、構(gòu)造鋼筋以及預(yù)埋螺栓等。在人為因素的影響下，這些鋼筋構(gòu)件的連接很容易出現(xiàn)位置偏移問題，進而與預(yù)埋件的施工產(chǎn)生沖突。為了解決這些問題，必須對施工精度提出嚴(yán)格的控制要求。使用鋼筋綁扎方式，將主筋與外箍筋綁扎在一起，加強下支墩節(jié)點處鋼筋構(gòu)件的分布密度。然后再將隔震支座與下預(yù)埋板連接的預(yù)埋螺栓擰入螺紋孔內(nèi)，防止螺紋孔被澆筑的混凝土填滿。

4.4 下支墩混凝土澆筑

在下支墩節(jié)點處進行試驗段施工，然后根據(jù)試驗段的施工情況，分析混凝土的澆筑與振搗對下支墩縱筋自由段、預(yù)埋板水平度的影響程度，并根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整下支墩節(jié)點處的混凝土澆筑施工方案。首先，對混凝土材料的性能質(zhì)量進行檢測，避免出現(xiàn)混凝土離析等問題。其次，對下支墩混凝土澆筑施工方式進行合理的選擇，如分段澆筑法等。再次，加強各層混凝土澆筑厚度的控制，并通過必要的測量措施，將各層混凝土的澆筑厚度偏差控制在合理范圍內(nèi)，使其不超過振搗棒作用長度的1.25 倍。最后，對下支墩柱腳進行封堵，以免出現(xiàn)混凝土漏漿問題[4]。與此同時，還要對混凝土進行同時澆筑和振搗，對混凝土的整點數(shù)量與分布位置進行合理設(shè)置，對混凝土的振搗順序與振搗棒留振時間進行合理的控制。當(dāng)混凝土表面沒有任何氣泡后，再結(jié)束振搗。

4.5 下預(yù)埋板安裝

4.5.1 鋼筋布設(shè)

下支墩混凝土澆筑施工完成2h 后，就可以開始鋼筋布設(shè)。在這一過程中，需要按照CAD 鋼筋布置圖中的相關(guān)要求，根據(jù)相應(yīng)的順序?qū)摻畈荚O(shè)到預(yù)定的空間方位中，并進行1 ∶1 的放樣處理。

4.5.2 下預(yù)埋板安裝

在指定位置進行預(yù)埋件的安裝，并對其記性水平移動，然后利用水準(zhǔn)儀測量下預(yù)埋板的高度與四角位置，使用調(diào)節(jié)螺栓，校正預(yù)埋板的水平位置與標(biāo)高，使定位偏差不超過3mm。之后，再利用點焊的方式將預(yù)埋件螺套與柱帽鋼筋件連接在一起。

4.5.3 下柱帽混凝土澆筑

針對下柱帽混凝土的澆筑，可以使用人工布料方式或者機械澆筑方式。如果單個柱帽混凝土澆筑量偏小，使用人工布料方式，能夠最大限度地避免預(yù)埋板位置偏移問題的出現(xiàn)。在下柱帽混凝土的澆筑施工過程中，需要對振搗點的數(shù)量進行合理的設(shè)定，加強振搗棒與主筋、預(yù)埋板之間距離的控制。在完成所有的澆筑施工措施之后，還需要采取針對性的保護措施，以免因為人員的隨意踩踏或者設(shè)備的重力作用，引起混凝土裂縫、麻面等質(zhì)量問題。

4.6 隔震支座的安裝

在正式開始安裝隔震支座之前，需要先檢查支座產(chǎn)品的外觀結(jié)構(gòu)，確保不存在任何破損變形問題。如果發(fā)現(xiàn)支座產(chǎn)品遭到了外力的破壞，就要采取恰當(dāng)?shù)男扪a措施或者更換措施。檢測混凝土試塊的強度，確保其超過二次澆筑混凝土設(shè)計強度的85%。對現(xiàn)場的實際情況進行分析，并以此為基礎(chǔ)確定隔震支座的吊裝線路，通過前期的試吊明確吊點的數(shù)量與位置。之后，再將隔震支座正式吊運至目標(biāo)位置，調(diào)整支座的水平位置朝向角度，使隔震支座的肢體螺栓孔與預(yù)埋板的螺栓孔處于相同直線。當(dāng)隔震支座準(zhǔn)確到達預(yù)計位置之后，再將支座進行下放。將下預(yù)埋板表層的混凝土浮漿與污漬進行清理，然后進行隔震支座的安裝。測量隔震支座的水平位置、標(biāo)高以及頂面水平值等參數(shù)，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行校正，確保頂面水平值的偏差不超過0.8%。完成隔震支座的安裝之后，還需要再一次檢查支座的水平位置，并將墊片提前設(shè)置到隔震支座與預(yù)埋板之間[5]。如果隔震支座水平位置不符合相關(guān)要求，則可以直接移動墊片，進行支座水平值的調(diào)整。最后再通過對稱的方式將兩側(cè)螺栓同時擰緊。

4.7 上預(yù)埋板安裝

在正式開始安裝上預(yù)埋板之前，需要先檢查隔震支座和下部構(gòu)件是否緊固，然后再將上預(yù)埋板設(shè)置到隔震制作的頂部位置，并用螺栓進行固定連接。將上部鋼筋網(wǎng)片和梁中局部預(yù)埋螺栓捆綁在一起，對上部結(jié)構(gòu)模板進行支護。由于隔震支座上連接板與上部柱梁相交，所以在施工過程中需要進行特定型號專用模板的配置。安裝完成后，要對上預(yù)埋板的軸線與水平度進行校正，最后再進行混凝土的澆筑施工。

4.8 隔震支座的監(jiān)測

在隔震支座安裝施工中，在施工環(huán)境、施工人員、施工技術(shù)等因素的影響下，出現(xiàn)隔震支座變形或位移的問題比較多。如果不能對這一問題進行妥善處理，整個建筑工程的施工質(zhì)量與施工安全將會受到較大的影響。對此，建議在隔震支座的安裝施工過程中將傳感器設(shè)計到隔震支座周邊，并進行遠(yuǎn)程無線自動化監(jiān)測系統(tǒng)的搭設(shè)，以此來加強隔震支座的監(jiān)測[6]。工作人員根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測過程中采集到的豎向位移、水平位移以及偏心變形等相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況，就可以編制出相應(yīng)的隔震支座健康診斷報告，及時找出隔震支座安裝施工存在的問題。

4.9 隔震支座的檢測及維護

在隔震支座的安裝施工過程中，加強施工質(zhì)量的檢測，可以及時發(fā)現(xiàn)隔震支座的安裝施工質(zhì)量缺陷，并采取針對性的返工處理措施。例如，在完成下支墩鋼筋的連接施工后，檢查鋼筋部件的具體位置與分布密度，就可以及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)位置偏差的鋼筋構(gòu)件，并采取針對性的偏差控制措施。

另外，在隔震支座安裝施工完成后，還要從外觀與結(jié)構(gòu)性能方面，對隔震支座進行全方位的檢測，找出隔震支座安裝施工中存在的問題，并采取針對性的整改措施，確保在工程交付之前，與隔震支座安裝施工有關(guān)的質(zhì)量問題都能夠得到徹底的處理。

5 結(jié)語

綜上所述，隔震支座的安裝施工，直接關(guān)系著整個建筑工程的施工質(zhì)量與使用壽命。而要想提高隔震支座安裝施工質(zhì)量，不僅要選擇性能質(zhì)量有保證的隔震支座產(chǎn)品，還要做好前期的準(zhǔn)備工作，提前讓施工人員對施工技術(shù)和施工要點有一個準(zhǔn)確的把握。與此同時，還要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，對隔震支座進行規(guī)范化的安裝與施工，并做好相應(yīng)的監(jiān)測與維護，消除隔震支座安裝施工中的各種安全隱患與質(zhì)量隱患。