董佳航

（中鐵十六局集團(tuán)第四工程有限公司，北京 101400）

大直徑橡膠隔震支座作為有效的隔震裝置廣泛應(yīng)用于高烈度區(qū)高層建筑。由于支座直徑較大，下支墩的鋼筋布置密集，阻礙了預(yù)埋套筒的安裝，支座尺寸過大而影響了下支墩混凝土的澆筑密實(shí)度，降低了澆筑質(zhì)量。設(shè)置的支座的錨筋長(zhǎng)度過長(zhǎng)，而出現(xiàn)沖突，施工過程中面臨了一些挑戰(zhàn)。為了解決這些難題，針對(duì)官渡區(qū)人民醫(yī)院遷建項(xiàng)目對(duì)大直徑橡膠隔震支座施工重點(diǎn)和出現(xiàn)的問題進(jìn)行探討，基于BIM 技術(shù)進(jìn)行分析，提出了切實(shí)可行的解決方案，提供有益的借鑒。

1 工程背景

1.1 工程概況

云南省昆明市的官渡區(qū)人民醫(yī)院，設(shè)計(jì)地震烈度為8 度，基本地震加速度為0.20g，其最高樓棟為地上19 層、地下3 層的住院樓，隔震采用了橡膠隔震支座技術(shù)。通過隔震層的集中變形和整體移動(dòng)，該技術(shù)有效地減少了地震危害。為了滿足建筑物位移量的要求，住院樓選擇了LRB1000-1500 型號(hào)的鉛芯橡膠隔震支座作為住院樓的隔震裝置。

1.2 大直徑橡膠隔震支座施工重難點(diǎn)

1）下支墩鋼筋密集，預(yù)埋套筒安裝困難，定位預(yù)埋板找平難度大。本工程采用LRB-1500 大直徑橡膠隔震支座，其錨栓數(shù)量高達(dá)20 根，同時(shí)下支墩鋼筋密度較大。在安裝隔震支座定位預(yù)埋板的過程中，部分錨栓可能會(huì)與下支墩鋼筋豎向投影位置重疊，這會(huì)導(dǎo)致已經(jīng)找平的定位預(yù)埋板易受到干擾。

2）定位預(yù)埋板面積過大，下支墩出現(xiàn)空鼓問題。定位預(yù)埋板與下支墩大范圍密切接觸，從而使得混凝土凝固過程中氣體排出不暢通，需要拆除后二次澆筑。這種情況下操作很復(fù)雜，同時(shí)隔震支座可靠性也會(huì)受到影響，運(yùn)行壽命也降低，需要采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行干預(yù)。

3）隔震支座的吊裝和定位難度大。在隔震支座的安裝過程中，需要處理多達(dá)20 個(gè)定位連接螺栓，而使用傳統(tǒng)的孔對(duì)孔定位方法很難準(zhǔn)確對(duì)齊每個(gè)孔位，需要反復(fù)調(diào)節(jié)才能進(jìn)行下孔和擰緊操作。這導(dǎo)致了安裝過程的緩慢和低效。

2 大直徑橡膠隔震支座安裝

2.1 下支墩柱鋼筋處理及綁扎

在住院樓支座節(jié)點(diǎn)處，鋼筋數(shù)量龐大、直徑粗大（最大直徑為C40）、凈距較小。同時(shí)，支座安裝需要使用20 個(gè)（最大規(guī)格為M39）螺栓，這使得在安裝過程中螺栓與鋼筋之間經(jīng)常會(huì)發(fā)生排布沖突，使螺栓難以嵌入支座內(nèi)。下支墩鋼筋與部分螺栓重疊如圖1 所示。

圖1 下支墩鋼筋與部分螺栓重疊示意圖

為了在施工過程中降低成本并提高經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)過程中嚴(yán)格依據(jù)鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范，限制主筋的并筋數(shù)量不超過3 根。采用并筋的方法，將預(yù)埋螺栓位置的主筋凈距從原來的96mm 調(diào)整為196mm，從而解決預(yù)埋螺栓與鋼筋沖突的問題。同時(shí)，在解決鋼筋排布和支墩螺栓沖突時(shí)，采用BIM 技術(shù)，通過建立三維模型，準(zhǔn)確分析沖突點(diǎn)并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保鋼筋與支墩螺栓之間的協(xié)調(diào)，這樣可以更好地滿足鋼筋質(zhì)量相關(guān)要求。BIM 技術(shù)為施工過程提供了高效的協(xié)同和沖突檢測(cè)，提高了工程質(zhì)量和施工效率。在進(jìn)行預(yù)埋板安裝之前，單純對(duì)中間的柱插筋進(jìn)行固定，這樣在其后操作過程中可以對(duì)四角柱插筋進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)。圖2 顯示出并筋處理方案。

圖2 并筋處理方案圖

2.2 支座定位預(yù)埋板安裝

經(jīng)過上述柱插筋排布優(yōu)化后，針對(duì)支座定位預(yù)埋板安裝精度要求極高的情況，為了確保測(cè)量精度，選擇了高精度的水準(zhǔn)儀檢測(cè)，從而有效提高安裝精度，同時(shí)控制測(cè)量誤差不超過2mm。為提高預(yù)埋板的安裝精度，采用四角定位技術(shù)，并選擇穩(wěn)定性高的中間柱插筋技術(shù)。

首先，根據(jù)設(shè)計(jì)的方案將4 根C20 鋼筋點(diǎn)焊在柱插筋上，同時(shí)沒有接觸周圍可移動(dòng)鋼筋，這樣可以避免影響到定位筋的位置，從而保持其與控制位置相一致，提高定位質(zhì)量。在定位筋初次調(diào)整后，在其中放置預(yù)埋板，然后通過儀器嚴(yán)格的檢查其標(biāo)高和平整度，確保和設(shè)定值相一致。最后，通過經(jīng)緯儀將軸線投射到此板上，且適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)以確保安裝精度符合要求。這種方法能夠有效降低人工成本和施工難度，同時(shí)降低重復(fù)性。

在完成精確定位后，接著通過C20 固定鋼筋對(duì)其4 個(gè)邊角進(jìn)行焊接，這樣可以起到良好的固定作用，避免后續(xù)操作時(shí)出現(xiàn)移動(dòng)。在此操作時(shí)選擇并筋的方法，這樣可以控制螺栓嵌入支墩，安裝成功率和精確性明顯提高。最后，根據(jù)設(shè)定方案安裝固定螺栓。

2.3 下支墩螺栓安裝

在安裝隔震支座預(yù)埋螺栓時(shí)，為避免混凝土澆筑時(shí)對(duì)連接螺栓和預(yù)埋套筒的污染，采用PVC套筒保護(hù)技術(shù)。該技術(shù)首先在預(yù)埋板上安裝PVC套管，然后將隔震支座下的連接螺栓穿過預(yù)埋板并通過套管進(jìn)行連接。

2.4 下支墩混凝土澆筑

由于下支墩鋼筋直徑大，且布置很密集，從而導(dǎo)致振搗難以達(dá)到要求。在此施工中為避免澆筑影響到支座埋件位置，適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)了預(yù)埋板，同時(shí)制定出以下措施確保澆筑質(zhì)量滿足要求。

1）在預(yù)埋板中部開孔，這樣可以控制在振搗過程中高效的排出氣體，確保澆筑質(zhì)量。

2）對(duì)定位預(yù)埋板進(jìn)行了優(yōu)化，并減小了其尺寸。同時(shí)，增設(shè)了專門的排氣和澆筑部位，具體的位置和布置可參考圖3。

圖3 定位預(yù)埋板及排氣孔位置示意圖

3）在進(jìn)行此部分澆筑之前，對(duì)預(yù)埋件4 個(gè)角的標(biāo)高再次復(fù)核，確保滿足一致性要求。在檢查無異常情況下，接著在預(yù)埋板中心的開孔處振搗混凝土。在此過程中，要注意避免和鋼筋碰撞，避免出現(xiàn)移動(dòng)問題。在澆筑時(shí)還應(yīng)該控制，各種設(shè)備和人員不可以直接接觸預(yù)埋板，從而確保精度不受到影響。

4）在將混凝土澆筑至定位預(yù)埋板面時(shí)，我們需要進(jìn)行額外的振動(dòng)操作，并清除浮漿。隨后，同時(shí)對(duì)預(yù)埋件的軸線、標(biāo)高和平整度進(jìn)行精確的再次核對(duì)。

2.5 橡膠隔震支座吊裝

1）下支墩混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%條件下，根據(jù)要求吊裝隔震支座。在操作前先清潔支座表面，對(duì)螺母進(jìn)行充分的潤(rùn)滑。在起吊之前，需要對(duì)隔震支座法蘭盤底面進(jìn)行油漆修補(bǔ)。將橡膠隔震支座懸掛在下支墩表面上方約2cm 的位置，確保螺栓孔與下部位置基本對(duì)齊。

2）安裝過程中，首先安裝3 個(gè)角中心的預(yù)埋套筒，并進(jìn)行下降觀察，以確保其他預(yù)埋套筒與法蘭板對(duì)準(zhǔn)。隨后，在隔震支座下部的開孔中連接全部的螺母，且基于正偏差進(jìn)行試穿。

3）使用力矩扳手對(duì)螺栓進(jìn)行對(duì)稱擰緊，并在短時(shí)間內(nèi)依次完成。在擰緊過程中避免使用過度力量以防螺絲脫扣，連接板安裝完畢后，使用鋼板尺對(duì)連接板和螺栓的平面進(jìn)行校驗(yàn)，確保它們?cè)谕黄矫嫔稀Ｔ跀Q緊螺栓時(shí)，請(qǐng)勿使用敲打等不當(dāng)方法，以避免損壞連接部件。在橡膠隔震支座上的連接板上的螺栓孔和吊裝螺孔處，使用高強(qiáng)水泥進(jìn)行封堵，并確保表面平整。在進(jìn)行構(gòu)件連接時(shí)，務(wù)必保持構(gòu)件摩擦面的清潔和干燥，以確保連接的可靠性。同時(shí)，建議避免在雨中進(jìn)行作業(yè)，以免對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。安裝結(jié)束后還需要設(shè)置一定的防護(hù)措施，避免受到外部的干擾，如雨水進(jìn)入。橡膠墊安裝結(jié)束后還需要進(jìn)行檢查，確保支座與軸線的中心重合，此后還需要通過儀器復(fù)測(cè)，控制其中心偏差不超過5mm。

2.6 橡膠隔震支座復(fù)核

在以上安裝操作結(jié)束后，應(yīng)該通知相關(guān)方及時(shí)驗(yàn)收。驗(yàn)收時(shí)主要是基于儀器來復(fù)核支座軸線位置，控制對(duì)應(yīng)的平面誤差小于±6mm。此外還需要復(fù)核水平度和標(biāo)高相關(guān)參數(shù)，確保標(biāo)高的偏差低于±5mm，頂面的偏差低于8‰，而對(duì)應(yīng)的水平度偏差不應(yīng)超過5‰。在驗(yàn)收過程中，應(yīng)詳細(xì)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)以作為驗(yàn)收的依據(jù)。通過以上措施，項(xiàng)目隔震支座安裝合格率可達(dá)到95%以上。

2.7 橡膠隔震支座上部構(gòu)造安裝

1）在上支墩的預(yù)埋套筒和預(yù)埋錨筋固定后，進(jìn)行上支墩底模的安裝。需要注意在混凝土澆筑過程中避免給底模板施加過大的豎向壓力。若底模板的支撐剛度不足，則應(yīng)該適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)其標(biāo)高，主要是控制其略高于法蘭板頂面，這樣可避免澆筑后陷入問題。

2）進(jìn)行上支墩鋼筋綁扎。在此過程中需要先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙綁扎上支墩鋼筋，在檢查無異常后安裝支側(cè)模板，最后進(jìn)行混凝土的澆筑。

3）在澆筑完成后，應(yīng)該根據(jù)一定的次序拆支模，且對(duì)隔震支座法蘭板的油漆進(jìn)行適當(dāng)?shù)男迯?fù)處理，全部操作結(jié)束后需要檢查，確保無異常。

3 結(jié)語

2010 年版建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范引入了大量新標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，同時(shí)在市場(chǎng)需求促進(jìn)作用下，隔震技術(shù)取得了重大進(jìn)展。在減震建筑領(lǐng)域，隔震支座被廣泛采用。在官渡區(qū)人民醫(yī)院遷建項(xiàng)目中，引入了以上技術(shù)有效地提高了隔震支座的位置精度。根據(jù)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)可知，這種施工方法操作簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量高，成本低，對(duì)提高建筑工程質(zhì)量有重要保障作用，表現(xiàn)出較高實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。