徐晓良

(厦门湖里区财政审核中心 福建厦门 361005)

0 引言

建筑结构隔震技术在我国经过了20余年的发展，理论研究成熟，结构减震效果显著，工程应用广泛，但目前国内总体上隔震支座安装施工的成熟和可参照的工法尚未形成，造成各种质量问题。据施工质量分析，隔震支座安装的难点和重点，主要在于如何控制好下预埋钢板定位的精度和水平的精度。基此，本文拟分析、论述其施工工艺原理及其施工工艺流程及操作要点[1-8]。

1 建筑工程隔震橡胶支座应用概述

隔震技术是一种被动的振动控制技术，其原理是延长结构的周期，在建筑工程上的应用日趋成熟。建筑隔震工程中，隔震技术是通过在建筑基础(或下部结构)和上部结构之间，沿着水平向设置隔震层(柔弱软层)，将建筑物分为上部结构、隔震层和下部结构3部分。隔震技术其原理是延长结构的周期，从理论知识可知，地震时上部结构的地震能量大大减少，从而减轻地震作用[9]。隔震层可由各种隔震支座及其他相关构件组成，目前隔震支座主要采用的是隔震橡胶支座(简称隔震支座)。

隔震支座一般有LRB和LNR两种型号，LRB是带有铅芯能耗能的橡胶支座，LNR是普通橡胶支座，其中LRB内部构造示意如图1所示，隔震支座最重要的技术参数是水平变形性能，如：屈服前刚度、屈服后刚度、水平等效刚度和屈服力。隔震支座常用直径介于400mm～1200mm，高度通常小于直径的1/2。隔震支座由圆形的或方形的支座本体和上、下连接板组成，在建筑隔震工程中，通过结构的上、下支墩预埋的钢板及其配套的螺栓等连接而成为整体[1-3,9]，隔震支座及上下支墩现场节点大样如图2所示。

图1 铅芯橡胶支座(LRB)

图2 隔震支座及上下支墩节点

根据中国勘察设计协会的初略统计，截至2017年12月，我国已建成了超过6000栋的隔震建筑，福建省已建和在建超过40栋，总建筑面积超过18万m2，这些隔震建筑主要是厦门市的幼儿园和中小学校舍。我国隔震建筑主要是基础隔震形式，以及少部分的层间隔震形式，如图3所示。隔震层绝大多数安装了隔震橡胶支座[1-3,9]。隔震支座安装施工及验收在国家规范JGJ360-2015《建筑隔震工程施工及验收规范》[1]实施之前，基本按照原有的混凝土和钢结构有关国家技术规范进行施工和验收，福建省也于2016年发布了DBJ/T13-252-2016《福建省建筑工程隔震橡胶支座和装置施工及验收规程》[2]。

(b)层间隔震(底层柱顶)图3 两种结构隔震形式

2 施工工艺原理

隔震支座上、下连接板采用对拉条钢拉结；预埋钢板及隔震支座连接板上合理增设吊孔，配合吊具吊运预埋钢板及隔震支座；测量仪器精确预埋钢板的定位；下支墩(柱)采用二次浇捣或者二次灌浆方式[1-3]，锚定架上的调节螺栓及水平尺调整下预埋钢板水平度；下预埋钢板增设浇筑孔及排气孔。图4以隔震支座安装示意图来表明其施工工艺原理。

1-锚筋；2-上预埋螺套；3-连接螺栓；4-上预埋板；5-上连接板；6-螺母；7-螺柱；8-支座本体；9-对拉条钢；10-下连接板；11-下支墩(柱)；12-下预埋板；13-下预埋螺套；14-高度调节螺栓；15-端板；16-锚定架图4 隔震支座安装示意

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

施工工艺流程可分为7个主要步骤，具体为：①安装准备；②下支墩(柱)混凝土施工；③下预埋板定位和安装；④下支墩(柱)混凝土二次施工；⑤隔震支座安装；⑥上预埋板定位和安装；⑦隔震层混凝土施工。其中常规的混凝土工程施工就不再做详细介绍。

3.2 操作要点

3.2.1安装准备

(1)施工单位在企业技术负责人的组织下编制隔震施工技术方案，经过监理单位项目总监理工程师审批后才可开展施工；对施工图及相关规范提前熟悉，参加图纸会审；邀请隔震技术咨询单位对所有参与该项目建设的相关人员进行隔震技术的培训[1-2]。

(2)提前向国内隔震支座国有生产企业订货，签订供货合同；配合业主方或代建单位对隔震支座进行第三方抽样检验。

(3)隔震支座的进场验收，应提供质量证明文件：原材料及其连接件检测报告、产品合格证(附上具体生产日期)、出厂检验和型式检验报告、其他必要相关资料。

(4)隔震支座安装前，建筑设计单位(隔震技术咨询单位)应向施工单位进行隔震支座安装和隔震构造等方面的技术交底。

(5)隔震支座及其预埋板的进场存放直至工程竣工前，应平放且码置整齐牢固，远离热源、酸碱、油类和化学品等。隔震支座进场堆放如图5所示。

图5 隔震支座堆放

3.2.2下支墩(柱)混凝土施工

下支墩(柱)混凝土工程施工同常规的钢筋混凝土工程施工。为确保下预埋板的安装精度，下支墩(柱)混凝土宜采取二次浇筑的方式，也可以采用二次灌浆的方式[2-4]。如果采用二次浇筑的方式，首次浇筑至距下预埋板标高500mm～1000mm(即大于锚筋的直线长度)，浇筑完成后再绑扎加密的网片钢筋，如图6(a)所示。如果采用二次灌浆的方式，那么混凝土浇筑至距下预埋板标高30mm～50mm，再用专用的灌浆料填充密实。

3.2.3下预埋板定位和安装

为保证下预埋钢板能够精确定位，保证竖向荷载作用位置不发生改变，下预埋板安装质量的关键所在是水平位置精度的误差控制[5-8]。当混凝土达到初凝后，利用测量仪器(全站仪)在下支墩(柱)混凝土表面标示出下预埋板中心和边界4点的位置及预埋板板顶标高，在下支墩(柱)边设置标高控制点，对下预埋板的水平定位、标高和平整度进行校核检查。

锚定架的固定，首先利用铅锤将其垂直插入支座四边中间(每边不少于一个)，并用短钢筋将其固定在柱钢筋上[4]。锚定架螺杆(直径≥18mm)预留出一定的长度，利用仪器复核其标高，保证各个锚定架上的调节螺杆标高一致。锚定架构造如图6(b)所示。

(a)下支墩(柱)施工和锚定架安装

(b)锚定架图6 下支墩(柱)混凝土浇捣和锚定架安装

(1)下支墩(柱)通常配筋量较大，当独立柱柱顶带有拉梁时，拉梁钢筋也伸入下支墩(柱)中锚固，所以节点区钢筋交叉密集。钢筋工程应当先制定好钢筋布置绑扎顺序，并调整好各种钢筋的位置，必要时应用BIM技术，减少钢筋打架[1-4]。图7所示为某工程柱顶带有拉梁的节点配筋构造。

图7 下支墩(柱)节点配筋构造(柱顶带有拉梁)

(2)利用下预埋钢板上的吊孔将螺杆固定，通过吊具(轮胎式汽车吊或现场塔吊)起吊，吊运送至支墩(柱)上方时缓慢下放。下预埋板开孔大样及安装如图8和图9所示。

1-浇注孔；2-起吊孔；3-螺栓孔；4-排气孔；5-锚筋图8 下预埋板开孔大样

图9 下预埋钢板安装和水平度复核

(3)为保证下预埋钢板定位后的水平精度，通过锚定架上的高度调节螺栓及水平尺调整下预埋钢板水平度。利用高精度水平尺对预埋钢板水平度进行双向复核，下预埋板水平度误差应满足小于JGJ360-2015《建筑隔震工程施工及验收规范》中1/300[1]的规定，下预埋钢板安装水平度复核如图9所示。

(4)下预埋钢板安装结束并复核标高等工序合格后，才可以进行下支墩(柱)支模施工。

3.2.4下支墩(柱)混凝土二次施工

(1)当下支墩(柱)混凝土采用二次浇筑时，混凝土浇筑前需再次校核下预埋板的标高、轴线及平整度。对套筒螺栓孔进行封闭保护，混凝土宜通过专用漏斗从浇注孔注入，可以防止混凝土浇入到螺栓孔中。预埋板的浇注孔和混凝土专用漏斗，如图10所示。

图10 浇注孔和混凝土专用漏斗

(2)二次浇筑的混凝土应提高一级强度等级，混凝土应具有流动性高和收缩小的特性。预埋板上的2个直径25mm排气孔能将混凝土中的气体排出，充分保证混凝土的密实度。混凝土浇筑完在12h后及时浇水养护不少于14d。

(3)混凝土采用小型振捣棒振捣；浇筑中定时测量下预埋钢板标高和平整度等；隔震支座标高差小于±3mm[1]，混凝土浇完后及时将预埋板面的残余混凝土清理干净。

3.2.5隔震支座安装

(1)隔震支座安装条件是下支墩(柱)混凝土必须达到强度的75%[2-3]，安装前需对隔震支座的定位复测并做好记录存档。

(2)做好下支墩(柱)上表面的清理工作后，根据平面布置图，将隔震支座的规格及型号在相应的下支墩(柱)上表面标示出来。

(3)隔震支座吊运设备，利用现场塔吊来吊运，若无则采用汽车吊进行吊运。

(4)隔震支座上下连接板通过对拉条钢连接，如图11所示。吊具和隔震支座上、下连接板上的的起吊螺杆固定好隔震支座后，使用符合规定的钢丝绳(麻绳芯)捆缚好支座，转角处应垫好包角垫，防止钢丝绳受损。用吊钩将钢丝绳钩好，并注意锁上保险销。吊点选择U形卸扣卡环作为吊具，并采用双支吊索起吊。需要说明的是，隔震支座上下连接板通过对拉条钢连接的目的，是防止施工过程中隔震支座产生不必要的水平变形，不是每个隔震支座都需要安装，通常是沿着建筑物的两个主轴方向布置不少于1/3的数量，对拉条钢的规格不小于扁钢40mm×4mm。

图11 对拉条钢

(5)为使隔震支座螺栓孔与下预埋钢板螺栓孔对应，将隔震支座吊运至目标位置后，应平稳下放，并缓慢转动。隔震支座就位后，应由两名技术工人相互配合进行安装，并派一名技术人员进行指导。在支座的连接钢板和预埋钢板的螺栓孔全部校准对齐后，缓慢下放隔震支座，确认螺栓完全精准插入后，此时便将支座放在下预埋板上。为保证每个连接螺栓都具有一定的锁紧力矩(初拧力矩为75%)[1]，连接下预埋板与隔震支座的螺栓应对称拧紧(对角线上或对边上)。

(6)隔震支座安装完后，复测隔震支座标高及平面位置并记录存档。

3.2.6上预埋板定位和安装

(1)隔震支座安装后，将上预埋钢板吊装放置在隔震支座顶面，螺栓孔与隔震支座用螺栓对应拧入连接。上预埋板安装如图12所示。

(2)上预埋板与隔震支座的连接螺栓应对称拧紧，每个螺栓初拧力矩为75%，同样，待卸去对拉条钢后螺栓进行终拧。上预埋板安装后，复测其标高及平面轴线位置并记录。

图12 上预埋板安装

3.2.7隔震层混凝土施工

隔震层混凝土工程施工包含上支墩，施工方法同常规的钢筋混凝土，但是施工中以下措施应特别注意。

(1)上支墩混凝土浇筑时，需防止因模板安装封闭不严密引起混凝土漏浆对其底面平整度的影响。上支墩混凝土浇筑的质量是控制要点，保证上支墩混凝土浇筑质量。

(2)上支墩节点处钢筋密集，这时常与上预埋板套筒或锚筋位置冲突，该部位的钢筋非常密集，注意隔震层梁板受力钢筋与套筒位置关系。

4 结论

(1)预埋板及隔震支座连接板上增设吊孔，并配合吊装工具吊运，可以减少其在吊运过程中可能产生的不利变形。

(2)采用对拉条钢固定隔震支座的上下连接钢板，直到工程竣工交付使用阶段，可以防止隔震支座产生不利的水平变形。布置对拉条钢固定隔震支座，其隔震支座数量沿着两个主轴布置不少于1/3个数，对拉条钢的规格不小于扁钢40mm×4mm。

(3)增设预埋了锚定架，利用锚定架上的高度调节螺栓调整下预埋钢板标高，能提高下预埋钢板安装的水平精度。

(4)下支墩(柱)通常配筋量较大，节点区钢筋交叉密集。应当先制定好钢筋布置绑扎顺序和调整好钢筋位置，应用BIM技术减少钢筋交叉矛盾。

(5)下预埋板增设大直径的浇注孔与2个排气孔，可以充分确保下支墩混凝土密实度。