莫曲浪

（柳州东方工程橡胶制品有限公司，广西 柳州 545025）

1 建筑隔震技术概述

在建筑与地基间安装一种专用的减震橡胶支座，将房屋与地基分隔开来，减震支座起到减震作用，并将地震能量传递到房屋内部。该设备也被称为“隔震层”。

采用橡胶隔震技术是一种安全、可靠、经济的新型抗震技术。“抗”是传统的抗震技术的一个重要特征，即建筑物的地基与地基紧密相连，因地震而产生的振动会导致建筑物的上层结构产生位移，超出了其承载能力，将对建筑物的装修、内部设备造成严重的破坏：隔震技术利用隔震层-隔震橡胶支架的“隔”功能，将上、下基础分离，隔震层的刚性较低，可以有效的降低70%～90%的地震响应，等于将地震度降低1～2 级。它在生命线工程、重点建设工程及一般住宅建设中得到了广泛的使用[1]。

2 采用隔震技术的经济效益

2.1 直接经济效益

通过应用隔震技术，可以有效地减少高层建筑物的梁、柱壁尺寸，减少材料、水泥用量，虽然提高了减震橡胶支座的造价，但可以降低整体造价，从而为大规模应用隔震技术创造了有利的环境。除其初期成本外，也包括在其运行过程中受到的维修、重建、内部物品的损害以及经济上的损害。我国已完成的工程显示，在Ⅶ-K 级设防工程中，使用隔震式橡胶支座，其工程成本可以减少3%～9%，有些可减少5%～20%，带来了巨大的经济利益。

2.2 间接经济效益

（1）如果将可能造成的整体损失（包括结构、建筑物、财产以及建筑物的损坏以及建筑和企业的停顿）纳入到地震可能的整体损害，则隔震技术的经济价值是非常高的。

（2）在使用隔震橡胶支座后，房屋的抗震性能得到了改善，并且可以适度的降低房屋的高度和安全间距，从而节省了用地，从而产生了明显的间接效益[2]。

3 建筑隔震橡胶支座的构造、 适用范围及工作原理

3.1 建筑隔震橡胶支座的构造

建筑隔震橡胶支座是用多个橡胶与多个板或其他材质的叠放复合而形成的。根据建筑物的需求，可以采用多种叠层结构、制造工艺和配比。该方法包括：将隔震支座与房屋的上部构造相联接，而下部将隔震支座与房屋地基联接。以达到垂直刚度，横向变形，阻尼，耐久性等方面的要求。

3.2 建筑隔震橡胶支座的适用范围

建筑隔震橡胶支座的适用范围可分为3 种。

第1 类是卫生保健，如幼儿园、校舍、中小学、医院、学校、养老院等。

第2 类是在人口稠密的地方，如大型商场、写字楼、居民楼、天桥。

第3 类是紧急救援计划，例如政府机构、医院、机场、电力、核电厂、通信枢纽、消防站、灾难控制中心、地震观测站等。

4 建筑隔震橡胶支座的推广应用

在20 世纪60 年代，建筑隔震技术得到了迅速的发展。日本、新西兰和美国等国家在20 世纪60 年代中期和后期对地震隔离技术进行了较为系统、深入的理论和试验，取得了较好的结果。新西兰W.Robhinson 于1970 年首先发明了一种铅芯叠层橡胶支架，这对隔震技术的推广起到了很大的推动作用。

20 世纪90 年代以后，对隔震体系进行了理论上的研究。与此同时，世界各地也陆续出台了更为详细、严谨的隔震结构设计规范，以及隔震支座的品质与验收标准，以确保其在广泛使用中的可靠度。日本的隔震性建筑物数量比过去的任何一种都要多，目前拥有的隔震性房屋数量已达3000 多幢，而1996—2003 年度间，每年约6000 套。到目前为止，美国共有大约100 多座防震大楼，主要是政府办公大楼、指挥中心、医院等公用设施，以及一些老房子的隔震和加固[3]。

自20 世纪90 年代起，国内对隔震橡胶支座进行了大量的研发和应用，并在广东，昆明，衡水，西安，无锡等地相继研制出了隔震橡胶支座。由于对隔震支座的研究不断深化，其产品的质量不断改善，使其在房屋中的隔震层中起到了很大的作用。目前，我国已在四川，云南，广东，吉林，河北，北京，天津等10 多个省份的500 多幢楼房上安装了减震装置，最大的一个项目是北京东部的一个地下地铁站，50 幢7～9 层楼房，面积480000m2。有些隔震项目经过了多次抗震试验，并获得了良好的抗震性能。目前，中国国家计委、国家建设部已经将橡胶支座隔震技术列入国家发展规划。全国国土面积41%，城镇超过50%，地震强度超过7级。由于国家政策的指导，隔震橡胶支座的使用将会越来越多，市场的需求也越来越大，在国内的发展趋势也越来越明显[4]。

5 建筑隔震橡胶支座的工作原理

在建筑物的基础上加一层隔震垫，在隔震的基础上加一橡胶隔震支座，采用弹性隔震支座的横向挠度构成一层挠性隔震层，它可以有效的吸收和消解地震的力量，从而有效的减少高层建筑的抗震能力，从而有效的降低高层建筑的抗震性能，同时还可以有效的减少建筑物的内部装修、室内设备的损伤和其他的次要灾难。橡胶支座如图1 所示。

图1 橡胶支座

6 建筑隔震橡胶支座的安装过程

（1）项目评审。根据专业人士的建议，对该项目进行了最优的修改，以保证该项目的实用性，防止工程建设中的意外问题和设计变化。

（2）对预埋件进行加工。由于预制体处于钢筋混凝土结构中，长期受外界和其他介质的干扰，导致预制构件腐蚀，从而对预制构件的耐久性和隔震效果产生一定的不利作用。所以，在进行预埋之前要进行防腐蚀，除去残余的铁锈和尘埃，然后在其上均匀地涂上一层防腐蚀涂层[5]。

7 基于隔震支座施工质量控制的探讨

7.1 关于隔震支座材料进场过程中的质量控制

在现实情况中，隔震技术的运用，主要是通过相关的隔离层来将建筑物的上部分结构与下部分的基础进行隔离。一般来说，隔离层的刚度都比较小，因此，当发生地震的时候，隔离层就会发挥出自己的“隔”的优势，承受建筑物在地震作用下所发生的位移现象。隔离层的存在，会使得建筑物的上部结构不至于发生大的变动，近似平动，以此来达到“隔离”的效果，减轻建筑物上部结构的损坏情况。在这个过程中，隔震支座也具有着非常重要的作用。因此，当隔震支座产品进入到施工现场之后，相关的工作人员就需要针对这些隔震支座产品进行验收，包括尺寸、产品合格证，以及出场检测报告等各个方面的内容。在安装隔震支座之前，还需要进行抽检，检查隔震支座产品材料的力学性能，包括竖向刚度、水平刚度，以及屈服力等等，确保其符合相关的要求。只有检查合格之后，才能够用于安装。

7.2 隔震支座安装流程及质量控制

7.2.1 下支墩钢筋连接

在建筑物下部桥墩的连接部位，钢筋、预埋螺栓、构架钢筋等钢筋的分布密度很大，对施工的精度有很高的要求。在下部桥墩的钢筋联结阶段，采用钢筋的捆扎法，将外侧箍筋和主筋分别用来加固，从而减少下部桥墩的钢筋混凝土结构。调整隔震支座和下预埋件的连接处，并将预先埋设的螺钉旋入螺钉孔洞，防止所注水泥渗入到螺钉孔洞中。上下支墩中间为隔震垫如图2 所示。

图2 上下支墩中间为隔震垫

7.2.2 下支墩混凝土浇筑

通过对试验区段的分析，可以精确地判定在混凝土浇注过程中，由于振动对桥面纵向和桥面纵向钢筋的自由端部产生的作用，从而实现了对混凝土浇注的最优控制。检验混凝土的品质，若有离析，应再次进行搅拌。对下部桥墩的混凝土进行适当的设计，例如采用分段浇注，在钢板下面0.5m 的位置尽量实现连续的浇筑。对每一层的混凝土进行了严密的监控，并对其进行了周期性的检测，使其厚度误差在可接受的范围之内，使其最大的工作长度为振动棒的1.25 倍。同时进行混凝土的浇注和振捣，确定振动的个数和布置地点，并对振动的先后次序和留振次数进行了严格的规定。在没有出现泡沫的情况下，完成振动工作。

7.2.3 下预埋板安装

（1）钢筋铺设。在下支墩混凝土浇筑2h 后，按照图纸，按照指定的顺序，在指定的区域内安装钢筋，按照1:1 的比例进行放样。

（2）将底板置于下部。在指定的位置进行预埋件的安装和水平位移，使用水平仪等仪器对基板的高度和四角进行测量，然后用调节螺钉等工具调整预埋件的水平和标高。在准确定位并确定预埋件的位置后，将预制块、螺栓、螺栓等钢筋进行焊接。

（3）下部混凝土浇筑。采用手工布袋或机械灌浆，对单柱头混凝土浇注量不大的施工项目采用手工布袋，能有效地防止施工中出现错位现象。合理设置振捣点数，使振动棒与主筋、预埋板之间的安全间距保持一致。混凝土浇筑和振捣完成后，应采取混凝土防护，严禁人为机械践踏，并定期检查有无开裂、麻面等质量问题，并对有缺陷的地方进行修复。

7.2.4 隔震支座安装

在安装隔震支座之前，应检查隔震支座的外观和结构是否完整，如在存放过程中因外力撞击而发生损坏变形，应及时修复或更换新的支架。测试了混凝土试件的强度，当其强度在85%或更高时，可以在二次浇筑混凝土中设置隔震支座。依据现场情况，对隔震支座的安装路径进行了合理的规划，并在前期进行了试验，确定了吊点的数量及分布，并将隔震支座吊至工作面的上端，调整隔震支座的水平和方向，保证隔震支座与预埋板的螺孔在同一直线上。正确定位隔震支座后，将支承缓缓下压，避免隔震支座与联接板发生错缝。工人清理掉附着在预制板上的混凝土浮渣和灰尘，按照图纸上的要求在指定的地方进行隔离。通过测量和修正隔震支座的水平、标高和顶面水平，使其水平偏差小于0.8%。隔震支座安装完成后，应重新检查支座的水平，并预先在隔震支座和预制板之间放置垫圈，若隔震支座的水平不符合要求，则用垫片进行调整。隔震支座安装完成后，采用对称的方法，并将两边的螺栓拧紧。隔震支座安装如图3 所示。

图3 隔震支座安装

7.2.5 上预埋板安装

在上预埋板安装阶段，对所安装的隔震支座和下层构件进行了检查，确保了该隔震支座的紧固性达到了要求，在隔震支座的顶端放置了一块上预埋板，并用螺栓将其与上部的预埋板进行了固定。对上部钢筋网和部分预埋件进行了绑扎，对上部结构的模板采用了支护和防护，采用预埋板作为上连接板的底模。在特殊的施工条件下，如隔震支座上的连接板和上柱与梁的交叉，要根据具体的工程条件，根据具体的工程情况，设计相应的专用模板。在安装的上部预制板的轴线和水平度进行了测量和校验，确认正确后，再进行混凝土的浇注。

7.2.6 隔震支座监测

在隔震桩的建设过程中，各施工方要对隔震桩进行实时监控，在隔震桩周围布置感测器，建立远程无线自动监控。在建设过程中，通过对周围环境的不断的实时监测，利用无线公用网进行数据的收集和遥控，根据现有的资料，编写隔震支座的状况，并对其进行有效的检测和处理。隔震监测项目包括：垂直位移监测、水平位移监测、偏心变形监测。根据监测隔震支座的偏心变形情况，根据测量数据和绘制的曲线，可以准确地判断出隔震支座的安装偏差、隔震支座的不平衡加载、框架柱的附加弯矩等因素。

7.2.7 隔震支座检测及维护

在隔震支座的装配中，对工程的质量进行了定期的检查，标识出有问题的地方和缺陷，并对其进行了修复。比如，在下桥墩钢筋接头完成后，对各部位的分布和部位进行检测，并对各部位的定位误差进行校正，使其定位误差在容许范围之内。在保证下支桥墩的施工质量达到要求后，进行桥面的施工。在不能及时检测出问题的情况下，在进行施工过程中，会产生质量和安全的风险。工程竣工后，应全面检查隔震支座的外形和结构特性，并标明存在的问题，并责令施工方立即进行修复。在隔震支座的装配和检测出的问题都得到了妥善的解决后，就可以进行隔震支座的施工并投入生产。

8 建筑工程完工后的隔震支座永久性保护措施

（1）消防安全。在支座周围填充纤维棉等阻燃剂，并在下部支墩上安装薄板，起到密封作用，防止发生火灾。

（2）振动隔离。由于隔震支座在安装和使用过程中，由于施工和维修的原因，很可能会对支座的表面产生力学破坏，从而加速支座的老化，从而导致支座的性能下降。可以在隔震支座表面加一层抗老化的橡胶保护层，从而防止其表面的老化。

（3）抗变形防护。定期检查隔震通道和隔震支座的预留空间，清理场地内存在的障碍。

（4）对其进行周期性的检验。对隔震支座的工后使用状况进行定期检查，主要检查的内容有横向和纵向的变形。若隔震支座的性能达不到设计规范或发生变形、扭曲等情况，必须立即进行维修。

9 结语

总之，在现代建筑工程中，采用隔震支座的布置可以明显提高建筑物的抗震能力，对提高工程的社会效益和经济效益起着十分重要的作用。建设单位应加强对隔震支座的施工问题的关注，对各个施工环节进行严格的质量控制，建立健全的隔震支座专用施工系统，使工程建设和质量控制达到最大，从而促进我国建筑业的可持续发展。